MikroNet: von Mikrobiomen zu mikrobiellen Netzwerke

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sylvia Schnell, seit 5/2019
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Bodenwissenschaften ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Ökologie der Landnutzung ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390838017

Kein Organismus auf der Erde lebt allein, auch Pflanzen nicht; Pflanzen sind mit einem großen und komplexen Mikrobiome verbunden, welches dazu beiträgt ihren Phänotyp zu formen bzw. ihre Fitness zu erhalten. Diese Mikroben interagieren nicht nur mit dem Wirt, sondern auch miteinander und diese Mikroben-Mikroben-Interaktionen beeinflussen die Auswirkungen des Mikrobioms sehr stark, im Hinblick auf ökologische Dienstleistungen, die von Mikroben auf die Pflanze, sowie auf das Ökosystem, zur Verfügung gestellt werden. Ziel dieses Projektes ist es, die mikrobiellen Interaktionen zwischen den Königreichen (Bakterien-Archaea-Pilze) in der Rhizosphäre von vier gezüchteten Kulturpflanzen und fünf nächsten Verwandten unter den natürlich vorkommenden Wildpflanzen (bzw. Urformen) zu studieren. Einzelne Pilz-Bakterien Interaktionen wurden bereits untersucht und es wurde gezeigt, dass sie die Pflanzenfitness positiv beeinflussen und die Diversität und Funktionalität im Boden maßgeblich beeinflußen. Leider ist aufgrund der Komplexität der zu erwartenden Interaktionen bisher nur sehr wenig über mikrobielle Interaktionen in der Natur bekannt. In diesem Projekt werden Daten der Hochdurchsatzsequenzierung mittels kürzlich entwickelter bioinformatischer Methoden ausgewertet um ein inter-Königreich Netzwerk der Interaktion auf der Korrelation von Co-occurrence-Muster zu erfassen. Unsere Hypothese ist es, dass solche Interaktionen aus einer langen koevolutionären Geschichte resultieren und deshalb für landwirtschaftliche Kulturpflanzen (evolutionär jung) eine größere mikrobielle Diversität in ihrer Rhizosphäre, jedoch weniger mikrobielle Netzwerke zu erwarten sind als bei den jeweiligen Wildpflanzen (älter). Wir werden auch die Wirkung der inter-Königreich-Interaktionen auf funktionaler Ebene zu entwirren versuchen, um zu verstehen, wie die mikrobiellen Partner sich gegenseitig beeinflussen und wie diese die Wirtspflanze beeinflussen können. Kultivierungsabhängige, -unabhängige und mikroskopische Analysen werden integriert, um zuverlässige Schlussfolgerungen zu bekommen. Die erwarteten Ergebnisse werden dazu beitragen die mikrobielle Ökologie von unkultivierten Mikroben zu verstehen und auch unser Wissen über das Pflanzenmikrobiom erhöhen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Massimiliano Cardinale, bis 4/2019