Ajankohtaista

Väitös: 9.12.2016 M.Sc. Anbu Poosakkannu (Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, ekologia ja evoluutiobiologia)

Alkamisaika: perjantai 09. joulukuuta 2016, 12.00

Päättymisaika: perjantai 09. joulukuuta 2016, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, YAA 303

M.Sc. Anbu Poosakkannun ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan ”Endosphere microbial community assemblage of an inland sand dune colonizing plant” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä doctor Leo van Overbeek (Wageningen University, Alankomaat) ja kustoksena dosentti Minna-Maarit Kytöviita (Jyväskylän yliopisto).

Anbu Poosakkannu
Anbu Poosakkannu
M.Sc. Anbu Poosakkannun ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan ”Endosphere microbial community assemblage of an inland sand dune colonizing plant” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä doctor Leo van Overbeek (Wageningen University, Alankomaat) ja kustoksena dosentti Minna-Maarit Kytöviita (Jyväskylän yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen.

Anbu Poosakkannun väitöskirjatyössä selvitettiin metsälauhan (Deschampsia flexuosa) kanssa liittoutuneiden mikrobien yhteisöjen rakennetta kasviyhteisöjen seuraannon eli sukkession kahdessa vaiheessa Enontekiön Lapissa. Vain muutama kasvilaji kasvaa arktisilla lentohiekka-alueilla ja tutkimukseen valittiin alueita, joilla kasvoi metsälauhaa harvakseltaan puhtaina kasvustoina.

Sukkession alkuvaiheessa kasvipeite on hyvin niukkaa ja suurin osa maan pinnasta on liikkuvan lentohiekan peittämää. Myöhäistä vaihetta edustaa tilanne, joka syntyy pitkän ajan kuluessa kasvillisuuden kehittyessä ilman suuria häiriöitä. Sukkession päätevaihe on harva tunturikoivikko, jonka aluskasvillisuudessa kasvaa varpuja ja ruohovartisia kasveja kuten metsälauhaa, kultapiiskua, lampaannataa sekä kissankäpälää. Pohjakerroksen muodostaa yhtenäinen seinäsammalkerros.

Ensimmäisessä tutkimusvaiheessa eristettiin puhdasviljelmäkasvatuksiin metsälauhan lehtien ja juurten sisällä kasvavia sieniä ja bakteereita. Suurin osa näistä kasvin sisäisistä eli endofyyttisistä mikrobeista kykeni liuottamaan eloperäistä fosfaattia, mikä on kasvien kasvun kannalta erittäin tärkeä ominaisuus.

Kolmessa seuraavassa tutkimuksen vaiheessa käytettiin nykyaikaisia sekvensointimenetelmiä, joiden avulla pystyttiin kuvaamaan mikrobiyhteisöt kattavasti. Yhdessä osatyössä kasvatettiin metsälauhaa kasvihuoneessa keräsienen kanssa tai ilman sienijuurisientä.

Kasvien tartuttaminen keräsienellä muutti lehtien sisäistä bakteeriyhteisöä, mutta ei vaikuttanut kasvin juuren sisällä kasvavien sienten tai bakteerien yhteisöihin. Maastokokeiden tulosten mukaan sukkession vaihe ja se, mikä kasvin osa oli kysymyksessä – lehti vai juuri – vaikuttivat merkitsevästi metsälauhan endofyyttisten mikrobien lajirunsauteen.

Sukkession vaihe vaikutti myös erittäin voimakkaasti mikrobien yhteisökoostumukseen. Kun metsälauhaa siirtoistutettiin kasvupaikallaan tai vaiheesta toiseen, havaittiin, että kasvupaikan sukkession vaihe vaikutti endofyyttisten mikrobien lajirunsauteen. 

Kasvupaikan vaiheesta riippumatta useimpien siirtoistutettujen kasvien endofyyttisten mikrobien yhteisökoostumus erosi siirtämättömien kasvien mikrobiyhteisöistä. Sen sijaan kasvupaikallaan siirtoistutettujen kasvien kohdalla vain endofyyttisten bakteerien yhteisöt erosivat muutamassa tapauksessa. 

