The role of fungal nitrogen cycling in soil systems

Pilze spielen eine zentrale Rolle im Ökosystem Erde. Dennoch ist nach wie vor wenig über die Pilzdiversität in Böden und die spezifischen Funktionen einzelner phylogenetischer Gruppen bekannt. Vier verschiedene Ackerböden (Maissau, Niederschleinz, Purkersdorf, Tulln) sowie eine Graslanderde (Riederberg) wurden auf ihre Pilzdiversität untersucht. Hierfür wurden ein Kultivierungsansatz sowie eine direkte molekularbiologische Methode verwendet. Die Pilze wurden aufgrund ihrer DNS-Sequenz der ITS/LSU ribosomalen RNS Genregion identifiziert. Es wurden 61 verschiedene Pilzarten isoliert, die hauptsächlich zum Phylum Ascomycota gehören, darunter zB Fusarium spp., Penicillium spp., Trichoderma spp., sowie bislang unbeschriebene Arten. Im Rahmen des kultivierungsunabhängigen Ansatzes wurde eine Klon-Bibliothek erstellt. Danach wurde eine RFLP-Analyse durchgeführt. Auch hier dominierten Spezies der Ascomycota, die Artenzusammensetzung unterschied sich jedoch erheblich vom Kultivierungsansatz. Vertreter der Basidiomycota traten hierbei öfter und in allen fünf Bibliotheken auf. Die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaften wies deutliche Unterschiede innerhalb der einzelnen Klon-Bibliotheken auf. Die Artenzahl (species richness) wurde mit verschiedenen Methoden berechnet. Chao2 zeigte für die untersuchten Böden eine gute Abdeckung der erwarteten Pilz-Artenzahl. Lediglich 8,6% der identifizierten Arten konnten mit beiden Verfahren detektiert werden. Die Mehrzahl der Arten (62,6%) wurde mittels des kultivierungs-unabhängigen Verfahrens ermittelt, während 28,8% ausschließlich mit Hilfe des Kultivierungsansatzes identifiziert wurden. Hierdurch wird deutlich, dass beide Methoden sich vielmehr ergänzen, als überlappen. Die vom Grasland Riederberg entstammende Klon-Bibliothek enthielt die größte Diversität und wies als einzige das neu beschriebene Ascomycota Subphylum Soil Clone Group I (SCGI) auf, was eventuell darauf hindeuten könnte, dass SCGI-Pilze bevorzugt an unberührten Standorten vorkommen. Die Maissau Klon-Bibliothek zeigte den geringsten Artenreichtum und auch andere spezifische Eigenschaften grenzen diesen Standort von den anderen ab. Der zweite Teil dieser Studie befasste sich mit der Erforschung der Rolle von Pilzen in N-Transformationsprozessen. Hierfür wurden die Gene, welche für die pilzliche Nitratreduktase kodieren (niaD) untersucht. Dabei stand die Erstellung eines Sequenz-Sets im Vordergrund, welches partielle niaD Sequenzen von Isolaten sowie unkultivierten Pilzen enthält. Auf Grund dieser Erkenntnis soll es möglich werden, transkriptionelle Aktivitäten von Pilz-Populationen, welche dieses Gen exprimieren, unter verschiedenen Umweltbedingungen zu beobachten. Zusätzlich wurde Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) mit dem Modelorganismus Aspergillus nidulans durchgeführt. Im Rahmen eines Vorversuchs wurden die FISH Parameter optimiert und die Detektion der niaD mRNA angestrebt. Unsere viel versprechenden Ergebnisse stellen die Basis für zukünftige Studien dar, welche die Expression der Pilz-Nitratreduktase unter verschiedenen Umweltbedingungen erforschen sollen.