Gewässersedimente stellen für den Stoffkreislauf ein wichtiges Ökosystem dar. Durch die Stoffwechselleistungen einer komplexen mikrobiellen Lebensgemeinschaft wird sowohl das Sediment selbst, sein Interstitialwasser, das überstehende Freiwasser als auch die Atmosphäre und die darin lebenden Mikro- und Makroorganismen beeinflusst. Die grundlegenden chemischen Prozesse im Sediment sind bereits gut untersucht. Auch sind die mikrobiellen Großgruppen im Sediment bekannt. Im Hinblick auf die Diversität der Mikroorganismen, insbesondere in Süßwassersedimenten, gibt es noch Forschungsbedarf. Das Auengebiet des Nationalparks „Unteres Odertal“ stellt durch seine jährlich kontrollierten Flutungen ein interessantes und wegen seiner Vielfalt verschiedenartiger Gewässertypen einen idealen Ort zur Untersuchung mikrobieller Biozönosen in Gewässersedimenten dar. Ziel dieser Arbeit war es, eine erste Charakterisierung der mikrobiellen Biozönose in den Gewässersedimenten des Auennationalparks „Unteres Odertal“ durchzuführen und mit den Ergebnissen der Talsperre Saidenbach und der Elbaue bei Dornburg zu vergleichen. Hierfür kam ein breites Spektrum an Methoden zum Einsatz, das klassische mikrobiologische Methoden und molekularbiologische Techniken umfasste. Die Analysen sollten dabei über mehrere Jahre hinweg erfolgen, um die Variabilität der mikrobiellen Populationen in Abhängigkeit von sich ändernden Umweltparametern zu erfassen. Die Charakterisierung der Umweltparameter erfolgte durch Messungen chemisch-physikalischer Parameter im Freiwasser, Sediment und seinem Interstitialwasser. Die untersuchten Probenahmestellen unterschieden sich in ihren chemischen Profilen. Damit waren Unterschiede in der mikrobiellen Zusammensetzung dieser Probenahmestellen zu erwarten. Die Identifizierung und Quantifizierung der Prokaryoten mittels CARD FISH wies auf eine hohe Abundanz von Alpha- und Beta-Proteobakterien sowie Bacteroidetes, Planctomycetes, Verrucomicrobia und Chloroflexi in den Proben des Odertals hin. Die Proben Dornburgs wurden von Planctomyceten und die Proben des Haselbachs von Alpha-Proteobakterien oder Verrucomicrobien dominiert. Obwohl die Hybridisierbarkeit der Proben gut war, wurde mit den angewendeten Sonden in der Summe weniger als 50 % der Gesamtzellzahl erfasst. Die Anwendung der ARISA Methode zeigte strukturelle Unterschiede zwischen den untersuchten Proben in Abhängigkeit von der Sedimenttiefe und dem Probenahmemonat. Die größte Ähnlichkeit besaßen die Biozönosen des Anglerteichs und des Bogengrabens. Ein Einfluss der Flutung auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Biozönose konnte deutlich gezeigt werden. Die Identifikation der Eubakterien in den Proben des Odertals durch die Erstellung von 16S rDNA Eubakterien Klonbanken ergab eine Dominanz der Beta-Proteobakterien und Bacteroidetes und wies auf die Bedeutung der Delta-Proteobakterien hin. Die eubakterielle Lebensgemeinschaft im Haselbach wurde von Alpha-Proteobakterien und Acidobakterien dominiert. Variabilitäten im Zusammenhang mit dem Probenahmedatum und der Flutung des Odertals konnten gezeigt werden. Die größte eubakterielle Biodiversität wurde im Sediment der Oder-Zollstation (April 2007) geschätzt. Die Anwendung der Pyrosequenzierung ergab eine hohe Biodiversität in allen Proben und bestätigte die Dominanz der Beta-Proteobakterien im Anglerteich. Im Bogengraben dominierten die Delta-Proteobakterien knapp vor den Beta-Proteobakterien. In der Oder waren neben den Beta-Proteobakterien die Bacteroidetes abundanter. Die genannten Taxa dominierten auch die Bibliotheken der Talsperre Saidenbach. Die höchste Biodiversität wurde für die Bibliothek des Bogengrabens angegeben, dessen Lebensgemeinschaft die meisten Gemeinsamkeiten mit der Bibliothek des Anglerteichs aufwies. Sulfatreduzierende Bakterien (SRB) wurden durch die Sequenzierung von Klonbanken und die Anwendung der Fingerprintmethoden T-RFLP und DGGE charakterisiert. Die hohe Biodiversität der SRB konnte je nach erstellter Klonbank unterschiedlich gut beschrieben werden. Neben zahlreichen nicht identifizierbaren Vertretern waren Desulfobacterales und Clostridiales abundant. Die größte Diversität wurde wiederum in der Bibliothek des Bogengrabens nachgewiesen. Die Zusammensetzung der SRB in den Klonbanken variierte in Abhängigkeit der Parameter gelöster reaktiver Phosphor (SRP), organische Substanz, DOC und