"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9286
ETF9286 "Peremeestaime ja lehekõdu mõju ektomükoriissete ja saprotroofsete seente elurikkust ja koosluse struktuurile (1.01.2012−31.12.2015)", Leho Tedersoo, Tartu Ülikool, Tartu Ülikooli loodusmuuseum ja botaanikaaed, Tartu Ülikooli Muuseumid.
ETF9286
Peremeestaime ja lehekõdu mõju ektomükoriissete ja saprotroofsete seente elurikkust ja koosluse struktuurile
Host plant and litter effects on richness and niche differentiation of ectomycorrhizal and saprotrophic fungi
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB270 Taimeökoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Tartu Ülikooli loodusmuuseum ja botaanikaaed, Tartu Ülikooli Muuseumidkoordinaator01.01.2012−31.12.2015
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201219 200,00 EUR
01.01.2013−31.12.201319 200,00 EUR
01.01.2014−31.12.201419 200,00 EUR
01.01.2015−31.12.201519 200,00 EUR
76 800,00 EUR

Taimede ja loomade biomassi, liigirikkust ning koosluste struktuuri mõjutavad faktorid on suhteliselt hästi teada. Mikroobide ökoloogia ja biogeograafia on makroorganismidega võrreldes suhteliselt vähe uuritud molekulaarsete meetodite kalliduse tõttu. Hetkel tormiliselt arenevad uue põlvkonna DNA järjestuse määramise (sekveneerimise) meetodid võimaldavad mikroobikoosluste struktuuri ja liigirikkust põhjalikult määrata. Uue põlvkonna sekveneerimise meetodeid on rakendatud ka seenekoosluste ökoloogilistes uuringutes mullas, taimede juurtes, lehtedes ja õhus. Seentel on maismaa-ökosüsteemides peamine roll orgaanilise aine lagundamises ja mükoriisa kaudu taimede mineraalainetega varustamises. Käesoleva projekti eesmärk on testida järgmisi hüpoteese: 1) peremeestaimede liigirikkus suurendab ektomükoriissete ja saprotroofsete seente elurikkust; 2) puude varise kvaliteet mõjutab lagundajate ja mükoriissete seente omavahelist konkurentsi ning seenekoosluse struktuuri; 3) peremehe-spetsiifilised ektomükoriisaseened on tundlikumad varise kvaliteedi suhtes ning nad eelistavad oma peremehe varist tänu pikaalisele kohastumisele ja koevolutsioonile; 4) varise segu mõjutab ektomükoriissete ja saprotroofsete seente elurikkust ja selle efekti tugevus sõltub kõdu mustrilisusest väikeses skaalas. Antud hüpoteeside testimine eeldab uue põlvkonna sekveneerimise meetodite kasutamist, milles projektis osalejatel on varasemad kogemused. Tulemused annavad vastuse seente funktsionaalsete rühmade ja taimede elurikkuse omavaheliste seoste kohta. Saadud tulemused on seeläbi rakendatavad ka kaitsekavade ning metsamajanduse eeskirjade väljatöötamisel seente elurikkuse seisukohalt. Lisaks fundamentaalteaduslikele eesmärkidele võimaldab projekt edasi arendada ja optimiseerida tarkvara uue põlvkonna sekveneerimise meetoditega saadud andmete analüüsiks. Projektis osalevad mitmed kõrgelt motiveeritud magistrandid ja doktorandid, mis lihtsustab nii projekti eesmärkide kui ka väitekirjadele esitatud nõuete täitmist. Tööde tulemused avaldatakse kõige kõrgema kategooria ökoloogilistes ja mikrobioloogilistes ajakirjades.
The main factors influencing richness of plants and animals are relatively well understood due to their size and well-established taxonomy. Increasing diversity of primary producers enhances the diversity of consumers along the food-chain by enabling both niche differentiation and greater productivity. Such ecological interactions involving microbes remain poorly known, because of their vast numbers and high costs of identification. Of microbes, fungi play a key role in decomposition (as saprobes) and mineral nutrition of plants (via mycorrhizal symbiosis). Molecular tools have benefited our understanding about the effects of various natural gradients and anthropogenic impacts on communities of mycorrhizal fungi on root tips below ground, but the Sanger sequencing-based tools offer too low throughput to identify fungi directly from soil with proper replication. The recent development of Next Generation Sequencing (NGS) techniques allows testing ecological hypotheses in microbial communities by enabling identification of thousands of organisms simultaneously. By combining NGS, field studies and manipulative experiments, this project aims to test the following alternative hypotheses: 1) greater host diversity promotes diversity of ectomycorrhizal (EcM) and litter saprotrophic fungi at the local scale; 2) litter quality affects the competitive balance between EcM and saprotrophic fungi and drives the community composition in both guilds of fungi; 3) host-specific EcM fungal species have a positive feedback to litter of their particular host due to long-term co-evolution and ecological adaptation to the habitat; 4) litter mixing has neutral to positive effects on diversity of EcM and saprotrophic fungi, depending on the scale of resource heterogeneity. The biological results are expected to provide novel, fundamental information on ecological relationships between plant diversity and fungal diversity that cover the aspects of direct (mycorrhiza) and indirect (saprobes) interactions involving resource heterogeneity and feedbacks from litter. In addition to answers to these fundamental biological questions, the project provides massive Next Generation Sequencing data for further developing and optimizing semi-automatic bioinformatics and statistical software, in which the project leader has been actively participating. The project provides further insights into forest management and biodiversity conservation planning from the fungal perspective.
projekti periood oli väga edukas. Arendasime seente ja eukarüootide määramismetoodikaid (artiklid Science, MycoKeys ja ISME Journal) ning näitasime, et seente, protistide ja mullaloomade liigirikkus sõltub teatud määral puude liigilisest koosseisust ja puude elurikkusest (ISME Journal).