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Molecular community response of forest soil bacteria to fertilization and tree girdling
Daniela Knapp
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Andreas Richter
DOI
10.25365/thesis.745
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30461.52347.516854-8
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Bisherige Studien haben gezeigt, dass mikrobielle Gemeinschaften im Boden durch
viele verschiedene Umweltfaktoren beeinflusst werden und dass die Verfügbarkeit verschiedener Ressourcen die Struktur von mikrobiellen Gemeinschaften mitbestimmt. In einem Feldexperiment in einem Buchenwald in Niederösterreich wurde die Rhizodeposition
durch "Baumgirdling" manipuliert, der Boden wurde mit künstlichem Stickstoffdünger behandelt oder blieb als Kontrolle unbehandelt. Die Zusammensetzung der mikrobiellen
Gemeinschaften im Waldboden wurde durch 16S rRNA basierende T-RFLP Analyse
untersucht. Weiters wurde mithilfe von quantitativer real-time PCR die Auswirkung der
verschiedenen Behandlungen auf die Abundanz der prokaryotischen Gemeinschaften im
Waldboden analysiert. Es wurden sowohl die gesamte Population der Bakterien und
Archaeen, als auch spezifische bakterielle Taxa (z.B. Acidobakterien, Verrucomikrobien,
Proteobakterien und gram-positive Bakterien mit hohem GC Gehalt) untersucht. Weiters
wurden funktionelle Gene die im Stickstoffkreislauf eine wichtige Rolle spielen (amoA von
Bakterien und Archaeen, sowie nirS und nosZ von Bakterien) mithilfe von qPCR
quantifiziert. Die Profile der mikrobiellen Gemeinschaften zeigten klare Unterschiede in der
mikrobiellen Diversität aufgrund des Saisonverlaufs und der Bodenbehandlungen.
Grundsätzlich war der Einfluss der Stickstoffdüngung im Vergleich zu den Auswirkungen des
Saisonverlaufs und des „Baumgirdlings“ eher gering. Veränderungen in der Abundanz der
Bodenmikroorganismen und der funktionellen Stickstoffkreislauf-Gene waren im Vergleich
zu den Gemeinschaftsunterschieden ebenfalls eher gering bzw. nur vorübergehend von
Bedeutung. Im Allgemeinen wurde ein Peak mit erhöhter Abundanz im Winter festgestellt,
und Archaeen reagierten stärker auf veränderte Umweltbedingungen und
Ressourcenverfügbarkeiten als Bakterien. Insgesamt hatten variierende Umweltbedingungen
zu verschiedenen Jahreszeiten sowie unterschiedliche Ressourcenverfügbarkeiten einen
starken Einfluss auf die Diversität von mikrobiellen Gemeinschaften im Waldboden, während
die Abundanz der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden nur wenig beeinflusst wurde.
Abstract
(Englisch)
Previous studies have found that soil microbial communities are influenced by a wide
variety of environmental factors and that the availability of various resources is crucial for
determining microbial community structures. A field experiment in a beech-forest located in
lower Austria was carried out in which rhizodeposition was manipulated by tree girdling, the
soil was treated with artificial nitrogen fertilizer or left untreated as control. Forest soil
microbial community compositions were assayed by 16S rRNA gene-based T-RFLP analysis.
Further, quantitative real-time PCR analysis was used for analyzing the treatment effects on
the abundance of prokaryotic forest soil communities. In detail, total bacterial and archaeal
communities as well as specific bacterial taxa (e.g. Acidobacteria, Verrucomicrobia,
Proteobacteria and high-GC gram positive bacteria) were assessed. In addition, qPCR analysis
was used to quantify functional genes involved in soil nitrogen cycling (bacterial amoA,
archaeal amoA, bacterial nirS and bacterial nosZ). Community profiling revealed obvious soil
microbial diversity differentiations due to season and soil treatments. In general, the impact of
nitrogen fertilization was only minor in comparison to the effect of the season and tree
girdling. Changes in the abundance of soil microbes and functional nitrogen cycling genes
were rather minor or transient in comparison to community differentiations. In general, a
winter peak of increased abundance was determined, and a stronger response of archaea to
changing environmental conditions and resource availabilities was measured in contrast to
bacteria. In conclusion, varying environmental conditions at different time points of the year
as well as changing resource availability had a strong influence on the diversity of forest soil
microbial communities, whereas the abundance of soil microbial communities was only minor
affected.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
forest soil microorganisms microbial diversity microbial abundance nitrogen fertilization tree girdling seasonal variations
Schlagwörter
(Deutsch)
Mikroorganismen im Waldboden mikrobielle Diversität mikrobielle Abundanz Stickstoffdüngung Baumgirdling Saisonverlauf
Autor*innen
Daniela Knapp
Haupttitel (Englisch)
Molecular community response of forest soil bacteria to fertilization and tree girdling
Paralleltitel (Deutsch)
Auswirkung von Düngung und Baumgirdling auf Bakteriengemeinschaften im Waldboden
Publikationsjahr
2008
Umfangsangabe
I, 42 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Andreas Richter
AC Nummer
AC07901174
Utheses ID
572
Studienkennzahl
UA | 490 | | |