Επίδραση της μικρής κλίμακας ετερογένειας του εδάφους στη δομή της εδαφικής βιοκοινότητας των μυκήτων
Creators: name: Μολά, Μαγκδή Βεντάτ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Μικροβιακή βιογεωγραφία
Εδαφικοί μύκητες
Χωρική κατανομή
Microbial biogeography
Soil fungi
Spatial distribution

description: Tα πρότυπα χωρικής κατανομής των οργανισμών αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα αντικείμενα έρευνας για το επιστημονικό πεδίο της Οικολογίας. Ερευνητικές προσεγγίσεις και αναλυτικές μέθοδοι που παραδοσιακά χρησιμοποιούνται για την έρευνα των χωρικών προτύπων των ζώων και των φυτών δεν μπορούν να εφαρμοστούν στην περίπτωση των μικροοργανισμών λόγω του μικροσκοπικού μεγέθους και της περιορισμένης δυνατότητας διασποράς τους. Ως εκ τούτου, ένα από τα σημαντικά ζητήματα για τη μελέτη της μικροβιακής βιογεωγραφίας είναι η χωρική κλίμακα δειγματοληψίας, η οποία θα πρέπει να είναι αντίστοιχη της οικολογίας των μικροοργανισμών. Συνεπώς, είναι απαραίτητος ο διαμερισμός των δειγματοληπτικών επιφανειών μεγάλης κλίμακας σε μικρότερες πολλαπλές επιφάνειες για τη μελέτη των χωρικών προτύπων των εδαφικών μικροοργανισμών. Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες, τα βιογεωγραφικά πρότυπα μεγάλης κλίμακας που εμφανίζουν οι εδαφικοί μικροοργανισμοί είναι ουσιωδώς διαφορετικά από αυτά για τους υπέργειους οργανισμούς. Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής ήταν η μελέτη της χωρικής κατανομής των μυκήτων του εδάφους σε μικρής κλίμακας δειγματοληπτικές επιφάνειες λιβαδικών οικοσυστημάτων. Για το σκοπό αυτό συλλέχθηκαν εδαφικά δείγματα από λιβαδικά συστήματα της Ελλάδας, της Ισπανίας και της Γερμανίας, από περιοχές οι οποίες παρουσιάζουν διαφοροποίηση κυρίως ως προς τα ετήσια επίπεδα βροχόπτωσης, έτσι ώστε να μελετηθεί και η επίδραση αυτής της μεταβλητής στη χωρική κατανομή των μυκήτων. Το δειγματοληπτικό σχέδιο που εφαρμόσθηκε για τη μελέτη της χωρικής κατανομής των μυκήτων χαρακτηρίζεται από λεπτομερή δειγματοληψία που πραγματοποιήθηκε στις επιλεγμένες επιφάνειες εδάφους (44 δείγματα ανά δειγματοληπτική επιφάνεια προσαρμοσμένα σε τετράγωνο 6 x 6 m2). Η ανάλυση της μικροβιακής κοινότητας των μυκήτων πραγματοποιήθηκε με την αλληλούχιση του γενετικού τόπου ITS με την τεχνολογία Illumina MiSeq. Η χωρική κατανομή των μυκήτων στα λιβαδικά συστήματα παρουσίασε μεγαλύτερη διασπορά (overdispersed) απ’ ότι θα αναμέναμε από μια τυχαία χωρική κατανομή και ήταν εντονότερη στις περιοχές με τη χαμηλότερη ετήσια βροχόπτωση. Η διασπορά των μυκήτων ήταν σημαντικά μεγαλύτερη όταν αυτή μελετήθηκε στην μικρότερη χωρική κλίμακα ανάλυσης (1 m) σε σχέση με τις μεγαλύτερες κλίμακες. Η χωρική κατανομή διαφοροποιήθηκε και ως προς τα φύλα των μυκήτων με τα μέλη των Mucoromycota και Mortierelomycota να παρουσιάζουν τη μικρότερη και μεγαλύτερη χωρική διασπορά, αντίστοιχα. Τέλος, η χωρική διασπορά των μυκήτων ήταν μικρότερη στις περιοχές με μέση και υψηλή ετήσια βροχόπτωση υποδηλώνοντας την σπουδαιότητα του νερού στην ρύθμιση της δομής των μικροβιακών κοινοτήτων στα λιβαδικά οικοσυστήματα
description: Biogeographical patterns and spatial distribution of organisms have always been an important topic for ecologists. Due to their microscopic size and their limited dispersal ability, soil microorganisms are unsuitable organisms to work with using analytical approaches that have been traditionally applied when used to investigating plants and animals. One of the issues of concern in microbial biogeography studies is the spatial scale of sampling; it is desirable to introduce replication at a finer spatial resolution. Splitting large-scale sampling regions into smaller multiple compartments can reveal spatial and distribution patterns of microscopic organisms. Recent studies propose that large-scale biogeographical patterns observed for soil microorganisms are fundamentally different from those observed for aboveground macroorganisms. In the current study, I used soil samples that originated from grassland sites in Greece, Germany and Spain, all aligned across a precipitation gradient. Soil fungal communities were accessed by the amplification of the ITS gene region using paired-end Illumina MiSeq sequencing. I used a high spatial resolution (44 samples per plot defined of a 6 x 6 m2 quadrat) to investigate the spatial distribution of soil fungi at small-scales plots. The spatial distribution of soil fungi in the grasslands was more overdispersed than expected by chance alone and more pronounced in the temperate sites of the study. Spatial overdispersion was significantly greater when I worked at small spatial resolution (i.e. 1 m) than at larger spatial scales and varied across fungal phyla with Mucoromycota and Mortierelomycota being the most randomly distributed and the most spatially overdispersed phyla, respectively. Fungi in the mesic sites of the study were less overdispersed indicating the important role of precipitation and water availability in regulating the structure of soil microbial communities