|
|
Structure and function of bacterial communities during succession on dead plant biomass
Tláskal, Vojtěch ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Marečková, Markéta (oponent)
Rozklad odumřelé rostlinné biomasy se významnou měrou podílí na koloběhu uhlíku a je tak jedním z klíčových procesů probíhajících v lesích mírného pásu. Zatímco role hub při rozkladu opadu a dřeva byla opakovaně zkoumána, jen málo studií se zabývalo bakteriemi asociovanými s rozkládající se rostlinnou biomasou. Vývoj bakteriálního společenstva asociovaného se stromovým opadem je pravděpodobně způsoben změnami v chemickém složení opadu a dostupností živin. Aktivita hub značně přispívá ke změnám v substrátu a tím je ovlivněno také bakteriální společenstvo. Dostupnost živin se mění v průběhu rozkladu biomasy, na počátku jsou snadno dostupné lehce rozložitelné látky, zatímco později jsou rozkládány odolnější sloučeniny (např. lignin). Bakteriální kolonizace mrtvého dřeva je ovlivněna řadou faktorů, jako například místně specifické klimatické podmínky, druh stromu, objem dřeva. Cílem této práce bylo popsat dynamiku bakteriálního společenstva během dvouletého rozkladu stromového opadu a odumřelého dřeva. V opadovém experimentu bylo bakteriální společenstvo analyzováno v živých, odumírajících a rozkládajících se listech dubu zimního (Quercus petraea). Experiment probíhal v přírodní památce Xaverovský háj v České republice. Experiment s odumřelým dřevem byl zaměřen na složení bakteriálního společenstva v...
|
|
|
Vegetation of post-mining sites determines soil microbial community structure and soil processes
Urbanová, Michaela ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Bárta, Jiří (oponent) ; Chroňáková, Alica (oponent)
Vegetace na těžebních lokalitách určuje strukturu půdního mikrobiálního společenstva a průběh půdních procesů Mgr. Michaela Urbanová Abstrakt Cílem této dizertační práce, kterou tvoří čtyři publikované články, bylo popsat vliv vegetace na půdní mikrobiální společenstva a procesy v de novo se vyvíjejícím půdním substrátu hnědouhelných výsypek v okolí Sokolova. Hlušina - půdní jílovitý substrát, který byl postupně vytěžen z povrchového hnědouhelného dolu, rozvrstven na tzv. výsypkách a plánovaně zalesněn vybranými druhy dřevin nebo ponechán samovolnému zarůstání vegetací - mění během času a pod vlivem přítomné vegetace své biotické a abiotické vlastnosti. Ke změnám vlastností hlušinového substrátu dochází jednak růstem kořenového systému rostlin, ale zejména produkcí rostlinné biomasy, která se po odumření rozkládá a stává se součástí půdy, kde tvoří hlavní složku půdní organické hmoty. Proces rozkladu a transformace odumřelých rostlinných materiálů je zejména funkcí aktivity půdních organismů a mezi nimi především mikroorganismů. Navíc je existence řady z nich na přítomnost rostlin úzce vázána, neboť jsou symbionty rostlin či patogeny. Přesné mechanismy vztahů mezi rostlinami a půdními mikroorganismy a jejich rozsah nám stále zůstávají skryty. Experimentální plochy založené na hnědouhelné výsypce, jež jsou...
|
|
|
Combination of biochemical and high-throughput-sequencing approaches to study the role of Antinobacteria and fungi in the decomposition of plant biomass
Větrovský, Tomáš ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Slaninová Kyselková, Martina (oponent) ; Tomšovský, Michal (oponent)
Odumřelá rostlinná biomasa je klíčovým zdrojem uhlíku v pevninských ekosystémech, a proto je její rozklad významný pro koloběh tohoto prvku na zemi. Mezi nejvýznamnější rozkladače jsou řazeny především houby, a to zejména díky schopnosti produkovat vysoce účinné oxidativní a hydrolytické enzymy. Mnoho současných prací dále ukazuje, že kromě hub mohou být dalšími důležitými rozkladači celulózy a lignocelulózy také bakterie, zejména zástupci kmene Actinobacteria. Tato disertační práce je zaměřena na zhodnocení role hub a aktinobakterií při rozkladu odumřelé rostlinné biomasy. V rámci jejího řešení byly nejdříve zkoumány mechanismy tohoto rozkladu, týkající se především rozkladu hlavních komponent lignocelulózy: celulózy, hemicelulóz a ligninu, pomocí extracelulárních enzymů. U saprotrofní houby Fomes fomentarius byl důkladně popsán enzymový aparát a to jak in vitro, tak in vivo. Schopnost produkce hydrolytických enzymů byla dále testována u aktinobakterií izolovaných z půdy a u vybraných kmenů byly provedeny experimenty sledující osud polysacharidů a ligninu v průběhu jejich dekompozice. Aby bylo možno objasnit úlohu rozkladačů lignocelulózy v komplexních prostředích, jako je půda, bylo zkoumáno jejich zastoupení ve společenstvech hub a bakterií se speciálním zaměřením na aktinobakterie. K dosažení...