Nitrat. Mit T-RFLP und DGGE konnte eine sedimenttiefenabhängige Variabilität der SRB festgestellt werden, die sich zwischen den Proben Anglerteich und Bogengraben am meisten glich. Mit der DGGE erfolgte eine erste zeitabhängige Untersuchung, die deutlich verschiedene Biozönosen zwischen der Talsperre Saidenbach und den Proben des Nationalparks „Unteres Odertal“ zeigte. Das enorm hohe Bandenspektrum erschwerte die Analyse der zeitlichen Variabilität. Die Nitrat-Stickstoffkonzentrationen waren in den Sedimenten mit zunehmender Tiefe unverändert niedrig, was sich in einer mit T-RFLP untersuchten niedrigen Diversität der Denitrifikanten wiederspiegelte, die nur wenige vertikale oder zeitliche Varianzen zeigten. Die Anwendung von Kultivierungsversuchen ermöglichte die Isolation und eine erste Charakterisierung von Cyano- und Eisenbakterien. Insbesondere fädige Cyanobakterien der Gattungen Leptolyngbya, Nostoc und Pseudanabaena wiesen ein interessantes Sekundärmetabolitspektrum auf. Die Untersuchung erster Extrakte (Firma Cyano Biotech) wies auf biologisch aktive Substanzen hin. Die Untersuchung hygienisch relevanter Mikroorganismen zeigte ein höheres Vorkommen coliformer Bakterien im Sediment der Oder-Zollstation als im Anglerteich oder Bogengraben. Neben den Eubakterien wurde die Lebensgemeinschaft der Archaea durch Sequenzierung generierter Klonbanken identifiziert sowie die vertikale und temporale Variabilität ihrer Struktur untersucht (T-RFLP, DGGE). Die für aquatische Sedimente vergleichsweise hohe archaeale Diversität unterschied sich enorm zwischen den Klonbibliotheken. Die höchste Diversität wurde in der Klonbank der Probe Dornburgs festgestellt, die neben Vertretern des „Rice Clusters V“ (RC-V) überwiegend aus Crenarchaea bestand. RC-V Archaea dominierten, bis auf die Oder-Zollstation, alle generierten Bibliotheken. Methanogene Archaea waren besonders abundant in der Bibliothek der Oder-Zollstation (Methanomicrobiaceae, Methanosaetaceae) und des Haselbachs (Methanospirillaceae). Einflussnehmende Umweltfaktoren waren Sulfat (Dornburg), Nitrat (Entnahmestelle), DIC (Anglerteich), Sauerstoff (Haselbach) und Ammonium (Oder-Zollstation). Die T-RFLP Analyse zeigte die methanogenen Archaea Methanosarcinales/Methanomicrobiales (Msm) als besonders abundant an. Eine erwartete tiefenabhängige Varianz konnte mit T-RFLP gezeigt werden. Die Unterschiede zwischen den Probenahmestellen waren jedoch deutlicher und zeigten anhand der DGGE Analyse ein breiteres Msm Bandenspektrum für den Anglerteich und Bogengraben im Vergleich zur Oder-Zollstation und zum Haselbach. Die zeitabhängige Variabilität der Archaea und Msm konnte mit T-RFLP und DGGE gezeigt werden. Der Einfluss der Flutung war im Vergleich zu allen anderen Probenahmedaten nicht so ausschlaggebend wie erwartet. Insgesamt zeigen die Ergebnisse eine hohe Biodiversität der Mikroorganismen im Nationalpark Unteres Odertal. Die Flutung hatte insbesondere auf die Eubakterien einen großen Einfluss. Zeitliche Variabilität der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften der Prokaryoten lässt sich im Odertal nicht mit einer Jahreszeit in Zusammenhang bringen. Hingegen sind die mikrobiellen Biozönosen im Haselbach nachweislich von den wechselnden Zirkulationsphasen beeinflusst. Die hier verwendeten Methoden sind zur Charakterisierung mikrobieller Biozönosen in der Umweltmikrobiologie weit verbreitet. Die Anwendung der neuen Pyrosequenzierungsmethode ermöglichte trotz enormer Anzahl analysierter Sequenzen keine vollständige Erfassung der hohen Biodiversität, aber durch das Fehlen des Klonierungsschrittes wurde eine Fehlerursache in der Darstellung der realen Biozönose ausgeschlossen. Unstimmigkeiten in den Ergebnissen der verschiedenen Experimente beruhen meist auf methodischen Limitationen. Die DNA Isolationsmethode, die Vorauswahl von Primern, die bevorzugte Amplifikation, die allen PCR-basierten Methoden zu Grunde liegen, verschieben die reale Darstellung der Struktur einer Biozönose. Die fehlende Aussagekraft über die Aktivität der Mikroorganismen durch DNA basierte Analysen kann durch die Beobachtung der zeitlichen Änderungen ihrer Abundanz reduziert werden. Erste einflussnehmende Umweltparameter konnten ermittelt werden. Zusätzliche Analysen weiterer Elektronenakzeptoren über einen längeren Zeitraum sind jedoch nötig, um eine hinreichend sichere Aussage treffen zu können.

