No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

In den vergangenen Jahren rückten Pflanzen-assoziierte Bakterien auf Grund ihrer Bedeutung für die Pflanzengesundheit und das ökologische Gleichgewicht zunehmend in den Fokus aktueller Forschungen. Trotz der stetig steigenden Zahl wissenschaftlicher Studien ist der Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die Diversität dieser Bakteriengemeinschaften in Grünlandökosystemen ver-gleichsweise wenig untersucht. In dieser Studie haben wir neue und interessante Erkenntnisse über die Diversität von Pflanzen-assoziierten Bakterien in Grünlandökosystemen gewonnen. Sämtliche Untersuchungen dieser Arbeit wurden auf der GrassMan-Fläche in den Mittelgebirgslagen des Solling in Deutschland durchgeführt. Das GrassMan-Experiment wurde 2008 in einer Matrix von Wiesenplots schachbrett-artig auf historisch altem Grünland errichtet. Die Bewirtschaftungsintensität unterschied sich bezüglich der Häufigkeiten (einmal jährlich im Juli oder dreimal jährlich im Mai, Juli und September) und der Düngung (keine Düngung bzw. Düngung mit NPK). Außerdem wurde durch gezielten Herbizid-Einsatz gegen Monokotylen oder gegen Dikotylen ein Gradient in der Anzahl der Pflanzenarten erzeugt. Die Arbeit umfasst drei Hauptthemen. Erstens wurde der Einfluss verschiedener Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die bakterielle Endophyten-gemeinschaft in den drei Grasarten Festuca rubra, Lolium perenne und Dactylis glomerata untersucht. Hierfür wurden im September 2010 und im April, Juli und September 2011 Pflanzenproben auf den Dikotylen-reduzierten Plots gesammelt. Die Umwelt-DNS wurde aus den Proben extrahiert und als Template für 16S PCRs eingesetzt. Die Struktur der bakteriellen Endophyten-Gemeinschaft wurde mittels DGGE-Analyse der erhaltenen PCR-Produkte untersucht. Wir konnten Unterschiede der Endophyten-Gemeinschaftsstrukturen hinsichtlich der verschiedenen Bewirtschaftungsintensitäten feststellen. Während die Düngung einen starken Effekt auf die bakterielle endophytische Diversität sowohl in F. rubra als auch in L. perenne hatte, wurden die bakteriellen Endo-phyten in D. glomerata nicht dadurch beeinflusst. Die Proben von L. perenne, die von den ungedüngten Plots stammten, bildeten zudem eindeutige Gruppen bei der Analyse der DGGE-Banden bezüglich der zwei Schnitthäufigkeiten. Somit beeinflusste auch die Mahd die bakterielle Endophyten-Gemeinschaft in den Pflanzen. Weiterhin konnten wir einen starken saisonalen Effekt auf die Struktur der endophytischen Gemeinschaft nachweisen. Da saisonale Veränderungen und die Pflanzenart die Zusammensetzung der endophytischen Bakteriengemeinschaft beeinflussten, können sich die Auswirkungen unterschiedlicher Bewirtschaf-tungsintensitäten mit der Zeit und der untersuchten Pflanzenart verändern. Dieses Ergebnis sollte bei zukünftigen Studien berücksichtigt werden. Das zweite Ziel dieser Arbeit war die Beantwortung der Frage, wie sich oberirdische Herbivorie auf die Bakteriengemeinschaft in der Rhizosphäre auswirkt. Hierfür wurde im Herbst 2010 ein Lysimeter-Experiment auf der GrassMan-Fläche errichtet. Nach einer zweiwöchigen Herbivorie durch Grashüpfer und Schnecken im Sommer 2011 wurden Bodenproben von jedem Lysimeter genommen. Um Einblicke in die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft in der Rhizosphäre zu erhalten, wurde die Gesamt-DNS aus den Bodenproben extrahiert und als Template in 16S rDNS PCRs eingesetzt. Die Gemeinschaftsstruktur wurde mittels DGGE-Analyse bzw. Pyrosequenzierung der erhaltenen PCR Produkte untersucht. Die Herbivorie hatte keinen Einfluss auf die Anzahl der Bakterien (richness), während leichte Änderungen in der relativen Abundanz von einigen Bakteriengruppen festgestellt wurden. So war zum Beispiel die relative Abundanz einer unkultivierten Acidobacterium-Art in den Herbivorie-Lysimetern erhöht. Bestandteil des Lysimeter-Experiments war zudem die Untersuchung des Einflusses der Pflanzenartenanzahl und der verschiedenen Bewirtschaftungs-maßnahmen auf die bakterielle Gemeinschaft in der Rhizosphäre. Der Einsatz von Herbiziden und eine niedrigere Schnittfrequenz reduzierten die Artenanzahl (richness) der Bakterien in der Rhizosphäre. Die Düngung hatte keinen Einfluss auf die Anzahl der Arten. Weitere Analysen zeigten, dass eine Vielzahl von verschiedenen bakteriellen Taxa in der Rhizosphäre durch die untersuchten Maßnahmen beeinflusst wurde. So war die Abundanz der Acidobacteria in den gedüngten Plots signifikant geringer. Das Gegenteil trat bei den Actinobacteria auf. Abschließend lässt sich sagen, dass Pflanzen-assoziierte Bakterien sowohl in der Endosphäre und Rhizosphäre durch Bewirtschaftungsmaßnahmen beeinflusst werden. Die Untersuchung der Wirkung von verschiedenen Bewirtschaftungsintensitäten im Grünland und von oberirdischer Herbivorie auf Pflanzen-assoziierte Bakterien kann zu einem besseren Verständnis der multitrophischen Interaktionen zwischen Pflanzenart, Bakteriengemeinschaft und oberirdischen Herbivoren führen. Außerdem können uns die Ergebnisse dieser Arbeit helfen, die Effekte unterschiedlicher Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Pflanzen-assoziierte Bakteriengemeinschaften und damit zusammenhängende Effekte auf das Bodenökosystem vorherzusagen.

