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Titelaufnahme

Titel
Towards a structure-function link of microbial succession : a characterization of the fungal community during beech litter decay and optimization of a phylum-specific rRNA capture technique / DI Sandra Moll, BEd
VerfasserMoll, Sandra
Begutachter / BegutachterinZechmeister-Boltenstern, Sophie ; Hood-Nowotny, Rebecca
GutachterStrauss, Joseph ; Sterflinger-Gleixner, Katja
ErschienenWien, August 2016
Umfang147 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Mikrobielle Ökologie / Mikropilze / Streuabbau / phylogenetische Marker / SSU rRNA
Schlagwörter (EN)microbial ecology / fungi / litter decomposition / phylogenetic separation / SSU rRNA
Schlagwörter (GND)Buche / Laubstreu / Mikrobieller Abbau / Biomarker
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-18683 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Towards a structure-function link of microbial succession [17.83 mb]
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Zusammenfassung (Englisch)

Fungal decomposers are at the center of terrestrial litter decomposition, however little is known about the successional involvement of microbial species within this process. Improved methods are needed to define exactly which microbial taxa are actively contributing to nutrient flow. In this study a characterization of the fungal community on Austrian beech litter from four different locations was conducted in a laboratory microcosm experiment, using a combined approach of RFLP typing and clone library sequencing. Richness and diversity methods as well as taxonomic analysis lead to a complete description of fungal species on Austrian beech litter based on molecular data. The highly uneven fungal community was dominated by Ascomycota. One location showed a significantly different fungal community from the other three locations, possibly because of environmental and nutrient differences. Fungal diversity and richness were shown to increase quickly during the first two weeks of incubation. In a mesocosm experiment, fungi dominated decomposition especially on high nutrient litter. From the same inoculum, very distinctive microbial communities evolved on nutritionally different beech litters within only two weeks. However eventually, the relative involvement of fungi versus bacteria during litter decomposition went down to the same ratio in all locations. The further development of the PhyloTrap method, using rRNA as a target molecule, was another task of this study. Experimental conditions were optimized with the goal to separate mixed RNAs by specific probes and increase the yield and purity of the obtained SSU RNA. The use of different probes- on various phylogenetic levels- will allow for phylogenetic separation of an environmental RNA sample in the future. Together with the use of stable isotope substrates this is a promising tool to gain insight into nutrient acquisition pathways and community shift patterns in microbial ecology.

Zusammenfassung (Deutsch)

Die Funktion von Ökosystemen wäre undenkbar ohne Laubstreuabbau, wobei Mikropilze eine entscheidende Rolle spielen. Die Vernetzung von Diversität und Funktion innerhalb der Nährstoffkreisläufe ist aber nicht ausreichend verstanden. In dieser Arbeit wurde zunächst die Mikropilzdiversität in Laubstreuproben durch RFLP und Sequenzierung ermittelt, welche sich in Abhängigkeit von Nährstoffangebot sowie Fortschritt des Abbaus dynamisch anpasst. Artenvielfalt und Diversität an vier Standorten in Österreich wurde verglichen und an verschiedenen Zeitpunkten dargestellt. Ascomyceten waren dominant, an allen Standorten traten typische Spezies mit Bedeutung im Streuabbau auf. Ein Standort fiel im Vergleich zu den anderen 3 Standorten durch eine sehr spezielle Zusammensetzung der Mikropilze auf, vermutlich aufgrund unterschiedlicher Umwelt- und Nährstoffbedingungen. Innerhalb der ersten zwei Wochen der Inkubation stiegen sowohl die Anzahl der verschiedenen Pilzspezies (Artenvielfalt) als auch die Häufigkeit der einzelnen Arten (Pilzdiversität) rasch an. Versuche in Mesokosmen zeigten, dass sich auf steriler Laubstreu mit unterschiedlicher Ressourcenverfügbarkeit aus dem selben Inokulum sehr rasch unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften entwickelten. Im Laufe des Abbaus wurde das Verhältnis Pilze/Bakterien für alle Standorte ähnlicher. Der Streuabbau war insbesondere unter hohem Ressourcenangebot stark pilzdominiert. Die Weiterentwicklung einer Methode zur Detektion metabolischer Aktivitäten in phylogenetisch aufgetrennten Proben (PhyloTrap) war ein weiterer Teil dieser Arbeit. Ribosomale RNA soll dabei künftig als Markermolekül dienen, um assimilatorische Aktivität, z.B. beim Abbau von Laubstreu, mit Hilfe stabiler Isotope anzuzeigen. Die Spezifität der Sonden sowie die Maximierung der Ausbeute wurden optimiert. Das Potential dieser Methode liegt in der dualen Aussagekraft des funktionellen Biomarkers rRNA innerhalb komplexer mikrobieller Ökosystemprozesse.