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Gewässersedimente stellen für den Stoffkreislauf ein wichtiges Ökosystem dar. Durch die Stoffwechselleistungen einer komplexen mikrobiellen Lebensgemeinschaft wird sowohl das Sediment selbst, sein Interstitialwasser, das überstehende Freiwasser als auch die Atmosphäre und die darin lebenden Mikro- und Makroorganismen beeinflusst. Die grundlegenden chemischen Prozesse im Sediment sind bereits gut untersucht. Auch sind die mikrobiellen Großgruppen im Sediment bekannt. Im Hinblick auf die Diversität der Mikroorganismen, insbesondere in Süßwassersedimenten, gibt es noch Forschungsbedarf. Das Auengebiet des Nationalparks „Unteres Odertal“ stellt durch seine jährlich kontrollierten Flutungen ein interessantes und wegen seiner Vielfalt verschiedenartiger Gewässertypen einen idealen Ort zur Untersuchung mikrobieller Biozönosen in Gewässersedimenten dar. Ziel dieser Arbeit war es, eine erste Charakterisierung der mikrobiellen Biozönose in den Gewässersedimenten des Auennationalparks „Unteres Odertal“ durchzuführen und mit den Ergebnissen der Talsperre Saidenbach und der Elbaue bei Dornburg zu vergleichen. Hierfür kam ein breites Spektrum an Methoden zum Einsatz, das klassische mikrobiologische Methoden und molekularbiologische Techniken umfasste. Die Analysen sollten dabei über mehrere Jahre hinweg erfolgen, um die Variabilität der mikrobiellen Populationen in Abhängigkeit von sich ändernden Umweltparametern zu erfassen. Die Charakterisierung der Umweltparameter erfolgte durch Messungen chemisch-physikalischer Parameter im Freiwasser, Sediment und seinem Interstitialwasser. Die untersuchten Probenahmestellen unterschieden sich in ihren chemischen Profilen. Damit waren Unterschiede in der mikrobiellen Zusammensetzung dieser Probenahmestellen zu erwarten. Die Identifizierung und Quantifizierung der Prokaryoten mittels CARD FISH wies auf eine hohe Abundanz von Alpha- und Beta-Proteobakterien sowie Bacteroidetes, Planctomycetes, Verrucomicrobia und Chloroflexi in den Proben des Odertals hin. Die Proben Dornburgs wurden von Planctomyceten und die Proben des Haselbachs von Alpha-Proteobakterien oder Verrucomicrobien dominiert. Obwohl die Hybridisierbarkeit der Proben gut war, wurde mit den angewendeten Sonden in der Summe weniger als 50 % der Gesamtzellzahl erfasst. Die Anwendung der ARISA Methode zeigte strukturelle Unterschiede zwischen den untersuchten Proben in Abhängigkeit von der Sedimenttiefe und dem Probenahmemonat. Die größte Ähnlichkeit besaßen die Biozönosen des Anglerteichs und des Bogengrabens. Ein Einfluss der Flutung auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Biozönose konnte deutlich gezeigt werden. Die Identifikation der Eubakterien in den Proben des Odertals durch die Erstellung von 16S rDNA Eubakterien Klonbanken ergab eine Dominanz der Beta-Proteobakterien und Bacteroidetes und wies auf die Bedeutung der Delta-Proteobakterien hin. Die eubakterielle Lebensgemeinschaft im Haselbach wurde von Alpha-Proteobakterien und Acidobakterien dominiert. Variabilitäten im Zusammenhang mit dem Probenahmedatum und der Flutung des Odertals konnten gezeigt werden. Die größte eubakterielle Biodiversität wurde im Sediment der Oder-Zollstation (April 2007) geschätzt. Die Anwendung der Pyrosequenzierung ergab eine hohe Biodiversität in allen Proben und bestätigte die Dominanz der Beta-Proteobakterien im Anglerteich. Im Bogengraben dominierten die Delta-Proteobakterien knapp vor den Beta-Proteobakterien. In der Oder waren neben den Beta-Proteobakterien die Bacteroidetes abundanter. Die genannten Taxa dominierten auch die Bibliotheken der Talsperre Saidenbach. Die höchste Biodiversität wurde für die Bibliothek des Bogengrabens angegeben, dessen Lebensgemeinschaft die meisten Gemeinsamkeiten mit der Bibliothek des Anglerteichs aufwies. Sulfatreduzierende Bakterien (SRB) wurden durch die Sequenzierung von Klonbanken und die Anwendung der Fingerprintmethoden T-RFLP und DGGE charakterisiert. Die hohe Biodiversität der SRB konnte je nach erstellter Klonbank unterschiedlich gut beschrieben werden. Neben zahlreichen nicht identifizierbaren Vertretern waren Desulfobacterales und Clostridiales abundant. Die größte Diversität wurde wiederum in der Bibliothek des Bogengrabens nachgewiesen. Die Zusammensetzung der SRB in den Klonbanken variierte in Abhängigkeit der Parameter gelöster reaktiver Phosphor (SRP), organische