Microbes and climate change: insights from plant-microbe interactions in rice phyllosphere and soil microbiomes in subarctic grasslands

• Main Author: Devarajan, Arun Kumar
• Other Authors: Truu, Marika, juhendaja, Truu, Jaak, juhendaja, Ostonen, Ivika, juhendaja, Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: 2024
• Subjects: taimed; mikroobid; interaktsioonid; mullad; mullamikrobioloogia; mikrobioom; riis; lähisarktikavööde; kliimamuutused; plants (botany); microbes; interactions; soils; soil microbiology; microbiome; rice; subarctic belt; climatic changes; Subarctic
• Online Access: https://hdl.handle.net/10062/102003

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone Inimtegevuse, eriti fossiilsete kütuste põletamise ja tööstuse tõttu, on kasvuhoonegaasid tase atmosfääris märkimisväärselt suurenenud. See põhjustab kliimamuutusi, nagu globaalne soojenemine, põud ja ekstreemsed ilmastikunähtused. Prognoosid näitavad, et 2100. aastaks võib globaalne temperatuur tõusta 3–5 °C, millel võivad olla pöördumatud tagajärjed ökosüsteemidele. Kliimamuutuste tagajärjel väheneb paljudes maailma piirkondades sademete hulk ja õhuniiskus, mis viib mulla niiskuse vähenemiseni ja seega põllukultuuride, eriti teraviljade, saagikuse vähenemiseni. Mikroorganismid on olulised ökosüsteemide funktsioneerimisel, osaledes ainete ringes ja säilitades mulla stabiilsust. Taimede ja mikroorganismide kooseksisteerimine hõlmab nii mutualistlikke kui ka parasiitlikke suhteid. Mikroorganismid elavad nii lehtede pinnal (epifüütsed mikroobid) kui ka taime sees (endofüüdid) ja juurte ümbruses (risosfääri mikroobid). Reaktsioon kliimamuutustele ei toimu taim-mikroob-muld süsteemis sünkroonselt, sest muutused mõjutavad taimi ja mulda erinevalt. Doktoritöö eesmärk oli uurida taimedega seotud mikroobikoosluste omadusi kliimamuutuste kontekstis. Töö tulemused põhinevad kahel kompleksel uurimusel. Esimene uuring keskendus põuakindla riisi lehtedelt eraldatud bakterite võimele suurendada riisitaimede osmotolerantsust ja saagikust põua tingimustes. Uuringute tulemused näitasid, et kõrge osmotolerantsus oli iseloomulik peamiselt Bacillus perekonda kuuluvatele bakteritele, mis säilitasid taimedele kasulikul tasemel taimehormoonide sünteesi osmootse stressi tingimustes. Eriti efektiivne oli Bacillus megaterium tüvi PB50, mis parandas taimede stressitaluvust. Teises uuringus uuriti mulla soojenemise mõju risosfääri ja juurevaba mulla mikroobikooslustele subarktilistel rohumaadel. Leiti, et mulla soojenemine mõjutas oluliselt mikroobikoosluse struktuuri ja funktsioneerimist. Pikemal soojenemisel täheldati muutusi denitrifikatsiooniga seotud geenide osakaalus nii ...