Räuberische Myxobakterien in Nahrungsnetzen des Bodens: Modulation des Mikrobioms, der Energie- und Stoffflüsse, untersucht durch quantitative Metatranskriptomik und Modellierung.

• Antragsteller: Professor Dr. Tim Urich
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465127669

Böden beherbergen die komplexesten Lebensgemeinschaften der Erde und sind lebenswichtige Ressourcen, die der Menschheit essentielle Ökosystemdienstleistungen und Ernährungssicherheit bieten. Aufgrund der Komplexität von Böden und der immensen organismischen Vielfalt wurden explizite Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung des Mikrobioms (sowohl taxonomisch als auch funktionell), der mikrobiellen Physiologie und den Energieflüssen bisher für keinen Boden erreicht. Tatsächlich gab es bisher keine einzige Methode, um die Diversität, Abundanz und Gemeinschaftszusammensetzung von Bodenmikrobiota und Bodenfauna mit hoher taxonomischer Auflösung zu erfassen. Die Doppel-RNA-Metatranskriptomik ermöglicht nun solche ganzheitlichen Studien über phylogenetische Domänen und trophische Ebenen hinweg, basierend auf rRNA und mRNA. Dies hat das Potenzial, mechanistische Verbindungen zwischen trophischen Interaktionen im Mikrobiom und Energie- und Kohlenstoffflüssen entlang der bakteriellen und pilzlichen Energiekanäle herzustellen.MYXED-UP schlägt die Untersuchung einer vernachlässigten Gruppe von Mikroorganismen im Nahrungsnetz des Bodens vor: die predatorischen Bakterien. Wir wollen explizit die Rolle der predatorischen Myxobakterien im Nahrungsnetz des Bodens und ihre Fähigkeit, das Mikrobiom sowie die Energie- und Stoffflüsse zu modulieren, charakterisieren. Zu diesem Zweck haben wir uns mit einem interdisziplinären Konsortium von Forschern aus den Bereichen Bodenbiologie, Biogeochemie, Mikrobiologie, Meta-omics und Modellierung zusammengetan, das sich der Herausforderung durch eine einzigartige Kombination von Fachwissen entlang zentraler Laborexperimente stellen wird. In zwei Experimenten mit natürlichen und synthetischen mikrobiellen Konsortien werden wir den Einfluss von Nematoden und Myxobakterien auf die Mikrobiomstruktur und die Energie- und Stoffflüsse untersuchen. Die hochintegrierten Experimente werden reichhaltige und heterogene Datensätze liefern, die letztlich in die Modellierung des mikrobiellen Wachstums und des Umsatzes spezifischer funktioneller Gilden in den Mikrokosmen einfließen werden. Im Rahmen der gemeinsamen Forschung wird MYXED-UP mit Hilfe der quantitativen Metatranskriptomik einen umfassenden Einblick in Mikrobiome geben, welche Verbindungen zwischen den Mitgliedern des Mikrobioms und der Thermodynamik herstellen wird. Darüber hinaus wollen wir einen breit anwendbaren und hochauflösenden Modellierungsansatz zur Abschätzung des C- und Energieflusses in Mikrobiomen entwickeln. Anschließend werden wir den Ansatz anwenden, um den Beitrag von räuberischen Myxobakterien zum C- und Energiefluss in Böden abzuschätzen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2322: Systemökologie von Böden – das Mikrobiom und die Randbedingungen modulieren die Energieentladung