Substanz, DOC und Nitrat. Mit T-RFLP und DGGE konnte eine sedimenttiefenabhängige Variabilität der SRB festgestellt werden, die sich zwischen den Proben Anglerteich und Bogengraben am meisten glich. Mit der DGGE erfolgte eine erste zeitabhängige Untersuchung, die deutlich verschiedene Biozönosen zwischen der Talsperre Saidenbach und den Proben des Nationalparks „Unteres Odertal“ zeigte. Das enorm hohe Bandenspektrum erschwerte die Analyse der zeitlichen Variabilität. Die Nitrat-Stickstoffkonzentrationen waren in den Sedimenten mit zunehmender Tiefe unverändert niedrig, was sich in einer mit T-RFLP untersuchten niedrigen Diversität der Denitrifikanten wiederspiegelte, die nur wenige vertikale oder zeitliche Varianzen zeigten. Die Anwendung von Kultivierungsversuchen ermöglichte die Isolation und eine erste Charakterisierung von Cyano- und Eisenbakterien. Insbesondere fädige Cyanobakterien der Gattungen Leptolyngbya, Nostoc und Pseudanabaena wiesen ein interessantes Sekundärmetabolitspektrum auf. Die Untersuchung erster Extrakte (Firma Cyano Biotech) wies auf biologisch aktive Substanzen hin. Die Untersuchung hygienisch relevanter Mikroorganismen zeigte ein höheres Vorkommen coliformer Bakterien im Sediment der Oder-Zollstation als im Anglerteich oder Bogengraben. Neben den Eubakterien wurde die Lebensgemeinschaft der Archaea durch Sequenzierung generierter Klonbanken identifiziert sowie die vertikale und temporale Variabilität ihrer Struktur untersucht (T-RFLP, DGGE). Die für aquatische Sedimente vergleichsweise hohe archaeale Diversität unterschied sich enorm zwischen den Klonbibliotheken. Die höchste Diversität wurde in der Klonbank der Probe Dornburgs festgestellt, die neben Vertretern des „Rice Clusters V“ (RC-V) überwiegend aus Crenarchaea bestand. RC-V Archaea dominierten, bis auf die Oder-Zollstation, alle generierten Bibliotheken. Methanogene Archaea waren besonders abundant in der Bibliothek der Oder-Zollstation (Methanomicrobiaceae, Methanosaetaceae) und des Haselbachs (Methanospirillaceae). Einflussnehmende Umweltfaktoren waren Sulfat (Dornburg), Nitrat (Entnahmestelle), DIC (Anglerteich), Sauerstoff (Haselbach) und Ammonium (Oder-Zollstation). Die T-RFLP Analyse zeigte die methanogenen Archaea Methanosarcinales/Methanomicrobiales (Msm) als besonders abundant an. Eine erwartete tiefenabhängige Varianz konnte mit T-RFLP gezeigt werden. Die Unterschiede zwischen den Probenahmestellen waren jedoch deutlicher und zeigten anhand der DGGE Analyse ein breiteres Msm Bandenspektrum für den Anglerteich und Bogengraben im Vergleich zur Oder-Zollstation und zum Haselbach. Die zeitabhängige Variabilität der Archaea und Msm konnte mit T-RFLP und DGGE gezeigt werden. Der Einfluss der Flutung war im Vergleich zu allen anderen Probenahmedaten nicht so ausschlaggebend wie erwartet. Insgesamt zeigen die Ergebnisse eine hohe Biodiversität der Mikroorganismen im Nationalpark Unteres Odertal. Die Flutung hatte insbesondere auf die Eubakterien einen großen Einfluss. Zeitliche Variabilität der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften der Prokaryoten lässt sich im Odertal nicht mit einer Jahreszeit in Zusammenhang bringen. Hingegen sind die mikrobiellen Biozönosen im Haselbach nachweislich von den wechselnden Zirkulationsphasen beeinflusst. Die hier verwendeten Methoden sind zur Charakterisierung mikrobieller Biozönosen in der Umweltmikrobiologie weit verbreitet. Die Anwendung der neuen Pyrosequenzierungsmethode ermöglichte trotz enormer Anzahl analysierter Sequenzen keine vollständige Erfassung der hohen Biodiversität, aber durch das Fehlen des Klonierungsschrittes wurde eine Fehlerursache in der Darstellung der realen Biozönose ausgeschlossen. Unstimmigkeiten in den Ergebnissen der verschiedenen Experimente beruhen meist auf methodischen Limitationen. Die DNA Isolationsmethode, die Vorauswahl von Primern, die bevorzugte Amplifikation, die allen PCR-basierten Methoden zu Grunde liegen, verschieben die reale Darstellung der Struktur einer Biozönose. Die fehlende Aussagekraft über die Aktivität der Mikroorganismen durch DNA basierte Analysen kann durch die Beobachtung der zeitlichen Änderungen ihrer Abundanz reduziert werden. Erste einflussnehmende Umweltparameter konnten ermittelt werden. Zusätzliche Analysen weiterer Elektronenakzeptoren über einen längeren Zeitraum sind jedoch nötig, um eine hinreichend sichere Aussage treffen zu können.

