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Einleitung
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Enzyme sind an allen biologischen Prozessen beteiligt und spielen besonders auch in der Mykorrhizosphäre eine wichtige Rolle in Nährstoffmobiliserung und -aufnahme, sowie bei der Pathogenabwehr.
In Bodenproben der SFB-Versuche A6, B5, B10, B12 und im Kranzberger Forst wurden Aktivitäten verschiedener Enzyme, die für Soffumsätze, Pflanzenernährung oder Pathogenabwehr wichtig sind untersucht. Dabei wurde insbesondere verfolgt, wie sich Enzymaktivitäten unter verschiedenen Versuchszenarien (Ozon, Kohlendioxid, Pathogen) ändern.
Mit einer neu entwickelten Methodik, die es erlaubt sehr geringe Probenmengen zu untersuchen, wurden Enzymaktivitäten von einzelnen Mykorrhizaspitzen, Bodenproben aus der Mykorrhizosphäre und in Mikrosaugkerzenlösungen gemessen. Alle ausgewählten Enzyme sind in Waldböden und der Streuschicht ökologisch relevant: N-Acetylglucosaminidase (Chitinabbau, Pathogenabwehr), ß-Glucosidase und Cellobiohydrolase (Celluloseabbau), Phosphatase (Mobilisierung von organisch gebundenem Phosphat) und entsprechend weit verbreitet.
In den aus der ersten Phase fortgeführten Studien zum wechselseitigen Einfluss des Bodens und der Rhizosphärenmikroflora wurde der spezifische Einfluss der Mykorrhizosphäre auf die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft untersucht. Dazu wurden in situ Hybridisierungen mit fluoreszenzmarkierten Oligonukleotidsonden und einer allgemeinen DNA-Färbung (DAPI) sowie LSM-Studien durchgeführt.
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Ergebnisse
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Einfluss von Ozon auf Enzymaktivitäten in der Mykorrhizosphäre von Buchen und Fichtenjungpflanzen
Alle 4 gemessenen Enzymaktivitäten sind in den Bodenproben aus den erhöhten Ozonvarianten bei der ersten Beprobung des Versuchs im ersten Jahr der Ozonbehandlung deutlich erhöht.
Mit Ausnahme der ß-Glucosidase sind die Enzymaktivitäten in der Mykorrhizosphäre der Fichte höher als bei der Buche.
Oberirdisch erhöhte Ozonkonzentrationen bewirken also Veränderungen im Boden. Somit bestätigt sich unsere Ausgangshypothese.
Abb 1: Enzymaktivitäten in Bodenproben aus der Mykorrhizosphäre im GSF-Phytotron Experiment B5>
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Enzymaktivitäten von 4 häufig im Kranzberger Forst vorkommende Mykorrhizaarten (Piloderma croceum, Cortinarius obtusus, Xerocomus cf. chrysenteron, Lactarius subdulcis)
Die 4 Ektomykorrhizaarten zeigen unterschiedliche Enzymaktivitäten in Abhängigkeit vom Substrat.
L. subdulcis hat deutlich höhere Phosphatase- und Chitinaseaktivitäten als die anderen Arten.
Im Freiland, wo eine Vielzahl unterschiedlicher Ektomykorrhizapilze die Feinwurzeln besiedeln muss diese Diversität bei der Beurteilung von Auswirkungen von Ozonstress berücksichtigt werden.
Abb 2: Enzymaktivitäten verschiedener Ektomykorrhiza Arten aus dem Kranzberger Forst
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Bakteriengemeinschaften in der Mykorrhizosphäre
Die bakterielle Besiedlung verschiedener Mykorrhizaarten unterscheidet sich deutlich in Abhängigkeit vom Pilzpartner und weist im Vergleich zu Bakterien in anderen Habitaten (z.B. im freien Boden) einen hohen Anteil aktiver Zellen auf.
Auch dieses Ergebnis weist auf eine hohe funktionelle Diversität in Waldböden hin, die durch die unterschiedlichen Pilzpartner mit geprägt ist.
Die folgende Tabelle zeigt deutlich unterschiedliche Zellzahlen (in tausend pro mm2) im Bereich des Hyphenmantels verschiedener Mykorrhizaarten (DAPI=alle Zellen, EUB=aktive Zellen).
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| species | date | DAPI | EUB | DAPI:EUB |
| T. submollis | Nov 02 | 20.2 | 9.1 | 2.2 |
| Mar 03 | 9.2 | 4.2 | 2.2 |
| P. croceum | Nov 02 | 7.1 | 3.5 | 2.0 |
| | Mar 03 | 3.9 | 3.4 | 1.2 |
| | Apr 03 | 20.7 | 14.4 | 1.4 |
| L. subdulcis | Nov 02 | 92.2 | - | - |
| | Apr 03 | 142.8 | 114.4 | 1.3 |
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