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Genetische Diversität von Bakteriengemeinschaften
in Böden natürlicher Waldgesellschaften |
| Projektleiter/ Projektmitarbeiter:
Evelyn Hackl, Sophie Zechmeister-Boltenstern und Angela Sessitsch |
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Ökologische Bedeutung:
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Die höchste Diversität im Waldboden
ist bei den Mikroorganismen wie den Bakterien und Pilzen zu finden.
Die Bodenbakterien verfügen über eine große funktionelle
Vielseitigkeit. Sie gewährleisten den Nährstoffumsatz, stabilisieren
die Bodenstruktur und verbessern die Wasserspeicherung, fördern
das Pflanzenwachstum und helfen bei der Abwehr von Krankheiten. Gemeinsam
mit den Pilzen leisten sie den größten Beitrag zum Abbau
der organischen Substanz und stellen daraus Nährstoffe bereit,
die in der Folge von den Pflanzen aufgenommen werden. Bodenbakterien
leben meistens in einer nährstoffarmen Umwelt. Sie verbringen
oft lange Phasen des langsamen Wachstums und zeigen dann plötzlich
sehr hohe Wachstumsraten, wenn kurzfristig Nahrung (z.B. in Form von
Pflanzenresten, Blattlaub oder einem Tierkadaver) verfügbar wird.
In einem Gramm Waldboden können zwischen 4000 und 7000 verschiedene
Bakterienarten erwartet werden. Die Untersuchung der Bodenbakterien
war lange Zeit sehr eingeschränkt möglich, weil nur ein
geringer Anteil dieser Bakterien im Labor kultivierbar ist. Seit der
Entwicklung von molekularbiologischen Methoden ist es nicht mehr notwendig,
die Bakterien zu kultivieren, um sie zu bestimmen. Mit Hilfe der DNA-Analyse
kann man die Bodenbakterien identifizieren und bestimmten Verwandtschaftsgruppen
zuordnen. |
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Ziel des Projektes: |
| Die Bakteriengemeinschaften in den Böden
von sechs Naturwäldern, darunter jeweils zwei Eichen-Hainbuchen-Wälder,
Fichten-Tannen-Buchenwälder und Schwarzföhrenwälder,
werden untersucht. Spezielle Abschnitte des Erbmaterials der Bakterien
einer Bodenprobe, nämlich die 16S rRNA-Gene, werden herangezogen,
um die verwandtschaftlichen Verhältnisse der Bakteriengemeinschaften
aufzuklären. Die 16S rRNA-Gene der Bakteriengemeinschaften aus
verschiedenen Waldtypen werden in einem „genetischen Fingerabdruck“
abgebildet. Durch die Herstellung von identischen Kopien dieser Gene
werden außerdem Gendatenbanken der Bodenbakterien einzelner
Standorte angefertigt. |
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Bisherige Ergebnisse:
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| Die Bakteriengemeinschaften in den Böden
der Schwarzföhrenwälder unterscheiden sich ganz wesentlich
von denen der anderen Wälder. Besonders markant erscheinen diese
Unterschiede beim Vergleich der Gendatenbank der Bakterien des Schwarzföhrenwaldes
Stampfltal mit den Gendatenbanken der Bakterien des Eichen-Hainbuchenwaldes
Kolmberg und des Fichten-Tannen-Buchenwaldes Rothwald. Der Schwarzföhrenwald
Stampfltal zeichnet sich aufgrund von Informationen aus den „genetischen
Fingerabdrücken“ der Bodenbakterien durch die höchste
bakterielle Diversität aus. Die beiden Fichten-Tannen-Buchenwälder
Neuwald und Rothwald sind auf unterschiedlichem geologischem Untergrund
gelegen und weisen deutliche Unterschiede in der Zusammensetzung der
bakteriellen Gemeinschaften im Boden auf. |
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BFW
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Forstökologie
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Bodenbiologie