Aboveground and belowground ectomycorrhizal (ECM) communities associated with different age classes of the exotic plantation species Pinus radiata were investigated over the course of two years in the North Island of New Zealand. ECM species were identified with a combined approach of morphological and molecular (restriction fragment length polymorphism (RFLP) and DNA sequencing) analysis. ECM species richness and diversity of a nursery in Rotorua, and stands of different ages (1, 2, 8, 15 and 26 yrs of age at time of final assessment) in Kaingaroa Forest, were assessed above- and belowground; furthermore, the correlation between the above- and belowground ECM communities was assessed. It was found that the overall and stand specific species richness and diversity of ECM fungi associated with the exotic host tree in New Zealand were low compared to similar forests in the Northern Hemisphere but similar to other exotic plantations in the Southern Hemisphere. Over the course of this study, 18 ECM species were observed aboveground and 19 ECM species belowground. With the aid of molecular analysis the identities of Laccaria proxima and Inocybe sindonia were clarified. In the aboveground study, five species were found associated with P. radiata that were previously not reported with this host in New Zealand (Inocybe sindonia, Lactarius rufus, Lycoperdon gunii, Rhizopogon pseudoroseolus and Wilcoxina mikolae). Belowground, the species Psudotomentella sp., P. tristis, R. luteorubescens, Tomentella sp., Wilcoxina mikolae were found as new associates of P. radiata in New Zealand, additionally nine ECM types were found that could not be identified with molecular analysis. There was little correlation between the species fruiting and the species colonising root tips. Only seven species were found in common between the above- and belowground communities, furthermore the dominant species aboveground were not observed in the belowground ECM communities. The influence of host age on the above- and belowground ECM communities of different age classes of P. radiata plantations was investigated. The aboveground species richness increased from the nursery to the oldest age group investigated (26 yrs), while diversity increased to the 15 yr old age group and decreased slightly to the oldest stand. A clear sequence of ECM species changes was observed to be related to stand age with a growing complexity over the chronosequence. The belowground ECM communities showed a different picture and richness and diversity initially decreased from the nursery to the outplanting but increased thereafter. Belowground no change in ECM composition that was directly related to the age of the host was observed, but two distinct groups of ECM species were found – a 'young' and a 'plantation forest' group, with the respective discriminating species being Rhizopogon rubescens and Type unknown Basidiomycete/Amanita muscaria. Another aspect of the study was the fate of the nursery ECM species in the outplanting and the arrival of non-nursery species. The ECM communities of seedlings in the nursery were investigated in 2006 and these seedlings were followed up over eight assessments in the field for one year, furthermore data from the 1-, 2 and 8 yr old plantation stands was analysed. It was found that the nursery species do survive the first year of outplanting and are dominant in the first year. The first non-nursery species occurred six months after outplanting but was only in minor abundance. Nursery ECM were dominant for two years after the seedlings were planted, and were completely replaced after seven years. Rhizopogon rubescens was found to be the most persistent and dominant species in the outplanting, facilitating the successful establishment of the seedlings in the plantation forest.

The overall objective of this study was to test the hypothesis that insects can vector F. tumidum conidia to infect gorse plants with the aim of developing an alternative approach to mycoherbicide delivery to control weeds. Four potential insect species (Apion ulicis, Cydia ulicetana, Epiphyas postvittana and Sericothrips staphylinus) were assessed for their ability to vector F. tumidum conidia. To achieve this, the external microflora (bacteria and fungi) and the size and location of fungal spores on the cuticle of these insect species were determined. In addition, the ability of the insects to pick up and deposit F. tumidum conidia on agar was studied. Based on the results from these experiments, E. postvittana was selected for more detailed experiments to determine transmission of F. tumidum to infect potted gorse plants. The factors promoting pathogenicity of F. tumidum against gorse and the pathogen loading required to infect and kill the weed were also determined. The external microflora of the four insect species were recovered by washing and plating techniques and identified by morphology and polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) and sequencing of internally transcribed spacer (ITS) and 16S rDNA. A culture-independent technique (direct PCR) was also used to assess fungal diversity by direct amplification of ITS sequences from the washings of the insects. All insect species carried Alternaria, Cladosporium, Nectria, Penicillium, Phoma, Pseudozyma spp. and entomopathogens. Ninety four per cent of the 178 cloned amplicons had ITS sequences similarity to Nectria mauritiicola. E. postvittana carried the largest fungal spores (mean surface area of 125.9 µm²) and the most fungal CFU/insect. About 70% of the fungi isolated from the insects were also present on the host plant (gorse) and the understorey grass. The mean size of fungal spores recovered from the insect species correlated strongly with their body length (R² = 85%). Methylobacterium aquaticum and Pseudomonas lutea were common on all four insect species. Pseudomonas fluorescens was the most abundant bacterial species. In the pathogenicity trials, the effectiveness of F. tumidum in reducing root and shoot biomass of 16 and 8 wk