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Mucilage ist ein gelartiges Polysaccharid, welches von wachsenden Wurzelspitzen sekretiert wird. Sie stellt einen gro\u00c3\u0178en Anteil der Maisrhizodeposite dar und nimmt wichtige physikalisch-chemische Funktionen in der Rhizosph\u00c3\u00a4re wahr, so z.B. eine Erh\u00c3\u00b6hung des Wassergehaltes in der Rhizosph\u00c3\u00a4re. Da die Bodenfeuchtigkeit einen starken Einfluss auf die mikrobielle Aktivit\u00c3\u00a4t hat, ist es wahrscheinlich, dass Mucilage rhizomikrobielle Funktionen reguliert. Auf Grund der hohen Feuchtigkeit und der Funktion als Kohlenstoffquelle bietet Mucilage, wie ein Biofilm, entlang der Wurzeln ein einzigartiges Habitat f\u00c3\u00bcr Mikroorganismen. Bisher fokussierte sich die Mucilageforschung auf physikalische und chemische Eigenschaften in der Rhizosph\u00c3\u00a4re. Die Konsequenzen f\u00c3\u00bcr die rhizosph\u00c3\u00a4rische Mikrobiota und deren Funktionen wurde dabei weitestgehend vernachl\u00c3\u00a4ssigt.<\/p>\n
Meine zentrale Hypotheses ist, dass Mucilage durch durch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften in der Rhizosph\u00c3\u00a4re ein einzigartiges mikrobielles Habitat schafft aus dem essentielle Funktion der Rhizosph\u00c3\u00a4re hervor gehen. Ich werde an der Etablierung einer neuen spezifischen Biomarkermethode zur Quantifizierung von Mucilage im Boden (mit LC-MS und LC-O-IRMS) arbeiten und mit Hilfe von rRNA Sequenzierung die Effekte von Mucilage auf die mikrobielle Aktivit\u00c3\u00a4t aufzeigen. Des weiteren nehme ich an, dass Mucilage entlang der Wurzeln mit anderen rhizosph\u00c3\u00a4rischen Komponenten wie Wasser, Mineralstoffen, Exudaten, der Mikrobiota und der organischen Bodensubstanz wechselwirkt und somit rhizosph\u00c3\u00a4rische Funktionen koordiniert. Meine Hypothese lautet, dass die Wurzelzone in der maximale Exudation stattfindet von Mucilage umgeben ist. Dadurch wird die mikrobielle Aktivierung, welche die Wurzelexudate induzieren, verbessert. Eine Reihe von Methoden werden kombiniert um genannte Hypothesen zu testen, dazu geh\u00c3\u00b6ren die Biomarkeranalyse der Mucilage, Sequenzierung von rRNA und mRNA (Metatranskriptomik) und die stabile Isotopenmarkierung. Diese Methoden werden veranschaulichen wie Mucilage und Exsudate zur Auspr\u00c3\u00a4gung der mikrobiellen Funktionen entlang der Wurzeln von Wildtypen, haarlosen und Benzoxazinoid-freien Maisvariet\u00c3\u00a4ten beitragen. Ich werde im Rahmen meiner Promotion auch versuchen erstmals die Fluoreszenzbildgebung zur Visualisierung von Mucilage (Mucilographie) zu entwicheln und diese mit der rhizosph\u00c3\u00a4rischen Wassergehaltsbildgebung (der Neutronenradiographie), der Rhizodepositvisualisierung (mittels 14C Bildgebung) und der Visualisierung von C und N mobilisierenden enzymatischen Aktivit\u00c3\u00a4ten (mittels Zymographie) zu kombinieren. Die Applikation stabiler Isotope (D2O) in einem Feldexperiment wird die Rolle von Mucilage f\u00c3\u00bcr einen Schl\u00c3\u00bcsselprozesse der Rhizosph\u00c3\u00a4re, n\u00c3\u00a4mlich die Wasseraufnahme aufkl\u00c3\u00a4ren. Im Speziellen soll hier getestet werden, inwiefern unter Wasserknappheit die Mucilage das Austrocknen der Rhizosph\u00c3\u00a4re verhindert und damit sowohl a) den Kontakt \u00e2\u20ac\u201c die hydraulische Verbindung – zum Boden aufrecht erh\u00c3\u00a4lt um weiterhin Wasseraufnahme zu erm\u00c3\u00b6glichen und b) mikrobielle Funktionen wie z.B. die enzymatisch-gesteuerte N\u00c3\u00a4hrstoffmobilisierung aufrecht erh\u00c3\u00a4lt.<\/p>\n
Zusammenfassend wird dieses Promotionsprojekt eine neue Biomarkermethode f\u00c3\u00bcr Mucilage entwickeln und die Mucilographie nutzen, um die Mechanismen, mit denen Mucilage die Funktionen mikrobieller Gemeinschaften und lokaler Wasserfl\u00c3\u00bcsse in der Rhizosph\u00c3\u00a4re beeinflusst, aufzukl\u00c3\u00a4ren. Die zentralen Prozesse der Rhizosph\u00c3\u00a4re werden hierbei, unter der Ber\u00c3\u00bccksichtigung der Wechselwirkungen zwischen rhizosph\u00c3\u00a4rischen Mikroorganismen und ihres durch Mucilage verbesserten Habitats betrachtet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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