|
|
|
Změny struktury a funkce společenstva hub v půdním prostředí po ukončení toku asimilátů u smrku ztepilého (Picea abies)
Charvátová, Markéta ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Mrnka, Libor (oponent)
V průběhu dekompozice rostlinné biomasy dochází ke změně složení společenstva hub, které mají zásadní význam v rozkladu organické hmoty na základě produkce svých extracelulárních enzymů. V důsledku značné heterogenity půdního prostředí je zastoupení hub a aktivita jejich enzymů různá a specifická pro jeho jednotlivé komponenty. Práce byla zaměřena na význam hub asociovaných s kořeny smrku ztepilého (Picea abies). Pro experiment byl vybrán lesní porost s převahou smrku ve Školním lesním podniku Křtiny na Moravě. Cílem bylo porovnat složení společenstva hub v kořenech, rhizosféře a půdě a popsat jeho postupný vývoj po ukončení toku asimilátů v důsledku vykácení porostu. Dalším úkolem bylo kultivovat, popsat a charakterizovat společenstvo hub rozkládající kořeny po 5 a 9 měsících. Identifikace izolátů proběhla na základě izolace houbové DNA a následné sekvenace. Na základě detekce enzymatické aktivity byly stanoveny degradační schopnosti izolátů pro lignocelulózový komplex rostlinné biomasy. Složení společenstva hub bylo popsáno pomocí sekvenace environmentální DNA na platformě Illumina. Před ukončením toku asimilátů, u živých stromů, patřilo zástupcům ektomykorhizních (ECM) hub 60 % sekvencí. První rok po ukončení toku asimilátů byl pozorován nárůst saprotrofů, zástupců především z pododdělení...
|
|
|
Houby asociované s tlejícím dřevem v temperátních lesích
Štercová, Lucie ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Zikánová, Blanka (oponent)
Dřevokazné houby jsou důležitou součástí všech lesních ekosystémů. Na jejich činnosti je závislá řada dalších organismů, které využívají látky produkované během tlení dřeva. Enzymy, které dřevo rozkládají, představují pro houby nepostradatelný nástroj při přeměně strukturních látek dřeva, až na vodu a oxid uhličitý. To z nich dělá esenciální součást koloběhu uhlíku v přírodě. Dynamika společenstva hub na tlejícím dřevě je určena spektrem abiotických a biotických faktorů. Variabilita mikroklimatických podmínek, rozdíly ve vlhkosti dřeva a plynném režimu jsou určujícími stresovými faktory, které vymezují přítomnost druhů adaptovaných na takové podmínky. Důležitým faktorem, díky kterému se dá částečně predikovat složení společenstva, je stupeň rozložení dřeva a historie výskytu druhů na daném susbtrátu. Dalším ukazatelem, který může částečně vysvětlovat složení společenstva je způsob odumření stromu a typ tlejícího substrátu. Vývoj společenstva navazuje od primárních kolonizátorů, s vysokou tolerancí k nepříznivým podmínkám, přes sekundární kolonizátory, kteří mají schopnosti získat substrát nad primárními kolonizátory, ale vyžadují stabilnější mikroklimatické podmínky, až po pozdní kolonizátory, kteří jsou adaptovaní na stresové faktory v podobě nedostatku živin. Klíčová slova : Houby, tlející dřevo,...
