Μελέτη της επίδρασης του υψομέτρου στις ριζοσφαιρικές μικροβιακές κοινότητες ενός απειλούμενου είδους της οικογένειας Campanulaceae με την χρήση σύγχρονων μεθόδων αλληλούχισης
Creators: name: Σταγιοπούλου, Ραφαέλα Πέτρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: ριζόσφαιρικές βακτηριακές κοινότητες
Campanulaceae
επίδραση υψομέτρου
rhizospheric bacterial communities
altitude’s impact

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία μελέτησε την επίδραση του υψομέτρου στην ενζυμική δραστηριότητα και στις βακτηριακές κοινότητες της ριζόσφαιρας των Campanula pelviformis και Petromarula pinnata, δύο ενδημικών φυτών της Κρήτης της οικογένειας Campanulaceae τα οποία εμφανίζονται μαζί σε τρία διαφορετικά υψόμετρα. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν τα εδαφικά αβιοτικά χαρακτηριστικά, η εδαφική ενζυμική δραστηριότητα και για τα δύο είδη και επίσης μελετήθηκαν οι ριζοσφαιρικές βακτηριακές κοινότητες και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά τους στο Petromarula pinnata. Παρατηρήθηκε ότι σε αυτά τα δύο απειλούμενα είδη (Τρωτά), το pH και η δραστηριότητα του ενζύμου Ν-ακετυλο γλυκοζαμινιδαση (NAG) αυξάνονται με το υψόμετρο και η δραστηριότητα του ενζύμου β-1,4-γλυκοζιδάση (BG) αυξομειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου. Στην ριζόσφαιρα του Petromarula pinnata κυριαρχούν τα φύλα Proteobacteria, Actinobacteriοta και Cyanobacteria με κυρίαρχο γένος το Bacillus. Παρατηρήθηκε ότι η άλφα και η βήτα ποικιλότητα των βακτηριακών κοινοτήτων δεν διαφοροποιείται με την αύξηση του υψομέτρου αλλά οι ριζοσφαιρικές βακτηριακές κοινότητες έχουν ποιοτικές διαφορές μεταξύ τους. Φαίνεται να υπάρχει μια μεταβολή ως προς τη σύνθεση της βιοκοινότητας στο επίπεδο του φύλου με την αύξηση του υψομέτρου. H δραστηριότητα του ενζύμου NAG σχετίστηκε θετικά με τα περισσότερα επικρατέστερα φύλα, εκτός από τα Cyanobacteria και τα Proteobacteria με τα οποία σχετίστηκε αρνητικά, καθώς και με τα Acidobacteriota με τα οποία δεν είχε κάποια συσχέτιση. Παρομοίως, η δραστηριότητα του ενζύμου BG φάνηκε να σχετίζεται αρνητικά με τα Proteobacteria, τα Chloroflexi και τα Acidobacteriota. Το μεγαλύτερο υψόμετρο ήταν πιο ευνοϊκό για τις ριζοσφαιρικές βακτηριακές κοινότητες του Petromarula pinnata ενώ το χαμηλότερο υψόμετρο ήταν πιο πιεστικό για αυτές. Το pH των τριών υψομέτρων φάνηκε να σχετίζεται θετικά με τα περισσότερα φύλα εκτός από τα Cyanobacteria με τα οποία σχετίζονταν αρνητικά. Η σταθερότητα του υδατικού περιεχομένου και του οργανικού άνθρακα σε όλες τις περιοχές ενδεχομένως φανερώνει και σταθερότητα στις εδαφικές προτιμήσεις των ειδών εστίασης της παρούσας εργασίας, γεγονός που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην δημιουργία καλλιεργητικών πρωτοκόλλων για τα είδη με την περαιτέρω μελέτη των απαιτήσεων τους. Παρατηρήθηκε ότι περισσότερο νάτριο συσσωρεύτηκε σε φυτά παραθαλάσσιων περιοχών και για τα δύο είδη γεγονός που υποδεικνύει γονότυπους με φυσική ανθεκτικότητα στην αλατότητα και επίσης παρατηρήθηκε ότι τα αυτοφυή Campanula pelviformis έχουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις θρεπτικών συγκριτικά με άτομα που έχουν αναπτυχθεί σε συνθήκες εργαστηρίου. Τα αποτελέσματα της παρούσας διπλωματικής εργασίας συμβάλλουν στην ex-situ και in-situ προστασία αυτών των απειλούμενων ειδών και παρέχουν χρήσιμες πληροφορίες για την κατανόηση της επίδρασης του υψομέτρου σε βασικά αβιοτικά χαρακτηριστικά και εδαφικές διεργασίες στην περιοχή της ριζόσφαιρας των απειλούμενων ενδημικών ειδών που μελετήθηκαν στην Κρήτη.
description: The present thesis examined the effect of altitude on the enzymatic activity and the bacterial communities of the rhizosphere of Campanula pelviformis and Petromarula pinnata, two local endemic species of Crete that belong to Campanulaceae family; these species occur together at three different altitudes. In particular, soil abiotic characteristics and soil enzyme activity were studied for both species, while the rhizosphere bacterial communities and their functional characteristics were studied only in Petromarula pinnata. It was observed that in these two threatened species, pH and the N-acetylglucosaminidase (NAG) activity increased with altitude while the β-1,4-glucosidase (BG) activity fluctuated with increasing altitude. The rhizospheric microbial community of Petromarula pinnata was dominated by the phyla Proteobacteria, Actinobacteriota and Cyanobacteria with the dominant genus Bacillus. The alpha and beta diversity of bacterial communities did not vary with increasing altitude but the rhizosphere bacterial communities have qualitative differences between them. There appears to be a change in the composition of the bacterial community at phylum level with increasing altitude. NAG activity was positively associated with most of the predominant phyla, except for Cyanobacteria and Proteobacteria with which was negatively associated, and Acidobacteriota with which had no association. Similarly, BG enzyme activity appeared to be negatively associated with Proteobacteria, Chloroflexi and Acidobacteriota. Higher altitude was more favourable for the rhizosphere bacterial communities of Petromarula pinnata compared to the lower altitude. The soil pH at the three altitudes appeared to be positively correlated with most phyla except Cyanobacteria with which it was negatively correlated. The stability of water content and organic matter across sites potentially reveals stability in the soil preferences of the focus species in this study, a fact that could be used to establish cultural protocols for the species by further study of their requirements. It was observed that more sodium was accumulated by coastal plants for both species, indicating genotypes with natural salinity tolerance and it was also observed that native Campanula pelviformis had higher nutrient concentrations compared to plants grown in laboratory conditions. The results of this thesis contribute to the ex-situ and in-situ protection of these threatened species and provide useful information for understanding the effect of altitude on basic characteristics and soil processes in the rhizosphere of the threatened endemic species studied in Crete.