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idTitel_deuTitel_engProjekt_StartProjekt_EndeProjektstatusProjektstatus_enZALF_InstituteZALF_Institute_enIdxiZALF_PersonenIdxpLabelDetailsHomepageStartjahrSuchfeldZielsetzung_deuZielsetzung_engZALF_Institute_htmlZALF_Istitute_ENG_htmlZALF_Personen_htmlProjektleiterProjekt_Leiter_htmlProgrammbereich_htmlProgrammbereich_eng_htmlIdx_ProgrambereichProjektpartner_htmlIdx_ProjektpartnerFoerderer_htmlSchlagworteProjekttraegerProjekttraeger_htmlProjektmitarbeiter_extern_htmlProjektstatus_SortProjektstatus_en_SortAnlagenBereiche_ZALF_deBereiche_ZALF_en
2195HAIRphae - Der ökonomische Kompromiss zwischen Wurzelhaaren und extraradikalen Mykorrizahyphen entlang eines LandnutzungsgradientenHAIRphae - The economic trade-off between root hairs and mycorrhizal extraradical hyphae along a land use gradient 01/11/2020 00:00:0014/04/2023 00:00:00laufendcurrentProgrammbereich 2 „Landnutzung und Governance“Research Area 2 „Land Use and Governance“x4x17xBergmann, Joanax2681x<div class='ntm_PB2'>PB2</div> <a href="http://www.biodiversity-exploratories.de/projekte/aktuelle-projekte/pflanzen/hairphae">www.biodiversity-exploratories.de</a><BR />2020 HAIRphae - Der ökonomische Kompromiss zwischen Wurzelhaaren und extraradikalen Mykorrizahyphen entlang eines Landnutzungsgradienten HAIRphae - The economic trade-off between root hairs and mycorrhizal extraradical hyphae along a land use gradient Programmbereich 2 „Landnutzung und Governance“ Bergmann, Joana Drittmittel Research Area 2 „Land Use and Governance“ current laufend <div class="ExternalClass0B3BFA65E3DC4274BBA81DC4D831C065"><strong>Wissenschaftlicher Hintergrund</strong><br> Die Ökonomie von Pflanzen wird als Kompromiss zwischen Nährstoffaufnahme und -erhalt angesehen. Wurzeln sind in unserem Verständnis der gesamten Pflanze jedoch immer noch unterrepräsentiert. Wurzeltraits scheinen aufgrund ihrer Interaktion mit Bodenbiota multidimensional zu sein. Kompromisse zwischen der Investition in die Oberfläche der Wurzel bzw. der arbuskulären Mykorrhiza Pilze (AMF) wurden bislang anhand der spezifischen Wurzellänge untersucht. Allerdings sind auch Wurzelhaare dafür bekannt die Phosphoraufnahme zu erhöhen. Diese sind bislang in Konzepten der Wurzelökonomie nicht enthalten. In Gewächshausversuchen zeigte sich, dass Wurzelhaarlänge und -häufigkeit negativ mit der AMF-Kolonisation korrelieren. Dieser Gradient zwischen einer Strategie zur Vergrößerung der Wurzelhaaroberfläche und der AMF-Symbiose erwies sich als unabhängig von der spezifischen Wurzellänge, was auf eine bislang unberücksichtigte Varianz in Wurzeltraits hindeutet. Studien zeigen, dass die AMF-Oberfläche - gemessen als extraradikale Hyphenlänge - mit der Landnutzungsintensität zunimmt, wobei die Bodennährstoff-Stöchiometrie einen Einfluss haben könnte. Daher sind zur Untersuchung der Komplexität des Wurzel-Pilz-Oberflächen-Gradienten Daten von Flächen mit unterschiedlichen Böden erforderlich. <br> <br> <strong>Fragestellung / Ziele</strong><br> In diesem Projekt möchten wir das Konzept eines Wurzel-Pilz-Oberflächen-Gradienten unter Beachtung von Wurzelhaaren und extraradikalen Hyphen erstmals im natürlichen Kontext testen. Die im Feld erhobenen Daten werden mit morphologischen, anatomischen und chemischen Wurzeltraits aus früheren Projekten der Biodiversitäts-Exploratorien kombiniert, um die Erkenntnisse in bestehende pflanzenökonomische Konzepte zu integrieren. Der Rahmen der Exploratorien ermöglicht es, dieses verbesserte Verständnis von Wurzeltraits mit Ökosystemprozessen wie Pflanzenproduktivität, Nährstoffkreisläufen oder Bodenaggregation zu verbinden. Dieses Projekt soll das mechanistische Verständnis von Wurzelökonomie verbessern und dazu beitragen, deren Bedeutung für die Vorhersage von Veränderungen in Pflanzengemeinschaften und Ökosystemen bei zunehmender Landnutzung und globalem Wandel zu untersuchen. <br> <br> <strong>Methodik</strong><br> Wir werden die Wurzelmorphologie von Individuen der dominantesten Pflanzenarten im Feld der 3 Biodiversitätsexploratorien (VIP-Ebene) entlang eines Landnutzungsgradienten untersuchen. Aufgrund von Artenüberschneidungen zwischen den Feldern werden wir sowohl inter- als auch intraspezifische Muster testen können. Die AMF-Gemeinschaft in der Rhizosphäre wird analysiert, um zu testen, ob Veränderungen in der Hyphenlänge auf Veränderungen der AMF-Lebensgemeinschaft zurückzuführen sind. In einem mechanistischen Gewächshausexperiment wird die direkte Wirkung der Bodennährstoff-Stöchiometrie untersucht. Die AMF-Gemeinschaft in der Rhizosphäre sowie der Wurzel soll analysiert werden, um Veränderungen der AMF-Lebensgemeinschaft sowie die Plastizität von Pilzarten bei der Biomasseallokation zu testen.