old gorse plants was significantly increased with wounding of the plants. Older plants (32 wk old) which were wounded and inoculated were significantly shorter, more infected and developed more tip dieback (80%) than plants which were not wounded (32%). This indicates that damage caused by phytophagous insect species present on gorse through feeding and oviposition may enhance infection by F. tumidum. Wounding may release nutrients (e.g. Mg and Zn) essential for conidia germination and germ tube elongation and also provide easier access for germ tube penetration. Conidial germination and germ tube length were increased by 50 and 877%, respectively when incubated in 0.2% of gorse extract solution for 24 h compared with incubation in water. Inoculum suspensions amended with 0.2% of gorse extract caused more infection and significantly reduced biomass production of 24 wk old gorse plants than suspensions without gorse extract. A minimum number of about 900 viable conidia/infection site of F. tumidum were required to infect gorse leaves. However, incorporation of amendments (which can injure the leaf cuticle) or provision of nutrients (i.e. gorse extract or glucose) in the formulation might decrease the number of conidia required for lesion formation. Scanning electron micrographs showed that germ tube penetration of gorse tissue was limited to open stomata which partly explain the large number of conidia required for infection. The flowers and leaves were more susceptible to F. tumidum infection than the spines, stems and pods. An experiment to determine the number of infection sites required to cause plant mortality showed that the entire plant needs to be inoculated in order for the pathogen to kill 10 wk old plants as F. tumidum is a non systemic pathogen. The number of infection sites correlated strongly with disease severity (R² = 99.3%). At least 50% of the plant was required to be inoculated to cause a significant reduction in shoot dry weight. F. tumidum, applied as soil inoculant using inoculated wheat grains in three separate experiments, significantly suppressed gorse seedling emergence and biomass production. In experiments to determine the loading capacity of the insect species, E. postvittana, the largest insect species studied, carried significantly more (68) and deposited significantly more (29) F. tumidum conidia than the other species. Each E. postvittana, loaded with 5,000 conidia of F. tumidum, transmitted approximately 310 conidia onto gorse plants but this did not cause any infection or affect plant growth as determined by shoot fresh weight and shoot height. E. postvittana on its own did not cause any significant damage to gorse and did not enhance F. tumidum infection. It also failed to spread the pathogen from infected plants to the healthy ones. There was no evidence of synergism between the two agents and damage caused by the combination of both E. postvittana and F. tumidum was equivalent to that caused by F. tumidum alone. This study has shown that E. postvittana has the greatest capacity to vector F. tumidum since it naturally carried the largest and the most fungal spores (429 CFU/insect). Moreover, it naturally carried Fusarium spp. such as F. lateritium, F. tricinctum and Gibberella pulicaris (anamorph Fusarium sambucinum) and was capable of carrying and depositing most F. tumidum conidia on agar. Coupled with the availability of pheromone for attracting the male insects, E. postvittana may be a suitable insect vector for delivering F. tumidum conidia on gorse using this novel biocontrol strategy. Although it is a polyphagous insect, and may visit non-target plants, F. tumidum is a very specific pathogen of gorse, broom and a few closely related plant species. Hence, using this insect species to vector F. tumidum in a biological control programme, should not pose a significant threat to plants of economic importance. However, successful control of gorse using this "lure-load-infect" concept would depend, to a large extent on the virulence of the pathogen as insects, due to the large size of F. tumidum macroconidia, can carry only a small number of it.

Le principal objectif de ce travail de recherche était l'étude de la dynamique des<br />communautés bactériennes de tapis microbiens afin de comprendre leurs fonctionnements et<br />leur mécanismes d'adaptation face aux stress environnementaux. De part le développement<br />dans des habitats très variés et soumis à des variations des conditions environnementales<br />importantes, les tapis microbiens constituent des modèles de choix pour ce type d'études. La<br />biodiversité bactérienne a principalement été abordée par T-RFLP (Terminal Restriction<br />Fragment Length Polymorphism), approche moléculaire d'écologie microbienne.<br />Premièrement, ce travail a porté sur la description de deux tapis microbiens<br />photosynthétiques présents sur deux sites différents de salinité distinctes, marin (Iles<br />Orcades), et hypersalé (Marais salants de Camargue). La combinaison de différentes<br />approches d'analyses ont permis d'obtenir une image à l'échelle du micromètre de ces tapis.<br />Ainsi, la diversité bactérienne des principales communautés (eubactéries, bactéries<br />phototrophes pourpres, bactéries sulfato-réductrices) de ces tapis microbiens a été décrite par<br />l'approche moléculaire de T-RFLP. Les résultats de cette analyse, associés à ceux d'analyses<br />biogéochimiques, moléculaire DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis),<br />microscopiques (CLSM), et de biomarqueurs lipidiques a permis de relier les communautés<br />bactériennes présentes et d'appréhender leurs rôles écologiques au sein de ces écosystèmes<br />complexes. Ces deux tapis bien que très différents révèlent une organisation très fine,<br />constituée de couches distinctes verticales de quelques micromètres, où s'agencent les<br />populations bactériennes en fonction de leurs caractéristiques physiologiques et des<br />conditions environnementales. Le tapis de Camargue est dominé en surface par les<br />cyanobactéries filamenteuses, principalement Microcoleus chthonoplastes. De plus, la<br />distribution des bactéries phototrophes pourpres et sulfato-réductrices est répartie en fonction<br />des gradients mesurés de sulfure, oxygène et lumière. Le tapis des îles Orcades est au<br />contraire dominé par les bactéries pourpres, très diversifiées, principalement du genre<br />Thiocapsa. Les cyanobactéries y sont faiblement représentées. La diversité bactérienne<br />phototrophes et sulfato-réductrices est très finement organisée le long de gradients physicochimiques.