Ekologisen teorian mukaan lajistollinen monimuotoisuus lisääntyy sukkession edetessä. Syyksi on esitetty ekosysteemin sisältämän energian määrää. Vastoin yleisiä käsityksiä, sukkession vaihe ei Poosakkannun tutkimuksessa vaikuttanut mikrobien lajistolliseen monimuotoisuuteen.

Sen sijaan sukkessio vaikutti mikrobien lajirunsauteen riippuen tutkitusta kasvin osasta ja mikrobiyhteisöjen koostumukseen tutkitusta kasvin osasta riippumatta. Juurten sisällä kasvavien sienten lajirunsaus lisääntyi sukkession myötä, mutta bakteerien lajirunsaus ei. Lehden sisällä kasvavien bakteerien lajirunsaus lisääntyi, mutta sienten ei. Tämä tulos saatiin myös kokeessa, jossa siirtoistutettiin kasveja sukkession myöhäisestä vaiheesta alkuvaiheeseen ja päinvastoin.

Näiden tutkimusten valossa näyttää siltä, että kasvin maanpäällisissä osissa sukkession etenemiseen reagoivat bakteerit, maanalaisissa osissa sienet. Lisäksi siirtoistutuskoe osoitti, että endofyyttisten mikrobien yhteisökoostumuksen sopeutuminen uuteen kasvupaikkaan on hidas prosessi.

Tutkimus lisäsi heikosti tunnettujen ekosysteemien ja eliöryhmien tuntemusta. Tuloksia voidaan käyttää hyväksi arktisten alueiden kasvillisuuden ennallistamisessa esimerkiksi kaivostoiminnan jälkeen.

Lisätietoja:

Anbu Poosakkannu, anbu.a.poosakkannu@jyu.fi, +358408053842 
tiedottaja Anitta Kananen tiedotus@jyu.fi, puh. +358 40 805 4142

Anbu Poosakkannu on suorittanut Bachelor of Science in Agriculture ja Master of Science in Biotechnology -tutkinnot Tamil Nadu Agricultural -yliopistossa Intiassa.

Julkaisun tiedot:

Endosphere microbial community assemblage of an inland sand dune colonizing plant Jyväskylä: University of Jyväskylä, 2016, 38 p. (Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science ISSN 1456-9701; 324) ISBN 978-951-39-6847-2 (nid.) ISBN 978-951-39-6848-9 (PDF) Väitöskirjaa myyvät yliopistokauppa Soppi, puh. 040 805 3825 tai myynti@library.jyu.fi ja yliopiston verkkokauppa

Abstract

Plant-associated microbes could play a role in plant colonization of sand dune ecosystems, but microbes associated with plants colonizing those ecosystems in the arctic are poorly known. I characterized Deschampsia flexuosa-associated microbiomes in two successional stages (early and late) of arctic inland sand dune differ in their plant species richness and soil physiochemical properties. The work based on culturable microbes showed that different plant parts harbour generalist and specific groups of endosphere microbes and most of the endosphere bacteria were closely related to other cold habitat microbes. Also, most of the endosphere bacteria possessed an important plant growth promoting property of solubilizing organic phosphate. Next generation sequencing methods showed that endosphere microbial species richness was determined by soil characteristics (succession) and plant compartment. Successional stage strongly affected the microbial community composition. Further, reciprocal transplantation experiment showed that endosphere microbial species richness was determined by successional stage rather than transplantation type (self or reciprocal). Irrespective of successional stage, after reciprocal transplantation microbial community compositions in most of the leaf and root compartments differed from local non-transplanted control. In contrast, the microbial community composition only in few root compartments was affected by self-transplantation. Further, leaf endosphere bacterial community composition was significantly affected by arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) inoculation under greenhouse conditions. Overall, my work provided data from poorly characterized arctic biota and novel insight into endosphere bacterial and fungal community assemblage in arctic inland sand dune ecosystem. These results could be utilized when restoring vegetation in sand dunes and similar extreme ecosystems.

kuuluu seuraaviin kategorioihin: