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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
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
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
Klassifikationen
42 Biologie > 42.00 Biologie: Allgemeines ,
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie ,
42 Biologie > 42.91 Terrestrische Ökologie
AC Nummer
AC07901174
Utheses ID
572
Studienkennzahl
UA | 490 | | |
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