Dan-Kvik 360 UKRUDTSMIDDEL
Transcription
Dan-Kvik 360 UKRUDTSMIDDEL
Projekter i Mykologi vinter/forår 2012/2013 Kontakt-personer: Søren Rosendahl, tlf.: +45 22 67 07 11, E-mail: [email protected] Rasmus Kjøller, tlf.: +45 51 82 70 27, E-mail: [email protected] Universitetsparken 15, byg. 1, 2. sal (Terrestrisk Økologi) NB Lauritz W Olsons legat giver studerende i Mykologi ved KU mulighed for betaling af deltagelse i kongresser og kortere forskningsophold i udlandet mm. Er fugle den primære spredningskilde for arbuskulære mykorrhizasvampe? (Vejledere: Søren Rosendahl, Rasmus Kjøller og Hans-Henrik Bruun). Hovedparten af klodens plantearter danner symbiose med arbuskulære mykorrhizasvampe (AM svampe). AM svampe spreder sig vha. relativt store (50-500 µm) sporer der dannes i rhizospheren. Derfor kunne man tænke sig at AM svampe kun har et relativt begrænset spredningspotentiale, men resultater fra et igangværende forskningsprojekt peger på at gæs evt. kan være en meget vigtig og effektiv spredningskilde for AM svampe. Vi har fundet en slående lighed i mellem de AM svampe vi finder i planternes rødder på øen Peberholm midt i Øresund og de AM svampe vi finder i gåselort samlet samme sted. Vores hypotese er derfor at gæs spreder AM svampe langs deres trækruter. Dette projekt vil søge at korrelere hvilke AM der findes i plantesamfund og gåselort på de primære standpladser lags deres trækruter. Svampene vil blive identificeret vha. svampe-specifik PCR efterfulgt af 454 pyrosekvensering (Se flere projektforslag om Peberholm herunder). Kartoffelskimmel (Phytophthora infestans ) – bedre bekæmpelse gennem analyse af kvantitative virulens egenskaber og populationsstruktur (Vejledere: Søren Rosendahl og Rasmus Kjøller). Kartoffelskimmel er en af de mest alvorlige plantesygdomme i verden. Kartofler er globalt set den fjerdestørste afgrøde og det anslås at tab løber op i mellem 6-7 milliarder kroner årligt. Samtidig bliver der brugt enorme mængder af sprøjtemidler for at bekæmpe sygdommen, noget der i Danmark er stor fokus på at nedbringe, men man mangler den nødvendige basale viden om svampens populationsbiologi og genetik koblet med viden om infektionsforløb og virulens for at kunne gøre dette. Dette projekt vil forsøge at tilvejebringe denne viden og er delt i tre arbejdsområder 1) Det skal afklares hvordan et epidemisk forløb i marken forløber, hvor mange genotyper er involveret og hvilke rolle spiller klonale linjer versus rekombination? 2) hvordan er sammenhængen i mellem genetiske underopdelinger og disses virulens – kan enkelte eller clusters af gener (SNPs) identificeres der korrelere med virulens faktorer? 3) Kan man detektere svampen på et tidligt stadium, før symptomer er synlige? Dette kunne være vigtigt det det normalt er for sent at bekæmpe så først symptomer er synlige og vores ide er at udvikle et hurtigt varslings system baseret på et håndholdt batteridrevent PCR med en kort kørsels tid. Peberholmen – primær succession af planter og symbiotiske svampe (Vejledere: Søren Rosendahl, Rasmus Kjøller og Hans-Henrik Bruun). Peberholm er 4 km lang og dækker godt 130 ha. Øen blev etableret i 1995-1998 af kalkholdigt ler, sand, grus og sten hentet op fra Øresunds bund. Indvandringen af planter til Peberholm driver etableringen af andre organisme grupper fx de obligat biotrofe arbuskulære mykorrhizasvampe. Da der stort set ikke eksisterer viden om denne vigtige gruppes svampes evne til at sprede sig giver Peberholm en unik mulighed for dette. Ved at sammenligne Peberholm med tilsvarende strandengs vegetationer på Lernacken, Vestamager, Saltholm og Öland har vi en tidsserie fra 10 over 65, 4000 og 14.000 år. Svampesamfundene analyseres ved at ekstrahere DNA fra rødder og jord og 454 pyrosekvensering. Notes on Peberholm and arbuscular mycorrhizal fungi Peberholm was established 1995-1998 by pumping up calcareous clay, sand and gravel from the bottom of Øresund. Therefore, the island provides a perfect opportunity to study primary succession. Still, fifteen years after most of the island is covered by low vegetation of herbs and grasses in symbiosis with AMF and with very low soil organic content. AMF forms a mutualistic symbiosis with many plant species by supplying the plants with nutrients taken up from the soil in exchange with photosynthetically derived sugar. AMF forms an internal colonization within plants roots where exchange of metabolites takes place and additionally proliferates with an extecsive external mycelial network in the soil. Large (50-500 µm) soil-borne spores are made on the external mycelia mostly in soil but sometimes also at the soil surface. Primary succession on Peberholm – Salix (Willow) as a main driver for ecosystem and microbial community changes (Vejleder: Rasmus Kjøller) Peberholm was established 1995-1998 by pumping up calcareous clay, sand and gravel from the bottom of Øresund. Therefore, the island provides a perfect opportunity to study primary succession. Today, most of the island is still covered by low vegetation of