|
|
|
Cellulolytic fungi and their diversity on plant litter
Gálová, Diana ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Kolařík, Miroslav (oponent)
Rozklad opadu si vyžaduje prítomnosť zodpovedajúcich degradačných enzýmov, ktorých dobrými producentmi sú práve huby. Lesné pôdy vykazujú značnú mieru heterogenity v rozložení týchto enzýmov v rôznych merítkach. Navyše produkcia degradačných enzýmov sa mení v priebehu roka. Obvykle ju sprevádza i zmena spoločenstva húb. V tejto práci som sa zaoberala rozložením enzymatickej aktivity na povrchu jednotlivých listov z opadu a zaujímal ma rozdiel v zložení spoločenstiev osídľujúcich miesta kde prebieha intenzívny rozklad celulózy a miestach s nízkou enzymatickou aktivitou. Ďalším cielom bolo izolovať celulolytické huby pomocou opadových sáčkov s celulózou, umiestnených v lesnom opade, s využitím metódy filtrovania spór a metódy vyrieďovania (dilution-to-extinction). V listnatom lese s dominantným porastom dubu bol odobraný opad v štyroch štádiách rozkladu: senescentné listy z vetvičiek a opad po 2, 10 a 22 mesiacoch dekompozície. Na desiatich listoch z každého druhu opadu bola zmeraná aktivita celobiohydrolázy na ich povrchu. Listy boli prichytené na doštičku s agarom a plocha listu bola pokrytá agarózou obsahujúcou fluorescenčne značenú substrát. Pre každý list bola vytvorená mapa relatívnej enzýmovej aktivity a v miesta s nízkou a vysokou aktivitou bol vyrezaný štvorec o ploche približne 1 cm2 . Z oboch...
|
|
|
Ekofyziologie mikroskopické houby Pseudogymnoascus destructans
Homutová, Karolína ; Kubátová, Alena (vedoucí práce) ; Baldrian, Petr (oponent)
Mikroskopická houba Pseudogymnoascus destructans (Ascomycota: Pseudeurotiaceae) způsobuje nemoc zvanou syndrom bílého nosu (WNS) působící úhyn netopýrů během hibernace. Nemoc se vyskytuje v Severní Americe a v Evropě. Houba je charakterictická asymetricky zakřivenými konidiemi, pomalým růstem a růstem v nízkých teplotách (pod 20 řC). Cílem této studie je vytipovat vlastnosti zodpovědné za unikátní ekologii Pseudogymnoascus destructans pomocí srovnání s ekologicky příbuznými či nepříbuznými patogenními i nepatogenními druhy hub. Tato část zahrnuje studium tolerance k nepříznivým podmínkám a poznání spektra utilizovaných živin (sloučeniny uhlíku, dusíku, fosforu, síry a nutriční elementy). Testování k nepříznivým podmínkám také má pomoci odhadnout potenciál houby se šířit mimo jeskyně. Posledním cílem je vyvinutí selektivního izolačního média pro P. destructans. Vliv nepříznivých podmínek (např. UVA, UVA s UVB, 25 řC, 30 řC, 37 řC a nedostatek vzdušné vlhkosti) byl testován fluorescenčním značením propidium jodid (PI) prostřednictvím průtokové cytometrie. Spory P. destructans a tří izolátů hub z podzemních nebyly životaschopné po 3 týdnech uchovávání v 37 řC. Další nepříznivé podmínky nezpůsobovaly výrazný pokles životaschopnosti nebo způsobily výraznější pokles životaschopnosti jen u některého...
