Dieses Arbeitspaket widmet sich der zentralen, aber oft unsichtbaren Grundlage von Bodenökosystemen: der mikrobiellen Diversität und Funktion. Es wird durch das Fraunhofer IME (Cecilia Diaz) koordiniert und bündelt die Expertise mehrerer Partner, indem ökologische Funktion, molekulare Ökologie und methodische Innovation in einem integrierten Ansatz zusammengeführt werden.

Die mikrobielle Funktion der BioDive4Soil-Böden wird über die substratinduzierte Atmung (SIR) erfasst, die ein standardisiertes und robustes Maß der mikrobiellen Aktivität liefert. Dieser Teil des Arbeitspakets wird in Zusammenarbeit mit ECT Ökotoxikologie GmbH und Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung iDiv / Universität Leipzig umgesetzt.

Parallel dazu wird die mikrobielle Diversität mittels Umwelt-DNA-(eDNA)-Metabarcoding untersucht. Hierzu erfolgt am Fraunhofer IME die Extraktion der eDNA aus Bodenproben, gefolgt von der Amplicon-Sequenzierung bakterieller, archaeeller und pilzlicher Gemeinschaften. Dies ermöglicht eine hochauflösende Charakterisierung des Bodenmikrobioms über unterschiedliche Bodensysteme hinweg. Ein Teil der Analysen wird in Zusammenarbeit mit der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung durchgeführt, welche die Metabarcoding-Workflows sowie die Auswertung unterstützt.

Die generierte eDNA wird zudem an Arbeitspaket 7 weitergegeben, wo sie in die Erfassung der Bodenfauna einfließt und damit einen umfassenden Blick auf die Biodiversität der unterschiedlichen Organismengruppen ermöglicht, die zur Bodenfunktion und -gesundheit beitragen.

Ein wesentlicher Bestandteil dieses Arbeitspakets war die Auswahl geeigneter DNA-Extraktionsverfahren. Verschiedene Protokolle wurden systematisch bewertet, um eine robuste und reproduzierbare Methode zu identifizieren, die den Anforderungen des Projekts entspricht. Ziel dieses Prozesses war es, verlässliche Biodiversitätsdaten sicherzustellen und gleichzeitig bekannte Einschränkungen aus früheren Biodiversitätsmonitoring-Ansätzen zu berücksichtigen. Besonderes Augenmerk lag dabei auf Standardisierung und langfristiger Anwendbarkeit, um Verfahren zu entwickeln, die auch in zukünftigen Monitoringkontexten eingesetzt werden können.

Zentrale Aktivitäten in AP6:

• Mikrobielle Funktionsanalysen (SIR)
• eDNA-Extraktion aus Bodenproben
• Metabarcoding von Bakterien-, Archaeen- und Pilzgemeinschaften im Boden

Arbeitspaketleitung:
Fraunhofer IME
Mitwirkung:
iDiv / Universität Leipzig
ECT Ökotoxikologie GmbH
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung