Molecular community response of forest soil bacteria to fertilization and tree girdling

Bisherige Studien haben gezeigt, dass mikrobielle Gemeinschaften im Boden durch viele verschiedene Umweltfaktoren beeinflusst werden und dass die Verfügbarkeit verschiedener Ressourcen die Struktur von mikrobiellen Gemeinschaften mitbestimmt. In einem Feldexperiment in einem Buchenwald in Niederösterreich wurde die Rhizodeposition durch "Baumgirdling" manipuliert, der Boden wurde mit künstlichem Stickstoffdünger behandelt oder blieb als Kontrolle unbehandelt. Die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften im Waldboden wurde durch 16S rRNA basierende T-RFLP Analyse untersucht. Weiters wurde mithilfe von quantitativer real-time PCR die Auswirkung der verschiedenen Behandlungen auf die Abundanz der prokaryotischen Gemeinschaften im Waldboden analysiert. Es wurden sowohl die gesamte Population der Bakterien und Archaeen, als auch spezifische bakterielle Taxa (z.B. Acidobakterien, Verrucomikrobien, Proteobakterien und gram-positive Bakterien mit hohem GC Gehalt) untersucht. Weiters wurden funktionelle Gene die im Stickstoffkreislauf eine wichtige Rolle spielen (amoA von Bakterien und Archaeen, sowie nirS und nosZ von Bakterien) mithilfe von qPCR quantifiziert. Die Profile der mikrobiellen Gemeinschaften zeigten klare Unterschiede in der mikrobiellen Diversität aufgrund des Saisonverlaufs und der Bodenbehandlungen. Grundsätzlich war der Einfluss der Stickstoffdüngung im Vergleich zu den Auswirkungen des Saisonverlaufs und des „Baumgirdlings“ eher gering. Veränderungen in der Abundanz der Bodenmikroorganismen und der funktionellen Stickstoffkreislauf-Gene waren im Vergleich zu den Gemeinschaftsunterschieden ebenfalls eher gering bzw. nur vorübergehend von Bedeutung. Im Allgemeinen wurde ein Peak mit erhöhter Abundanz im Winter festgestellt, und Archaeen reagierten stärker auf veränderte Umweltbedingungen und Ressourcenverfügbarkeiten als Bakterien. Insgesamt hatten variierende Umweltbedingungen zu verschiedenen Jahreszeiten sowie unterschiedliche Ressourcenverfügbarkeiten einen starken Einfluss auf die Diversität von mikrobiellen Gemeinschaften im Waldboden, während die Abundanz der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden nur wenig beeinflusst wurde.