<br />Dans un deuxième temps, la distribution spatio-temporelle du tapis microbien de<br />Camargue en fonction du cycle nycthéméral a été étudiée. Des comportements adaptatifs chez<br />les bactéries pourpres, les cyanobactéries et les bactéries sulfato-réductrices ont ainsi pu être<br />révélés. Parmi ces réponses aux variations des microgradients de sulfure et d'oxygène, la<br />migration a été mise en évidence chez un grand nombre de ces microorganismes.<br />L'analyse de l'impact d'hydrocarbures sur les tapis microbiens de Guérande et de<br />Camargue a été le troisième point abordé. L'influence des paramètres environnementaux sur<br />la dégradation naturelle du pétrole Erika a pu être démontrée. De plus, l'impact réel de la<br />pollution sur les communautés du tapis a été observé montrant une succession de différentes<br />communautés bactériennes. Ceci révèle les capacités d'adaptation de ces écosystèmes face à<br />ce stress d'hydrocarbures. Même si la dégradation par voie microbiologique n'a pu être mise<br />en évidence dans ces systèmes, l'analyse de la diversité des gènes codant pour les<br />dioxygénases montre une grande diversité, suggérant que les tapis microbiens possèdent un<br />potentiel de dégradation important.<br />Ce travail a permis de mettre en évidence l'organisation dynamique des bactéries au<br />sein de tapis microbiens, et d'approcher leurs comportements adaptatifs vis à vis des stress<br />soumis.

This study was aimed on analysis of polymorphism at position 2141 in exon 5 of the growth hormone gene (GH) and polymorphism at position 257 in exon 10 of the growth hormone receptor gene (GHR) and to determine the influence of these polymorphisms on meat tenderness. To analysis has been used 333 meat samples of Czech Pied bulls. Genotypization of GH and GHR loci was performed by PCR-RFLP. For detection of single nucleotide polymorphism in both genes was used restriction endonuclease AluI. To determine meat tenderness was used the method of measuring shear force by Warner and Bratzler. The shear force values of raw meat samples were measured at day 14 post mortem. Then was statistically evaluated the association between genotypes and shear force. In the study population occurred for GH locus 166 individuals with genotype LL, 161 heterozygotes LV and 6 homozygotes VV. The relative genotype frequencies were thus 0.499 (LL), 0.483 (LV) and 0.018 (VV). The frequency of L allele was 0,74 and of V allele was 0,26. For GHR locus was found in the study population 178 homozygotes AA, 105 heterozygotes AG and 50 homozygotes GG. The relative frequencies of genotypes were 0.535 (AA), 0.315 (AG) and 0.15 (GG). The frequency of A allele was 0,692 and of G allele was 0,308. Using statistical analysis revealed a significant effect of genotype GH gene on shear force, tenderness resp. (P<0,05). For GHR locus showed no effect of genotype on shear force (P>0,05).

In the framework of this thesis was performed genotyping of 46 specimens of the breed Czech red cattle from the University farm in Czech Budejovice, which monitored the incidence of autosomal recessive genetic disorders, specifically bovine citrullinemia (BC) in exon 5 and deficiency of blood coagulation factor XI (FXI) in exon 9 and 12. Genotyping for BC was done using PCR/RFLP methods and for the disorder FXI in both exons genotypes were determined on the basis of different length of fragments using PCR technology and horizontal agarose electrophoresis. The presence of mutant allele was detected only in the locus for BC and that is in 7 heterozygous carriers, who produced three bands with a length of 185 bp fragments, 103 bp and 82 bp. The frequency of mutant allele and the frequency of heterozygous carriers to 7.6% and 15.2%. Results of the study show that the presence of mutant allele for BC in our tested panel of animals is relatively high. In the future it will be necessary to adopt measures that will lead to the elimination of this allele. Otherwise, its further dissemination would have a negative impact on the health of the population and there might occur complications in the regeneration of Czech red cattle, which is one of our farm animal genetic resources. The literature review deals with the problems of congenital disorders and discusses the importance of health heredity and understanding of the genomic information of cattle.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Solange Alves Vinhas.pdf: 4494197 bytes, checksum: c05b3a06ae983246a835977f36eb32e3 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Background: Based on the hypothesis that genetic variability of Mycobacterium tuberculosis (MTB) could influence virulence and immunopathology we analyzed genetic profiles of different MTB strains in order to detect relatedness between genetic diversity and presence of cavity (disease severity). Methods: We conducted a retrospective molecular study in Vitória ES, based on TB strains (2003 to 2006, n = 214) from patients with pulmonary cavitary and non-cavitary TB using IS6110-RFLP, Spoligotyping and MIRU-VNTR methodologies. RESULTS: Initially, we compared the association of the demographic and clinical characteristics of patients with the presence of cavities. After logistic regression the variables that most contributed to explain the model of the disease were smear positive (ORajust = 5.96; IC= 2.58-13.73) and sputum production (ORajust = 4.55; IC= 1.28-16.12), there was no statistically