Terrestrische Habitate

Buche (Fagus sylvatica), Fichte (Picea abies), Pappel (Populus nigra) und Kiefer (Pinus sylvestris)

Die Baumproben werden in naturnahen Habitaten wie zum Beispiel dem Nationalpark Berchtesgaden, in urbanen Räumen wie beispielsweise in Leipzig und in landwirtschaftlich geprägten Gegenden wie in Scheyern (nördlich von München) gesammelt, um unterschiedliche Expositionsarten und -intensitäten abzudecken. Die Probenahmestandorte verteilen sich dabei über ganz Deutschland und sind im Detail auf der Seite der Umweltprobenbank einzusehen ( www.umweltprobenbank.de).

Innerhalb jedes Probenahmegebietes werden insgesamt 15-20 Bäume beprobt. Jeweils drei bis vier Äste des äußeren Kronenbereiches werden entnommen und am Boden im Hinblick auf erkennbare Fraßmuster durch Insekten, Fremdauflage und Fruktifikationsgrad genauer unter die Lupe genommen. Erst dann erfolgt das Abschneiden einzelner Blätter oberhalb des Stiels mit sterilen Scheren über einer Edelstahlwanne. Bei Nadelbäumen werden die einjährigen Triebe abgeschnitten. Pro Baum wird eine festgelegte Menge an Blättern/einjährigen Trieben im Edelstahlgefäß abgewogen. Die so entstehende Mischprobe aus Blättern/einjährigen Trieben von allen 15-20 ausgewählten Bäumen wird über Flüssigstickstoff eingelagert. Für die biometrische Charakterisierung werden pro Baum 25 Blätter/einjährige Triebe in eine Papiertüte gepackt.

An der Universität Trier wurden im Rahmen einer Dissertation und mehren Masterarbeiten bereits umfassende Untersuchungen zu den mit den Blatthomogenaten (Rotbuche, Fichte, Kiefer, Pyramidenpappel) assoziierten Arthropoden-Gemeinschaften vorgenommen. DNA-Spuren dieser Tiere können, mittels Metabarcoding, aus den Homogenaten isoliert werden. Im Rahmen des Arbeitspaketes, soll das Protokoll weiter optimiert werden, um eine noch wesentlich umfassendere Rekonstruktion von Arthropodengenmeinschaften in Baumkronen zu ermöglichen. Zusätzlich werden die bereits an der UT generierten Daten zu Arthropoden-Gemeinschaften genutzt, um die genetische Variation innerhalb einzelner Arten zu charakterisieren. Insgesamt wird ein COI Amplikon für 400 Proben von allen UPB Standorten und allen vier Baumarten sequenziert. Die Proben überspannen eine Zeitreihe von 1985-2020.

 

Regenwurm (Lumbricus terrestris/Aporrectodea longa)

Der Regenwurm wird an insgesamt 4 Standorten in Deutschland in regelmäßigem Abstand in den Herbstmonaten beprobt. Die Art Aporrectodea longa wird am Standort Belau beprobt und Lumbricus terrestris an den Standorten Leipzig, Scheyern und im Saartal. Mithilfe eines Generators und zwei daran angeschlossenen Elektrodenreihen, die zickzackförmig und einander gegenüber in den Boden gesteckt werden (s. Foto u.l.), wird Wechselstrom in die Erde geleitet, der die Regenwürmer zur Erdoberfläche treibt. Pro Standort wird eine festgelegte Menge an geschlechtsreifen Würmern der Zielart abgesammelt und in Petrischalen überführt (u.r.).

Regenwürmer sind mit einem komplexen Mikrobiom assoziiert und verfugen mit der Gattung Verminephrobacter, über eine koevolvierte, symbiotische Bakterienart. In diesem Arbeitspaket wird das Wurm-assoziierte Mikrobiom im Detail mittels Amplikon Sequenzierung charakterisiert. Der Wurmkot repräsentiert den Darminhalt des Wurmes und ermöglicht es, eng mit dem Wurm assoziierte Bakterien von Umweltbakterien zu unterscheiden. Insgesamt werden 90 Homogenate von sechs Standorten untersucht, die eine Zeitreihe von 1990-2019 umfassen. Zusätzlich soll vergleichend der Kot von 45 Homogenaten untersucht werden. Der Fokus liegt auf dem bakteriellen Mikrobiom, daher wird nur ein 16S Amplikon für jede der 90 Wurmproben und 45 Kotproben generiert.

Ein Gesamtgenom des Regenwurms wird assembliert und Genome von 50 Homogenatproben aus sechs Probenahmeflachen mittels Shotgun Sequenzierung sequenziert (‘Poolseq’). Darauf basierend werden genetische Veränderungen in Regenwurm Populationen identifiziert. Die Proben bilden eine Zeitreihe von 1990-2019 ab.

Bodenproben

Bodenproben beinhalten sowohl Makroorganismen, wie Arthropoden und Nematoden, als auch diverse mikrobielle Gemeinschaften. Diese Gemeinschaften sollen mittels Metagenomik charakterisiert werden. Dazu wird 22 genomische DNA über Shotgun Sequenzierung sequenziert (SGN, 55 Homogenate, 12 Standorte, 2002-2018).