Die Bedeutung pflanzengenetischer Diversit\u00e4t f\u00fcr \u00f6kologische Interaktionen<\/p>\n
The effects of intraspecific functional diversity on plant-herbivore-microbe interactions in <\/strong>white clover <\/strong>(Trifolium repens<\/em> L.)<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/p>\n Short summary:<\/strong><\/p>\n Variation in plant functional traits drives processes that modify biotic interactions. This underscores the importance of intraspecific functional diversity on community dynamics. The main knowledge gap on the ecological effects of plant genetic diversity is to which extent it can modulate plant interactions and the underlying molecular mechanisms. Our study aimed to examine the impact of plant intraspecific variation in chemical traits on plant-herbivore-microbe interactions. In particular, we wanted to quantify how above- and belowground interactions are altered by the level of intraspecific diversity. Four white clover genotypes were selected according to the production of metabolites involved in herbivore defense and belowground symbioses: The production of (1) hydrogen cyanide (HCN) by hydrolysis of cyanogenic glycosides following tissue damage, and (2) flavonoids. Genotypes that either produce HCN or not and with high or low leaf flavonoid content served to establish population types that were genetically diverse or diverse on the trait level. Genotypes were grown in genotypic monocultures, trait monocultures, and trait mixtures. In two separate experiments, each population was exposed to (1) an aboveground and\/or a belowground feeding insect herbivore and (2) two root symbionts, rhizobia and arbuscular mycorrhiza. Population type affected aboveground biomass production. Populations that were diverse in their trait composition had higher total biomass on plot level in the aboveground herbivory treatment. The chemical diversity of the populations affected biomass production when plots were inoculated with rhizobium only. Our results demonstrate that intraspecific trait diversity can alter the response in plant growth according to location and type of interaction.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Promotionsvorhaben:<\/strong><\/p>\n Das Verst\u00e4ndnis der Mechanismen, durch welche Pflanzen mit ihrer biotischen Umwelt interagieren, ist ma\u00dfgeblich f\u00fcr den Erhalt wichtiger \u00d6kosystemprozesse und als Folge zunehmender Umweltver\u00e4nderungen ein stetig an Bedeutung gewinnendes Teilgebiet der \u00d6kologie. Aus dem drastisch fortschreitenden R\u00fcckgang der Biodiversit\u00e4t ergeben sich Konsequenzen von globaler \u00f6kologischer Relevanz. Durch komplexe R\u00fcckkopplungsmechanismen f\u00fchren die, aus dieser negativen Tendenz resultierenden Probleme, wie z. B. der R\u00fcckgang der pflanzlichen Biomasseproduktion, zur St\u00f6rung zahlreicher Interaktionen zwischen Organismengruppen. Dabei sind jene wechselseitigen Beziehungen Voraussetzung f\u00fcr eine Vielzahl von \u00d6kosystemfunktionen, die wiederum direkte Folgen von agrar\u00f6kologischer Bedeutung haben.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Pflanzen nehmen in dem funktionalen Netzwerk, durch welche Arten miteinander verbunden sind, eine zentrale Rolle als Nahrungs- und Lebensgrundlage f\u00fcr zahlreiche Organismen ein. In den letzten Jahrzehnten r\u00fcckten \u00f6kologische Studien vorrangig die Bedeutung des Erhaltes von artenreichen Pflanzengesellschaften f\u00fcr vielf\u00e4ltige \u00d6kosystemprozesse und -dienstleistungen in den Vordergrund. J\u00fcngere Studien weisen jedoch auf eine zus\u00e4tzliche Bedeutung pflanzlicher interspezifischer Variation f\u00fcr Prozesse auf dem Level der Population, der Gesellschaft und des \u00d6kosystems hin. Das Verst\u00e4ndnis der komplexen Mechanismen hinter diesen direkten und indirekten Effekten stellt gegenw\u00e4rtig eine fundamentale Herausforderung in der Biodiversit\u00e4tsforschung dar.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Chemische Verbindungen wie Hydrogencyanid (auch Blaus\u00e4ure) und Vertreter der Flavonoide ma\u00dfgeblich an der Interaktionen von Pflanzen mit Fra\u00dffeinden und Bodenmikroorganismen beteiligt. Die von solchen sekund\u00e4ren Pflanzenstoffen determinierten pflanzlichen Verteidigungsmechanismen stellen somit wichtige funktionelle Merkmale dar (Abb. 1). In diesem Funktionsnetz k\u00f6nnen weiterhin unter- und oberirdische Organismen durch die chemische Konstitution der Pflanze indirekt miteinander kommunizieren.<\/p>\n Die detaillierte Betrachtung der Mechanismen, durch welche genetische Diversit\u00e4t unter- und oberirdische Interaktionen beeinflusst, ist folglich von entscheidender Bedeutung f\u00fcr den Erhalt wichtiger \u00d6kosystemfunktionen. Aufgrund der bereits lange bestehenden Wissensl\u00fccke hinsichtlich dieses wichtigen Aspektes innerhalb der Biodiversit\u00e4tsforschung soll im Rahmen meiner Studie die Bedeutung pflanzengenetischer Diversit\u00e4t f\u00fcr die Interaktion mit ober- und unterirdischen Organismen sowie f\u00fcr die Verkn\u00fcpfung beider Subsysteme untersucht werden (Abb. 1).<\/p>\n Hierf\u00fcr werden in drei Teilexperimenten die Effekte intraspezifischer Variation in zwei chemischen funktionellen Merkmalen (Produktion von Hydrogencyanid und Flavonoiden) auf die pflanzliche Fitness, das Pflanzenmetabolom und die Interaktion mit unter- und oberirdischen Organismen getestet. Neben der Ber\u00fccksichtigung nat\u00fcrlicher Organismengesellschaften in einem Feldversuch werden in Gew\u00e4chshausexperimenten unterschiedliche Fra\u00dffeinde und Symbionten genutzt (Abb. 1). Dabei erfolgt die Betrachtung der umfassenden mechanistischen Hintergr\u00fcnde anhand der Modellart Wei\u00dfkle (Trifolium repens<\/em> L.), ein global weitverbreiteter Vertreter der H\u00fclsenfr\u00fcchtler (Leguminosen). Die Manipulation des Grades der genetischen Diversit\u00e4t in Wei\u00dfkleepopulationen soll damit grundlegende Erkenntnisse zur Bedeutung genetischer Diversit\u00e4t in Nutzpflanzengesellschaften liefern.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Die Bedeutung pflanzengenetischer Diversit\u00e4t f\u00fcr \u00f6kologische Interaktionen The effects of intraspecific functional diversity on plant-herbivore-microbe interactions in white clover (Trifolium repens L.) \u00a0 Short summary: Variation in plant functional traits drives processes that modify biotic interactions. This underscores the importance of intraspecific functional diversity on community dynamics. The main knowledge gap on the ecological effects […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52350","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20018\/566","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Gabriel","dbu_stipendiaten_vorname":"Jennifer","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2019-01-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2022-06-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Deutsches Zentrum f\u00fcr integrative Biodiversit\u00e4tsforschung (iDiv) Biodiversit\u00e4tsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Nicole van Dam","dbu_stipendiaten_email_dienst":"gabriel.jen.p@gmail.com"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52350","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52350\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58362,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52350\/revisions\/58362"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52350"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52350"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52350"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}