monitoring biological soil crust succession using molecular analyses
DESCRIPTION
Inferring biological soil crust successional stage using combined PLFA, DGGE, physical and biophysiological analysesTRANSCRIPT
![Page 1: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/2.jpg)
חיזוי מצב הסוקצסיה בקרומי קרקע ביולוגים על ידיפיזיולוגיות ובשילוב עם שיטות-ביו, מדידות פיזיקליותאנליזות שלו (DGGE 16S rRNA) מולקולריות
)PLFA(חומצות שומן פוספוליפידיות
א -בן אלי ,1 אריק. דוד יוני , 1צעדי רג , 2שר עלי 'נג, 2ינה'צירקין 2ידאת
1 טבע גילת , משאבי מחקר החקלאי , מרכז המחקר מינהל .2 סביבתית והידרולוגיה למיקרוביולוגיה המדבר , המחלקה לחקר בן , המכונים בנגב -אוניברסיטת גוריון .
![Page 3: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/3.jpg)
אקלים שינויישינויי אקלים קשורים לאי יציבות בכמות
ובדפוסים של משקעים הן בזמן והן במרחבוהשפעתם ניכרת בחלקים גדולים של כדור
.הארץ
Image based on data from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
![Page 4: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/4.jpg)
שינויי אקלים קשורים לאי יציבות בכמות•ובדפוסים של משקעים הן בזמן והן במרחב
.ומשפיעים על חלקים גדולים של כדור הארץאזורים צחיחים רגישים לשינויי אקלים ומהווים•
מערכת אידאלית ללמידת השפעת שינויי אקלים.על מבנה האוכלוסייה בקרקע
אקלים שינויי
![Page 5: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/5.jpg)
אקלים שינויי
שינויי אקלים קשורים לאי יציבות בכמות•ובדפוסים של משקעים הן בזמן והן במרחב
.ומשפיעים על חלקים גדולים של כדור הארץאזורים צחיחים רגישים לשינויי אקלים ומהווים•
מערכת אידאלית ללמידת השפעת שינויי אקלים.על מבנה האוכלוסייה בקרקע
אוכלוסיות קרקע מיקרוביאליות באזורים•י"צחיחים וצחיחים למחצה מיוצגות בעיקר ע
.קרומי קרקע ביולוגים
![Page 6: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/6.jpg)
קרומי קרקע ביולוגים
חשיבות-קרומי הקרקע הביולוגיים מהווים גורם רב:במערכת האקולוגית
הקרקע פני כמייצבי
![Page 7: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/7.jpg)
קרומי קרקע ביולוגים
רב גורם מהווים הביולוגיים הקרקע במערכת -קרומי חשיבות:האקולוגית
הקרקע פני כמיצבימזון בשרשרות ראשוניים יצרניםופחמן בחנקן הקרקע את מעשירים
נגר /יוצרים מעכביםונביטה /מעודדים בקרקע זרעים עיגון מעכבים
אוכלוסיות של שונים בהרכבים להופיע יכולים :הםקרקע , ציאנובקטריות וטחבים , אצות חזזיות
ולחות הגשמים בכמות מהבדלים מושפעת שלהם הסוקצסיההקרקע
![Page 8: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/8.jpg)
ביולוגי קרקע קרום בהתפתחות שלבים
B. Boeken
Loose soil
10 mm
Silt seal after wetting
Cyanobacteria
Crust with mosses and lichens
1
2
3
4
![Page 9: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/9.jpg)
SEMI-ARID
ARID
HYPER-ARID
BEER
SHEVA
NIZZANA
ANNUAL AVERAGE RAINFALL
STUDY SITES
![Page 10: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/10.jpg)
השערות המחקר
הסוקצסיוני השלב על הגשם וכמות הצחיחות רמת השפעתהאוכלוסייה בהרכב ביטוי לידי תבוא הביולוגי הקרום של
בקרקע . המיקרוביאלית
הסוקצסיה כיוון לחיזוי ככלי לשמש יכולה הצחיחות רמתלשינויי הקשורים עתידים ותרחישים הביולוגי הקרום של
. אקלים
![Page 11: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/11.jpg)
מטרות המחקר
של המיקרוביאלי וההרכב הביומסה לגבי תובנה קבלתהגשם גרדינט לאורך החול בדיונות .הקרומים
המצויות הפוספוליפידיות השומן בחומצות שימוש האםו המקודדים /באורגניזמים הבסיסים רצף בחינת או
אמצעי rRNA S 16-לגן בידינו לשמש יכוליםהביולוגיים הקרקע קרומי של הסוקצסיוני השלב ?להערכת
![Page 12: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/12.jpg)
שיטותהמחקר
הביולוגי הקרום של הסוקצסיה שלבי אחרי :מעקבלחץ הדרוש לשבירת הקרום: שיטות פיזיקליות
.ושיעור חדירות הקרום למים
,תכולת פוליסכרידים: פיזיקליות-שיטות ביו .)b- ו a(חלבון וכלורופיל
המיקרוביאלי וההרכב הביומסה על תובנה לקבלתהקרומים :של
).PLFA(אנליזת חומצות שומן פוספוליפידיות
16S rRNA - DGGE.
