SFB 1076 AquaDiva: Forschungsverbund zum Verständnis der Verknüpfungen zwischen der oberirdischen und unterirdischen Biogeosphäre, Jena, TP A01 BIODIV1, Phagen als Vektoren und Indikatoren biologischer Information in der Critical Zone

Viren sind die häufigsten biologischen Einheiten auf der Erde. Sie beeinflussen die Mortalität ihrer Wirte, die Struktur mikrobieller Lebensgemeinschaften und biogeochemische Zyklen. Bakteriophagen (kurz: Phagen) sind Viren, die spezifisch Bakterien befallen. Das Wissen über Phagen in terrestrischen Ökosystemen ist noch begrenzt, da bisherige Studien meist in marinen System durchgeführt wurden.
Das Hauptziel des Projektes AquaDiva - Phage ist es, Phagen als biologische und kolloidale Vektoren für den Transport von Masse und genetischer Information zu untersuchen:

1. Es sollen marine Phagen als Marker für Wasserfluss und reaktiven Transport von kolloidalen Partikeln in der kritischen Zone, definiert als Bereich des Boden unterhalb der größten Wurzeldichte (ca. 0,3m) bis zum Grundwasser (ca. 100m), etabliert werden. Die Variabilität von Phagen in Bezug auf Form, Größe und physikalisch-chemischen Eigenschaften soll für die Aufklärung des Transportes z.B. von Nanopartikeln genutzt werden. Hierbei soll auch der Einfluss von Wurzeln und Pilzhyphen auf Transportprozesse von Phagen untersucht werden.

2. Weiterhin werden transduzierende Phagen als Vektoren des bakteriellen Metagenoms im Boden analysiert. Transduzierende Phagen nehmen bei ihrer Entstehung DNA auf, dabei werden auch Teile des Wirtsgenoms vom Phagen aufgenommen. Sie sind damit potentielle Vektoren von Teilen des bakteriellen Genoms. Um dies zu untersuchen werden Proben von verschiedenen Tiefen der kritischen Zone gesammelt und die enthaltenen Phagen als Indikator des vertikalen Flusses der genetischen Information analysiert. Diese Analysen sollen Auskunft über die bakteriellen Transduktionspartner und das virale Metagenom liefern. Zudem wird die Diversität der viralen Gemeinschaft und deren Ähnlichkeit in Abhängig der vertikalen Entfernung analysiert werden.