Mikrobiologie der Phyllosphaere

Mikrobiologie der Phyllosphäre

Auch die oberirdischen Teile der Pflanzen werden von Mikroorganismen besiedelt. Blätter als Lebensraum für Mikroorganismen werden in Analogie zum Term Rhizosphäre als Phyllosphäre bezeichnet. Global gesehen bieten Blätter von Pflanzen eine Oberfläche von 6.4 x 10^8 km², was in etwa dem Vierfachen der Erdoberfläche entspricht. Blattoberflächen und Blattinneres sind von verschiedenen Bakterien und Pilzen besiedelt (Abbildung 3). Insbesondere kultivierungs-unabhängige Methoden haben in den letzten Jahren detailliertere Informationen bezüglich der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften in der Phyllosphäre geliefert. Proteobakterien scheinen häufig dominierende Kolonisierer dieses Lebensraumes zu sein.

Unsere Forschung zielt darauf ab zu verstehen welche Faktoren die mikrobielle Besiedelung von Blättern beeinflussen und Adaptionsmechanismen zu erkennen, die nötig sind, um Blätter erfolgreich zu besiedeln. Zu diesem Zweck analysieren wir die Blatt-assoziierten mikrobiellen Gemeinschaften auf Pflanzen. Darüber hinaus tragen Laborexperimente unter kontrollierten Bedingungen mit ausgewählten Modellorganismen dazu bei, diese Aspekte besser zu verstehen.

Abbildung 3: Besiedelung der Phyllosphäre durch Mikroorganismen. Der Blattabdruck eines Sojablattes auf einem Komplexmedium zeigt, dass Blätter von verschiedenen Mikroorganismen besiedelt sind, häufig mit farbiger Pigmentierung (Bilder oben). Der Abdruck eines Kleeblatts auf einem Minimalmedium mit Methanol als alleiniger Kohlenstoffquelle zeigt die Besiedelung durch pink pigmentierte Bakterien der Gattung Methylobacterium (Bilder unten). © Molekularbiologie der Rhizosphäre

Ausgewählte Publikationen:

Ueda, Y., Frindte, K., Knief, C., Ashrafuzzaman, M., Frei, M. (2016) Effects of elevated tropospheric ozone concentration on the bacterial community in the phyllosphere and rhizosphere of rice. PLoS One 11: e0163178

Knief, C., Delmotte, N., Chaffron, S., Stark, M., Innerebner, G., Wassmann, R., von Mering, C. Vorholt, J. A. (2012) Metaproteomic analysis of microial communities in the phyllosphere and rhizosphere of rice. ISME J. 6: 1378-1390.

Knief, C., Dengler, V., Bodelier, P. L. E., Vorholt, J. A. (2012) Characterization of Methylobacterium strains isolated from the phyllosphere and description of Methylobacterium longum sp. nov. Antonie van Leeuwenhoek 101: 169-183.

Knief, C., Delmotte, N., Vorholt, J. A. (2011) Bacterial adaptation to life in association with plants – A proteomic perspective from culture to in situ conditions. Proteomics 11: 3086-3105.

Innerebner, G., Knief, C., Vorholt, J. A. (2011) Protection of Arabidopsis thaliana against leaf-pathogenic Pseudomonas syringae by Sphingomonas strains in a controlled model system. Appl. Environ. Microbiol. 77: 3202-3210.

Knief, C., Frances, L., Vorholt, J. A. (2010) Competitiveness of diverse Methylobacteriumstrains in the phyllosphere of Arabidopsis thaliana and identification of representative models, including M. extorquens PA1. Microb. Ecol. 60: 440-452.

Knief, C., Ramette, A., Frances, L., Alonso-Blanco, C., Vorholt, J. A. (2010) Site and plant species are important determinants of the Methylobacterium community composition in the phyllosphere. ISME J. 4: 719-728.

Delmotte, N., Knief, C., Chaffron, S., Innerebner, G., Roschitzki, B., Schlapbach, R., von Mering, C. Vorholt, J. A. (2009) Community proteogenomics reveals insights into the physiology of phyllosphere bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 106: 16428-16433.