significant association with the remaining variables. The LAM family was the most frequent within the samples of the two groups analyzed, representing 65 (62%) of the isolates in the cavitary group and 40 isolates (38%) of the non-cavitary. After comparing the proportions of LAM and other spoligotyping families there was no statistically significant difference between the groups (p=0.17). In relation to deletions RDRio (p=0.65) and RD174 (p=0.65) there were no statistically significant difference between the groups. Amongst the 205 isolates analyzed, 25 (12%) belonging to the non-cavitary group and 43 (21%) belonging to the cavitary group, were grouped in clusters. The statistical analysis of the association of the occurence of clusters with the presence of cavity showed no statistically significant difference between the quantity of clusters and the groups that were analyzed, (p= 0.4). Conclusion: The genotipic profile for the isolates from patients with cavitary and non-cavitary disease was determined. Our data showed that LAM9 was the most frequent among the strains between cavitary and noncavitary groups, corroborating findings that this family is the most frequent in Brasil. There were no statistical differences that could show association among the variables analyzed related to presence of cavity or disease severity / Introdução: Baseado na hipótese de que a variabilidade genética de Mycobacterium tuberculosis (MTB) pode influenciar a virulência e a gravidade da doença os perfis genéticos de isolados clínicos de MTB foram avaliados para detectar associação entre diversidade genética e gravidade da doença. Objetivos: Analisar características genéticas de isolados de MTB e verificar sua possível associação com a gravidade da TB pulmonar. Métodos: Estudo retrospectivo, caso controle, conduzido em Vitória-ES, utilizando isolados de MTB (2003 a 2006, n=214) de pacientes com TB pulmonar, cavitária (127) e não cavitária (87). Realizou-se genotipagem por meio de RFLP-IS6110, Spoligotyping, MIRU-VNTR 24 loci, e a análise de deleções e inserções, como RDRio, RD174 utilizando PCR multiplex, bem como a detecção do Ag85C103. Realizou-se análise estatística, para verificação dos padrões de distribuição das variáveis, seguida de análises bivariadas para verificação de associações entre elas, empregando-se os teste exato de Fisher ou Chi-quadrado, ambos com 95% de intervalo de confiança e nível de significância (&#61554;) < 0,05. Resultados: Após a regressão logística, as variáveis que contribuíram no modelo explicativo da doença foram baciloscopia (ORajust = 5,96; IC= 2,58-13,73) e produção de escarro (ORajust = 4,55; IC= 1,28- 16,12). Não houve associação estatisticamente significativa com o restante das variáveis.A família LAM foi a mais frequente entre os dois grupos analisados, representando 65 (62%) dos isolados no grupo cavitário e 40 isolados (38%) do grupo não cavitário. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos em relação à deleção RDRio (p=0,65) e com relação à deleção RD174 (p=0,65). Dentre os 205 isolados analisados, 25 (12%) isolados do grupo não cavitário e 43 (21%) do grupo cavitário, estavam em cluster. não houve diferença estatisticamente significativa entre a quantidade de clusters e os grupos analisados (p= 0,4). Conclusões: Foi determinado o perfil genotípico dos isolados de pacientes com doença pulmonar, cavitária e não cavitária. Não houve associação entre a presença de cavidade e os genótipos encontrados. Não houve associação do genótipo com nenhum dos marcadores moleculares avaliados

Of concern in this research were the ecological parameters associated with the establishment of a model invasive plant species, Imperata cylindrica, across a scale of ecological organization. Specifically, the study addressed the species’ ability to: differentially respond to abiotic and biotic constraints during seedling establishment, exhibit a novel underground competitive interference mechanism, and alter the decomposition dynamics in newly invaded ecosystems. Finally, the last portion of the research was centered around creating a predictive habitat model that will provide information on the most important variables responsible for creating habitat for this species. The population level seedling study indicated that soil characteristics and light availability play a significant role in seedling establishment. There were large trends in biomass allocation attributable to soil type with seedlings performing best in high nutrient soils representative of the Mississippi Alluvial Valley physiographic region. I. cylindrica seedlings also showed a positive response to increased seedling density during the initial stages of seedling establishment. The community level research examining a hypothesized novel interference mechanism deployed by I. cylindrica showed a significant and robust pattern of I. cylindrica damaging its own belowground tissue more often than that of its surrounding neighbors. Therefore, it is highly unlikely that I. cylindrica gains a competitive advantage by exposing the native plant assemblage to pathogen invasion (via ruptured tissue) as the plant would expose itself to these pathogens (to which it is evolutionarily naive) at much higher volumes. The ecosystem level examination of this globally important invasive species indicated that I. cylindrica invasion into native systems will significantly accelerate ambient rates of decomposition. Furthermore, fungal community composition in invaded areas was drastically altered as well as bacterial community functional activity in relation to several key enzymes responsible for the decomposition of plant tissue which were produced more abundantly in invaded areas.The landscape-scale analyses and modeling work validated decades of anecdotal evidence and indicated that anthropogenic disturbance factors associated with road maintenance and construction (soil disturbance and vegetation removal) are the principal factors responsible for creating habitat suitable for invasion by this species.