herbs and grasses in symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi and with very low soil organic content. Now, patches of Salix in symbiosis with ectomycorrhizal fungi (EMF) are beginning to appear. Within these, changes are apparent: a more protective environment is present and soil formation speeds up which provide opportunities for new organisms to invade. Depending on interests, a project could document: the influence of Salix patch size/age on EMF community composition and formation of soil organic matter (SOM), quantify the contribution of EMF external mycelia into SOM and the inoculum potential (spore bank) of EMF in patches versus non-EMF soil as well as in the air. The fungal communities will be analyzed by extraction DNA from roots, soil and air followed by 454 pyrosequencing. Functional diversity in in plant-mycorrhizal interactions - mutualist or cheaters? (Supervisors: Rasmus Kjøller & Anders Michelsen) Many argue that plants would have evolved mechanisms to support good symbionts with more photosynthetically derived C than less good symbionts. Good symbionts are symbionts providing better services for the plant e.g. nutrient uptake from the soil in the case of mycorrhizal fungi. Given the general acceptance of this idea, actual observations from nature are few or absent! This relies on the extreme difficulty in tracking plant C to specific symbiont species or genotypes and vice versa for nutrients taken up. Ectomycorrhizal symbiosis may provide an opportunity, as single root tips of trees are colonized by distinct fungal genotypes. Thereby C from the plant can be tracked to these individual tips and so can reciprocal uptake of e.g. 15N labeled N-compounds. Do interaction between mycorrhizal and saprotrophic fungi determines soil organic matter decomposition in forest soils? (Supervisors: Rasmus Kjøller and Per Gundersen) In this project we aim to disentangle the separate influence on organic matter decomposition of roots and associated mycorrhizal fungi on one side and free-living saprotrophic fungi on the other side when these organisms are competing for the same resources. We hypothesize that the outcome of the interaction between mycorrhizal fungi and saprotrophic fungi controls the rate of decomposition of soil organic matter. Specifically we wish to quantify the competitive strength of each fungal group for nitrogen and water across a range of substrate qualities in terms of C/N ratio. We ask the following questions: 1) How does the community composition change between mycorrhizal and saprotrophic fungi along N-deposition gradients? 2) Which functional characteristics accompany the expected community changes? 3) What is the impact of mycorrhizal fungi on decomposition of soil organic matter (by interaction/competition with the saprotrophic community)? How do N-depletion and water limitation affect the outcome of this interaction? Do mycorrhizal fungi influence decomposition rate differently in early or later stages of decomposition? Do mycorrhizal fungi indeed deplete N from organic matter in the field? Key words: decomposition, soil organic matter (SOM), mycorrhizal fungi, saprotrophic fungi, competition Hvilke svampe spiser svampespisende jordbundsdyr? (Vejledere: Regin Rønn, Rasmus Kjøller og Flemming Ekelund) Vi ved at flere grupper af jordbundsdyr spiser svampe (fungivorous soil fauna) men hvilke svampe spiser de – er der særlige grupper enten funktionelle eller taxonomiske de foretrækker/frastødes af? Det ved man ikke meget om, men ved at PCR amplificerer svampene direkte fra jordbundsdyr kunne man finde ud af det. En hypotese er at jordbundsdyr i skoven foretrækker saprotrofe svampe fremfor mykorrhizasvampe fordi den sidste gruppe kan investerer mere kulstof i forsvar da den modtager dette fra træet. Ved at måle 15N13C målinger af dyrene kan man også udtale sig om deres trofiske placering (15N) og om de får C fra træerne eller skovbunden (13C). Endelig kunne et projekt også undersøge om man kunne benytte sig af molekylære metoder til at artsbestemme jordbundsdyr (DNA barcoding). Tommentella spores in oribatid mites (Lilleskov and Bruns, Mycologia, 97: 762– 769) Biodiversitets hot spots - for svampe (Vejledere: Rasmus Kjøller og Jacob Heilmann-Clausen). Det er velkendt at sjældne arter ofte forekommer klumpet i landskabet. Disse såkaldte biodiversitets hot spots har stort forvaltningsmæssigt potentiale da de ofte rummer en usædvanlig rigdom af rødlistede arter. En dybere forståelse af hvilke abiotiske eller biotiske faktorer der karakteriserer disse hot spots mangler dog og samtidig er det uklart hvor udbredte svampenes mycelier er i jorden i forhold til kendte observationer af frugtlegemer. Denne manglende viden gør en optimal forvaltning vanskelig, men danner samtidig grundlag for formuleringen af en række spørgsmål. Ved at kombinerer feltundersøgelser med moderne DNA-baserede metoder vil vi forsøge at besvare disse. Særligt fokus kunne være på forekomsten af sjældne arter inden for Slørhattene (Cortinarius).