Klimawandelmodelle sagen für Deutschland sowohl höhere Jahresdurchschnittstemperaturen als auch eine Abnahme von Niederschlägen in den Sommermonaten voraus. Mögliche Konsequenzen für Bäume sind eine verlängerte Vegetationsperiode, ein erhöhtes Spätfrostrisiko und mehr Trockenstress während des Sommers. Diese veränderten Umweltbedingungen könnten zu Veränderungen der Konkurrenzverhältnisse zwischen Baumarten führen. Die Rotbuche (Fagus sylvatica L.) ist eine der wichtigsten Laubbaumarten Mitteleuropas. Daher ist das genetische Anpassungspotential dieser Baumart an den Klimawandel von großem Interesse. In dieser Studie wurden sowohl die neutrale als auch die adaptive genetische Variation der Buche untersucht. Dafür wurde ein Translokationsexperiment mit Nachkommen von Buchenpopulationen, die unter verschiedenen Umweltbedingungen in Norddeutschland wachsen, etabliert. Wiederholte Aufnahmen wichtiger phänotypischer Merkmale (Höhe, Austrieb, Trockenstresssensitivität, Sterblichkeit) zeigten signifikante Unterschiede zwischen den Populationen. Interessanterweise zeigten Populationen mit einer größeren geographischen Distanz teilweise ähnlichere Phänotypen als benachbarte Populationen. Die neutrale genetische Variation der untersuchten Sämlingspopulationen wurde anhand neun verschiedener Mikrosatellitenmarker analysiert. Zwischen den analysierten Buchenpopulationen wurde nur eine geringe genetische Differenzierung ermittelt. Die genetische Diversität war hoch und statistisch nicht signifikant unterschiedlich von den Altbeständen, aus denen sie stammten. Die hohe genetische Diversität ist eine gute Basis für Adaption, allerdings könnte sie wahrscheinlich nur eine kurzfristige Anpassung an den Klimawandel ermöglichen. Daher ist es wichtig, Einblicke in die genetische Basis von klimawandelrelevanten Merkmalen zu gewinnen. Deshalb wurden in dieser Studie Kandidatengene für das Austriebsverhalten untersucht. Bei der Analyse von Fragmenten von zehn verschiedenen Kandidatengenen wurden 20 Indels und 116 SNPs identifiziert. Insgesamt wurden 46 SNPs erfolgreich zur Genotypisierung von über 1.400 Individuen, die aufgrund ihres Austriebsverhaltens ausgewählt wurden, verwendet. Assoziationsanalysen wurden durchgeführt, um potentiell adaptive SNP-Marker zu identifizieren. Diese ergaben unter einem „generalisierten linearen Modell“ 23 signifikant mit dem Austrieb assoziierte SNPs. Ein zusätzlich verwendetes „gemischtes lineares Modell“ ergab nahezu gleiche Ergebnisse. Die phänotypische Variation, die durch signifikant mit dem Austrieb assoziierte SNPs erklärt wird, war niedrig (R2 < 2,2), aber in Übereinstimmung mit anderen Studien mit Waldbaumarten. Zusätzlich zu den Assoziationsanalysen wurden auch FST-Outlier-Analysen durchgeführt. Diese ergaben sieben verschiedene SNPs, die potentiell unter ausgleichender oder gerichteter Selektion stehen. Insgesamt wurden vier potentiell adaptive SNPs gleichzeitig durch Assoziations- und Outlier-Analysen identifiziert. Diese könnten die höchste Wahrscheinlichkeit aufweisen, an der Ausprägung des Austriebsverhaltens beteiligt zu sein. Allerdings sind viele potentiell adaptive SNPs, die in dieser Studie identifiziert wurden, nicht-kodierend oder synonym und somit nicht die kausativen SNPs, sondern eher gelinkt mit ihnen. Allerdings wurde in dieser Studie ein geringes Kopplungsungleichgewicht (linkage disequilibrium) gefunden. Somit könnten die kausativen SNPs in naher Umgebung liegen. Die in dieser Studie identifizierten potentiell adaptiven SNPs sollten in weiteren Studien mit zusätzlichen Populationen bestätigt werden.

No description available.

No description available.

No description available.