Beobachtung der Zusammensetzung von Mikrobenpopulationen und ihren natürlichen und induzierten Veränderungen durch Trennung und Darstellung ribosomaler Nukleinsäuresequenzen

Wieland, Gabriele

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-157

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Beobachtung der Zusammensetzung von Mikrobenpopulationen und ihren natürlichen und induzierten Veränderungen durch Trennung und Darstellung ribosomaler Nukleinsäuresequenzen

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In der vorliegenden Arbeit wurde die bakterielle Diversität in den Habitaten Boden, Rhizosphäre und Rizoplane von Luzerne in Gewächshäusern durch Auftrennung amplifizierter eubakterieller 16S rDNA und rRNA-Fragmente anhand der Temperatur Gradienten-Gelelektrophorese (TGGE) untersucht. Ziel war die Analyse des Ausmaßes der Beeinflussung durch eine Inokulation mit dem durch eine luc-Markierung gentechnisch veränderten Sinorhizobium meliloti Stamm L33 - der sich wie der Wildtypstamm verhält - im Vergleich zu der natürlichen Variabilität der bakteriellen Gemeinschaft in Abhängigkeit der Faktoren Pflanzenart, Bodentyp und zeitliche Entwicklung der Pflanze. Hierzu wurden die TGGE-Muster der bakteriellen Gemeinschaften von Roggen, Bohne und Klee verglichen mit denen von Luzerne, die in drei verschiedenen Bodentypen angezogen und zu verschiedenen Wachstumsphasen geprobt wurden. Anhand von Clusteranalysen zeigte sich, daß in der Bodenfraktion der Bodentyp den größten Einfluß auf die bakterielle Gemeinschaft hatte, während in der Rhizosphäre und Rhizoplane der Pflanzenfaktor dominierte. Die durch eine Inokulation mit S. meliloti L33 bedingten Veränderungen lagen in der selben Größenordnung wie die zeitliche Variabilität der bakteriellen Gemeinschaft in Abhängigkeit des Pflanzenwachstums. Diese Veränderungen waren aber deutlich geringer als die durch den Bodentyp oder die Pflanzenart bedingten Effekte. Anhand der Verwendung eines spezifischen TGGE-Primers konnte jedoch in einem Bodentyp eine stärkere Beeinflussung durch eine Inokulation bei zu L33 verwandten Rhizoplanebakterien (Verwandtschaft zu S. meliloti und Rhizobium leguminosarum) aufgezeigt werden.

The bacterial diversity and population dynamics in the bulk soil, rhizosphere and rhizoplane of alfalfa grown in greenhouses was studied by temperature gradient gel electrophoretic (TGGE) analysis of amplified 16S rDNA and 16S rRNA-fragments using eubacterial specific primers. The aim of this study was to analyse effects of an inoculation of the luc-marked genetically engineered Sinorhizobium meliloti strain L33 - which caused change comparable to those by the unmodified wild-type strain - on the microbial community and to compare these effects with the variability of microbial communities due to the factors crop species, soil origin and plant development. Therefore, TGGE-pattern of the microbial communities of rye, bean and clover were compared to those of alfalfa - cultivated in three different soil types and at different plant growth stages. Cluster analysis of the pattern indicated that in the bulk soil, the most important factor affecting the microbial community was the soil type, while in rhizosphere and rhizoplane the plant species became the most important factor, followed by the soil type. Shifts in the microbial community of alfalfa due to the inoculation with S. meliloti L33 were in the same order of magnitude as the temporal dynamic of the community due to plant development. In all examined habitats, these shifts were clearly minor compared to the effect of crop species and soil origin. By using a specific TGGE-primer, a stronger influence of rhizoplane bacteria closely related to the inoculated strain - namely sequences related to S. meliloti and Rhizobium leguminosarum - could be detected in case of an inoculation in one soil type.