Wechselwirkung zwischen dem Bodenmikrobiom und der Vielfalt sowie der Identität von Baumarten in subtropischen Wäldern Chinas

• Antragsteller: Professor Dr. Francois Buscot; Dr. Tesfaye Wubet
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 35758305

Bodenmikroorganismen spielen eine Schlüsselrolle für die Funktion von Waldökosystemen, indem sie die Aufnahme und den Umsatz von Nährstoffen beeinflussen und dadurch die Vielfalt und Produktivität von Pflanzen bedingen. Dank des Fortschritts der letzten zehn Jahre in der Sequenzierungstechnologie konnte der Kenntnisstand über Vielfalt und Struktur von mikrobiellen Lebensgemeinschaften in Böden dramatisch gesteigert werden. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Beantwortung von Fragen der mikrobiellen Ökologie innerhalb von breit angelegten multidisziplinären Forschungsprojekten. In den vergangenen Phasen der BEF-China Forschergruppe nutzten wir Hochdurchsatz-Sequenzierung von Pyrotags, um die mikrobiellen Lebensgemeinschaften in Böden der Comparative Study Plots (CSPs) sowie auch der zwei Standorte Sites A und B vom Hauptexperiment zur Manipulation der Artenvielfalt von Waldbäumen zu analysieren. In den CSPs fanden wir einen engen Zusammenhang zwischen Waldalter, Pflanzengemeinschaften und mikrobiellen Bodenlebensgemeinschaften. Die Ergebnisse aus der Frühphase des Hauptexperiments weisen schon auf einen deutlichen Einfluss von Baumartenidentität und -vielfalt auf die Bodenpilzgemeinschaft hin. Dabei sind Änderungen in den mikrobiellen Lebensgemeinschaften im Zuge der weiteren Baumentwicklung zu erwarten. In Waldökosystemen ist es bekannt, dass abgesehen von der Ausscheidung von Wurzelexsudaten ein Großteil der Primärproduktion als tote organische Materie in die Böden zurückgeführt wird. Daher stellen Rhizosphäre und Totholz zwei Hot-Spots der von Pflanzen direkt beeinflussten mikrobiellen Lebensgemeinschaften in Böden dar. Diese Hot-Spots sind noch ungenügend untersucht, dürften aber in den hoch-diversen subtropischen Wälder eine hohe Bedeutung haben.In der dritten Phase von BEF-China wird SP7 seinen Forschungsschwerpunkt auf den funktionellen Zusammenhang zwischen Pflanzendiversität und Vielfalt von Bodenlebensgemeinschaften in subtropischen Waldökosystemen legen. Rhizosphäre und Totholz werden als die zwei Schlüsselkompartimente untersucht, in denen der Umsatz und die Aufnahme von Nährstoffen gesteuert werden. Unsere zwei Zeile sind: (1) Die Analyse der Änderung in der Vielfalt und Zusammensetzung des Mikrobioms in der Rhizosphäre einzelner Baumarten entlang Artenreichtums-Gradienten im BEF-China Hauptexperiment. (2) Die Quantifizierung des Einflusses der Identität von Baumarten, Holzmerkmalen, Abbauraten, Kronendeckung und Pflanzenvielfalt auf die Totholz-abbauenden mikrobiellen Gemeinschaften im Multifunktionalitäts- und Multidiversität-Array von SP10. Unsere Herangehensweise wird auf der Pilz-gerichteten ITS Pyrotag und bei den Prokaryonten auf der 16S rDNA Illumina Paired End Sequenzierung basieren. Die Analyse dieses breiten Organismenspektrums von Bodenmikroorganismen wird es uns ermöglichen, Muster in der Konkurrenz und in Interaktionsnetzwerken von funktionalen Mikroorganismengruppen und Baumarten aufzudecken, um ein mechanistisches Verständnis von Pflanzen- Mikroorganismen-Wechselwirkungen in den Rhizosphären- und Totholz-Hot-Spots zu erzielen. Die Ergebnisse werden über die Rolle des pflanzenassoziierten Mikrobioms für die Aufrechterhaltung der Diversität und Produktivität von Bäumen in Waldökosystemen Aufschluss geben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 891: The role of tree and shrub diversity for production, erosion control, element cycling, and species conservation in Chinese subtropical forest ecosystems
• Internationaler Bezug: China
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Liang-Dong Guo; Professor Dr. Yu Liang