Der Postdoktorand Joe Edwards und die Doktorandin Sarah Love, beide an der Abteilung für Ökologie und Evolutionsbiologie der University of Tennessee in Knoxville, haben in diesem Frühjahr veröffentlichte Ergebnisse veröffentlicht, die anderen Forschern viel Zeit und Energie bei der Lagerung von Bodenproben für später sparen können Untersuchung ihres mikrobiellen Gehalts.
Die Arbeit erscheint im Tagebuch Bodenbiologie und Biochemie.
Die bevorzugte Methode zur Lagerung von Bodenproben für die Untersuchung von Mikroben besteht seit langem darin, sie einzufrieren, um die DNA für Studien intakt zu halten, die möglicherweise noch Jahre später Informationen extrahieren müssen. Der Nachteil besteht darin, dass diese Gefriergeräte mit Strom versorgt werden müssen und dass für deren Unterbringung die erforderlichen Einrichtungen vorhanden sein müssen.
Edwards und Love untersuchten eine Vielzahl von Bodenproben. Ihre Analyse zeigt, dass unter gekühlten oder luftgetrockneten Bedingungen gelagerter Boden noch viele Jahre lang die erforderlichen Informationen zum Verständnis der Zusammensetzung und Struktur der Mikrobengemeinschaft speichern kann.
„Wir wollten zeigen, dass diese luftgetrockneten Böden immer noch nützlich für das Verständnis der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden sind“, sagte Edwards. „Wir verwenden getrocknete Bodenmikroben aus einer archivierten nationalen Datenbank, um langfristige, kontinentweite räumliche Muster in Pilzgemeinschaften zu untersuchen und diese mit Waldzählungsdaten aus all diesen Parzellen zu vergleichen.“
Diese Bodendatenbank speichert die Geschichte der ökologischen Veränderungen in einem Gebiet über lange Zeiträume. Forscher wollen diese Böden mit relativ neuen Methoden untersuchen, um eine Zeitleiste der ökologischen Veränderungen bei Pilzen auf mikrobieller Ebene zu erstellen.
„Diese mikrobielle Sequenzierungstechnologie gibt es vielleicht erst seit etwa 10 bis 15 Jahren“, sagte Edwards. „Wir haben keine sehr langfristigen Verlaufskurven für diese Mikrobiome. Das Coole an diesen Archiven ist, dass sie mehr als einmal beprobt wurden, also haben wir mehrere Neubeprobungen. Wir können sehen, wie sehr sich diese Gemeinschaft im Laufe der Zeit verändert und erhalten.“ historische Muster für sie, was wirklich niemand bisher getan hat.
Die von Edwards und Love gefundenen Ergebnisse zeigen, dass trocken gelagerte Bodenproben äußerst nützlich sein können, um zu untersuchen, wie sich Bodeneigenschaften und Pilzgemeinschaften über längere Zeiträume, möglicherweise bis zu Jahrzehnten, verändern.
„Was wir in der Studie sagen, ist ein wenig differenziert“, sagte Edwards. „Es ist uns gelungen, die Umweltvarianz beizubehalten, die in der mikrobiellen Gemeinschaft erklärt wurde. Die Methode ist nicht ganz so zuverlässig, wenn man nur versucht, bestimmte Pilzarten über einen bestimmten Zeitraum hinweg zu verfolgen. Aber um allgemeine Muster in der Vielfalt und Zusammensetzung der Gemeinschaften zu untersuchen, ist sie nützlich. Wir können uns ein gutes Bild von der Gesamtform dieser Gemeinschaften machen, während sie sich über Raum und Zeit verändern.“
Die Kenntnis der Zuverlässigkeit der verfügbaren archivierten Informationen kann zukünftigen Forschern helfen, zu wissen, dass ihre Proben ihnen die genauen Daten liefern, die sie benötigen.
Edwards und Love werden die Erkenntnisse selbst auf die nächste Phase ihrer eigenen Bodenforschung anwenden: die Sequenzierung Tausender luftgetrockneter Böden aus dem ganzen Land. Die gefundenen Informationen können wichtige neue Erkenntnisse über langfristige, globale Veränderungsmuster liefern.
Mehr Informationen:
Joseph D. Edwards et al.: Andere Methoden zur langfristigen und kurzfristigen Lagerung von Böden als das Einfrieren können für die DNA-basierte Analyse der mikrobiellen Gemeinschaft nützlich sein. Bodenbiologie und Biochemie (2024). DOI: 10.1016/j.soilbio.2024.109329