Soil Crusts: Genexpression im biogeochemischen P-Kreislauf in biologischen Bodenkrusten von Sanddünen an der Ostsee

Querschnitt eine Biocruste aus den Dünen (Foto: S. Kammann)

Die Sanddünen der Ostsee sind ein dynamischer und ökologisch herausfordernder Standort und bieten einen einzigartigen Lebensraum für die Ansiedlung von biologischen Bodenkrusten. Hierbei handelt es sich um Gemeinschaften aus Bakterien, Cyanobakterien, Grünalgen, Flechten und Pilzen. Aufgrund ihrer Beteiligung in der Primärproduktion, der Anreicherung der Dünen mit organischen Verbindungen, der Rolle in Nähstoff- und Wasserkreislauf und der Stabilisierung der obersten Bodenschicht, sind diese als sogenannte „Ökosystemingenieure“ bekannt. Allerdings wurde bisher das wachstumslimitierende Element Phosphor und insbesondere die molekularbiologischen Prozesse innerhalb des Phosphor-Zyklus in Biokrusten, kaum untersucht.

In diesem Projekt sollen die Gemeinschaftsstrukturen verschiedener Sukzessionsstadien von Biokrusten, entlang eines terrestrisch-marinen Gradienten, erfasst werden. Durch eine umfassende Bodenanalyse soll beschrieben werden, wie sich der Phosphorgehalt im Boden mit zunehmendem Dünenalter und unter dem Einfluss von Biokrusten verändert. Hierzu werden ergänzende Bodeneigenschaften und die Biomasse erfasst.

Zudem sollen insbesondere wichtige Bodenbakterien dieser Gemeinschaften und ihr Beitrag zum P-Kreislauf erfasst werden. Dazu werden, neben der klassischen ökologischen Arbeit im Feld, aktuelle molekularbiologische Methoden angewandt. Diese ermöglichen es Gene, die für die im P-Kreislauf relevanten Proteine kodieren, zu identifizieren und ihre Häufigkeit im Genom zu quantifizieren und sie möglichen funktionellen Gen-Gruppen (P-Mangel und Aufnahme oder P-Abbau) zuzuordnen.

Verantwortlich
M. Sc. Sandra Kammann (Angewandte Ökologie und Phykologie, Universität Rostock)
Prof. Dr. Ulf Karsten (Angewandte Ökologie und Phykologie, Universität Rostock)
Prof. Dr. Matthias Labrenz (Umweltmikrobiologie, Institut für Ostseewissenschaften Warnemünde)

Antragsteller
Prof. Dr. Ulf Karsten, Prof. Dr. Matthias Labrenz

Förderung
Im Rahmen des ScienceCampus Phosphorforschung Rostock
Gesponsert durch die Leibniz-Gemeinschaft

Fördernummer
W19/2018

Laufzeit
2019 – 2022

Kooperationspartners
Prof. Peter Leinweber, PD Dr. Christel Baum (Bodenkunde, Universität Rostock), Prof. Martin Hagemann (Pflanzenphysiologie, Universität Rostock), Dr. Dirk Michalik (LIKAT)

Offizielle Projekt Website
https://wissenschaftscampus-rostock.de/aktivitaeten/nachwuchsfoerderung/graduiertenschule-phosphorforschung.html