Odziv rastlinskih korenin in mikoriznih gliv na talo hipkosijo

Biodiverziteta talnih mikroorganizmov je v veliki meri nepoznana, vendar na njej temeljijo ključne ekosistemske storitve tal kot so razgradnja organske snovi, biogeokemično kroženje esencialnih mikrohranil in mineralov ter ohranjanje strukture tal. V predmetnem projektu predlagamo študijo diverzitete, ekologije in funkcije talnih gliv v tleh z ekstremnim, lokaliziranim abiotskim stresom, hipoksijo (pomanjkanje O2). Naravni izviri CO2 ali mofete so naravni ekosistem, kjer prihaja do takih razmer. Tu se pojavljajo dolgotrajne spremembe v koncentraciji talnih plinov (visoka koncentracija CO2 in hipoksija) zaradi izhajanja geološkega CO2. Talna hipoksija je sicer pogost pojav, prisoten tudi v tleh, nasičenih z vodo in poplavljenih tleh.

Arbuskularne mikorizne (AM) glive so endosimbionti v rastlinskih koreninah in splošno razširjena funkcionalna skupina talnih mikroorganizmov. Znano je, da imajo pomembno vlogo pri preskrbi rastlin z mineralnimi hranili in vodo in vplivajo na njihovo rezistenco ob napadu patogenov. Še vedno ni jasno, kateri dejavniki okolja strukturirajo združbe AM gliv v naravi. Naše predhodnje študije so pokazale, da se v hipoksičnih tleh sestava AM združbe drastično spremeni. Z uporabo metagenetskih pristopov (GS FLX Titanium, 454 Life Sciences Roche) bomo tako ugotavljali, če so glive, ki so na območjih mofet prisotne v hipoksičnih tleh dejansko novi, genetsko adaptirani ekstremofilni taksoni ali predstavljajo le skupino sicer redkih taksonov, prisotnih v okoljskih kontrolnih populacijah. Poleg raziskav arbuskularne mikorize bomo v okviru predmetnega projekta identificirali in izolirali tudi potencialne nove vrste gliv iz drugih, ne-mikoriznih skupin, s poudarkom na temnih septiranih endofitih (DSE).

Funkcionalni vidik odziva korenin in talnih gliv na hipoksijo bomo raziskali z meritvami biomase korenin in gliv, identificirali pa bomo tudi pomen glivne poti privzema mineralnih hranil za rastline, izpostavljene hipoksije. V ta namen bomo raziskovali energijski metabolizem (tok ogljika skozi centralne presnovne poti) pri koreninah in glivah, merili pa bomo tudi privzem fosfatov v koreninah. Raziskave bomo izvedli z meritvami aktivnosti nekaterih ključnih encimov, ki sodelujejo pri glikolizi in dihanju ter meritvemi koncentracije adenozin trifosfata (ATP) v koreninah in glivnih tkivih. Slednje bomo merili z biokemijskimi pristopi, za meritve aktivnosti transporterjev fosfata v mikoriznih in nemikoriznih koreninah bomo uporabili molekulske metode.