|
|
|
Ekologie hub, asociovaných s tlejícím dřevem v ekosystémech přirozených lesů
Zrůstová, Petra ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Tlející dřevo hraje důležitou roli v lesním ekosystému z hlediska koloběhu uhlíku a živin, regenerace lesa a uchování biodiverzity. Poskytuje prostorové niky a potravní zdroje značnému množství hub, bakterií, bezobratlých a dalším organismům. Ligninocelulóza dřeva představuje velmi odolný a obtížně rozložitelný materiál, jehož dekompozice se účastní hlavně vláknité houby. Složení houbového společenstva se mění v průběhu dekompozice, ale vztah mezi kvalitativními vlastnostmi substrátu a společenstvem dekompozitorů není zdaleka objasněn. Tato práce je zaměřena na komplexní popis houbového společenstva tlejícího dřeva vzhledem k druhu stromu, stádiu rozkladu, objemu a fyzikálně-chemickým vlastnostem dřeva jako je pH, obsah uhlíku a dusíku. Pro charakterizaci houbového společenstva byly použity sekvenační metody nové generace - 454- pyrosekvenování a sekvenování na platformě Illumina MiSeq. Druh stromu, objem dřeva (větve, kmeny) a délka tlení byly hlavními proměnnými vysvětlujícími rozdíly ve složení společenstev. Počáteční kolonizace houbami byla rychlejší u větví nežli u kmenů - svědčily o tom vyšší hodnoty enzymových aktivit a vyšší obsah houbové biomasy. Se změnou společenstva hub v průběhu dekompozice se měnily i fyzikálně-chemické vlastnosti dřeva a hodnoty enzymových aktivit. Se stoupajícím...
|
|
|
Molecular biology of soil fungi participating in litter decomposition in forest ecosystems
Voříšková, Jana ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Gryndler, Milan (oponent) ; Koukol, Ondřej (oponent)
V lesních ekosystémech vstupuje významná část uhlíku do půdy ve formě rostlinného opadu. Dekompozice opadu a půdní organické hmoty je proto důležitým procesem ovlivňujícím bilanci živin a toky uhlíku v půdě. Houby jsou v terestrických ekosystémech pokládány za nejvýznamnější rozkladače a to díky své schopnosti produkovat řadu extracelulárních enzymů, které jim umožňují rozkládat biopolymery. I když houby zastávají klíčovou roli v procesu dekompozice, jen málo je známo o struktuře a diverzitě jejich společenstev a jejich přesná funkce v lesních půdách zůstává mnohdy nejasná. Tato disertační práce byla zaměřena na charakterizaci houbových společenstev v lesních půdách a jejich schopností týkajících se dekompozice rostlinného opadu. Součástí této práce bylo vypracovat metodiku pro podrobnou analýzu komplexních mikrobiálních společenstev a využít ji pro analýzu environmentálních vzorků. Dále se podařilo kvantifikovat diverzitu genu pro exocelulázu v půdním vzorku. Výsledky této práce ukázaly, že struktura mikrobiálního společenstva se liší mezi horizonty lesního půdního profilu. Významné rozdíly ve složení společenstva byly pozorovány mezi DNA a RNA komunitou navzdory jejich podobné diverzitě. Několik mikrobiálních taxonů vysoce abundantních v RNA vykazovalo jen velmi nízkou abundanci v DNA, což...
|
|
|
Ekologický význam bakterií asociovaných s rostlinným opadem
Tláskal, Vojtěch ; Baldrian, Petr (vedoucí práce) ; Seydlová, Gabriela (oponent)
V lesích mírného pásu představuje rozklad stromového opadu významný přísun uhlíku do půdy. Hlavními hráči při dekompozici opadu jsou houby a bakterie. Zatímco role hub při rozkladu je často studována, jen málo prací se zabývá bakteriemi a jejich úlohou ve společenstvu opadu. Cílem této rešerše je shrnout dostupnou literaturu týkající se procesů a vztahů v bakteriálním společenstvu asociovaném s rostlinným opadem. Jsou diskutovány vlastnosti a charakter substrátů dostupných v rostlinné biomase. Zmíněny jsou směry výzkumu na úrovni genů pro různé enzymy. Do přehledu jsou dále zahrnuty faktory ovlivňující společenstvo, jako je diverzita, prostorové rozmístění a abiotické faktory. Lze předpokládat, že složení společenstva se vyvíjí se změnou chemismu opadu a dostupností živin. Tato dostupnost se v čase snižuje. Na začátku dekompozice jsou utilizovány jednoduché substráty, zatímco ty odolnější jsou rozkládány později za působení specializovaných skupin mikroorganizmů. Zdá se, že během rozkladu se uplatňují hlavně bakterie kmenů Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes a Proteobacteria. Složení bakteriálního společenstva je také nejspíše ovlivňováno jeho interakcemi s houbami. Tato rešerše ukazuje, že bakteriální společenstvo asociované s rostlinným opadem je vysoce komplexní a dynamické díky kombinaci...
|
host ::
RSS.