![Page 13: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/13.jpg)
שומן חומצות פוספוליפידיות
(PLFA)
מספקת אינפורמציה לגבי PLFAאנליזת כלל האוכלוסייה המיקרוביאלית
:בשלושה תחומיםמתפרק במהירות כאשר PLFA – ביומסה•
בדוגמה PLFA-לכן כלל ה, התא מת.מייצגים את כל התאים החיים
האוכלוסייה • של אצבע –טביעתאורגניזמים מסויימים מייצרים חומצותשומן ספציפיות ולכן מתאפשר כימות
של קבוצות מיקרוביאליותפונקציונאליות כגון מחזרי ברזל
האחוז'. גרם חיובי ושלילי וכו, וגופריתהיחסי של קבוצות אלו מכלל
של' טביעת אצבע'האוכלוסייה יוצר .האוכלוסייה הנדונה
מיקרוביאלית –• חיידקיםפעילות,במיוחד פרוטאובקטריה, מסויימים
מגיבים לעקה סביבתית באמצעות שינויחומצות שומן ספיציפיות בממברנת
שינויים אלו מאפשרים תובנה. התא. לגבי המצב המטבולי של חידקים אלו
פוספוליפידיות שומן המרכיב חומצות הינםמיקרואורגניזמים של בממברנה העיקרי
![Page 14: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/14.jpg)
שומן חומצות אנליזת פוספוליפידיות
![Page 15: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/15.jpg)
DGGEאנליזת DGGE – באוכלוסייה דומיננטים מינים של וזהות פרופיל
![Page 16: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/16.jpg)
משתנים פיזיקלים
משתנים ביופיזיקלים
![Page 17: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/17.jpg)
Fig. 1. Total PLFA-based biomass (nmol g-1 dry weight) for the three sites along the aridity gradient according to the method of Franzmann et al. (1996).
לאורך גראדינט הגשם) nmol PLFA g-1(כללית ביומסה מיקרוביאלית
a a
b
![Page 18: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/18.jpg)
יחסים נבחרים בין קבוצות חומצות שומן/יחס גרם שלילי
גרם חיוביאוכלוסייה/יחס חידקים
כלליתשיעור השוניבאוכלוסייה
![Page 19: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/19.jpg)
Fig. 2. PCA ordination of relative PLFA abundance data (mol%) for the crust samples from the three tested sites. (a) The PCA ordination plot showing average and standard deviation of the coordinates of each point from each of the three sites. (b) The loading plot of individual PLFA species.
של נתוני אחוזי חומצות השומן הפוספוליפידיות בקרומי קרקע משלושת האתרים PCAאורדינצית
![Page 20: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/20.jpg)
16S rRNA Targeted DGGE Fingerprinting of Microbial Communities
SEMI ARIDARIDHYPER ARID
SEMIARID
HYPER ARID
ARID
Dendrogram from multivariate cluster, Ward's cluster analysis of the DGGE banding patterns of the three sites.
Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) banding pattern differences between the three sites.
![Page 21: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/21.jpg)
Closest matches of excised and sequenced 16S rRNA-derived DGGE bands
SEMI ARID
ARID
HYPER ARID
![Page 22: Monitoring biological soil crust succession using molecular analyses](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020307/5597baf81a28abe35a8b45f8/html5/thumbnails/22.jpg)
מסקנות