</div> <div class="ExternalClass025F8509D5A142CCB7A84BC73D3A3BA0"><strong>Scientific background</strong><br> Plant resource economics are classically defined as a spectrum ranging from acquisition to conservation. Belowground structures for resource uptake – namely fine roots are still underrepresented in our understanding of whole plant form and function. Over the last decade it has been recognized that root economics are multidimensional particularly because of their interaction with soil biota. A trade-off between the investment into root surface and arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) surface for nutrient uptake has been hypothesized while mainly focusing on the specific root length as a proxy of root surface maximization. On the other hand, it is well known that variation in root hairs strongly affects phosphorus uptake. Still, root hairs are not included in recent concepts of belowground resource economics. In preliminary greenhouse experiments we found root hair length and incidence to negatively correlate with mycorrhizal colonization. This gradient between a strategy of increasing either root hair surface or the mycorrhizal symbiosis was found to be independent of variation in general root fineness suggesting that the trade-off contains information disregarded in root economic concepts so far. Acquisitive AMF surface - namely extraradical hyphal length - has been found to increase with land-use intensity on the plant community level, with soil nutrient stoichiometry being a possible environmental driver. Therefore, when studying the complexity of the root-fungal-surface trade-off, field data including soil environmental variation are needed. <br><br> <strong>Aims of the project</strong><br> In this project, we aim to test the concept of a root-fungal-surface trade-off including root hairs and extraradical hyphae for the first time. In a synthesis, data will be combined with root morphological, anatomical and chemical traits from previous Biodiversity Exploratories projects to integrate the root-fungal-surface trade-off into existing root economic concepts. The framework of the Biodiversity Exploratories will allow me to link this improved understanding of root trait variation to ecosystem processes like plant productivity, nutrient cycling or soil aggregation. This project will enhance our mechanistic understanding of root trait multidimensionality mediated by the AM symbiosis. Furthermore, it will help to investigate the importance of root traits for predicting plant community and ecosystem changes under increasing land use and global change. <br><br> <strong>Methods</strong><br> We will sample single individuals of the most dominant plant species in the plots of the Biodiversity Exploratories (VIP level) along a land-use gradient. Due to species overlap between the field plots I will also be able to test inter- and intraspecific pattern of variation. The AMF community in the rhizosphere of the plant individuals will be analyzed to test if changes in extraradical hyphal length originate from AMF community shifts. In a mechanistic greenhouse experiment the direct effect of soil nutrient stoichiometry will be studied. Both shifts in AMF community in the rhizosphere as well as in the root compartment will be examined to simultaneously test plant mediation of fungal community shifts as well as fungal species plasticity in allocation to extraradical hyphae.</div> <div class="ExternalClass47073699-E7CD-4066-85A2-904E7B6FD6D0"></div> <div class="ExternalClass09137BAD-6A5A-446E-B0D5-DB96D40FEE3F"></div> <div class="ExternalClassD1CCD0DB-D8B8-48BF-ADE1-B4A503B0A84B"><ul><li>DFG-Projekte im Normalverfahren</li></ul></div> <div class="ExternalClassD2E76F0D-4024-4606-8B45-6B6E97302B80"><ul><li>DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft</li></ul></div> <div class="ExternalClass4911E94A-7DBE-4433-A35C-5D2A06820600"></div><div class="ExternalClass0B3BFA65E3DC4274BBA81DC4D831C065"><strong>Wissenschaftlicher Hintergrund</strong><br> Die Ökonomie von Pflanzen wird als Kompromiss zwischen Nährstoffaufnahme und -erhalt angesehen. Wurzeln sind in unserem Verständnis der gesamten Pflanze jedoch immer noch unterrepräsentiert. Wurzeltraits scheinen aufgrund ihrer Interaktion mit Bodenbiota multidimensional zu sein. Kompromisse zwischen der Investition in die Oberfläche der Wurzel bzw. der arbuskulären Mykorrhiza Pilze (AMF) wurden bislang anhand der spezifischen Wurzellänge untersucht. Allerdings sind auch Wurzelhaare dafür bekannt die Phosphoraufnahme zu erhöhen. Diese sind bislang in Konzepten der Wurzelökonomie nicht enthalten. In Gewächshausversuchen zeigte sich, dass Wurzelhaarlänge und -häufigkeit negativ mit der AMF-Kolonisation korrelieren. Dieser Gradient zwischen einer Strategie zur Vergrößerung der Wurzelhaaroberfläche und der AMF-Symbiose erwies sich als unabhängig von der spezifischen Wurzellänge, was auf eine bislang unberücksichtigte Varianz in Wurzeltraits hindeutet. Studien zeigen, dass die AMF-Oberfläche - gemessen als extraradikale Hyphenlänge - mit der Landnutzungsintensität zunimmt, wobei die Bodennährstoff-Stöchiometrie einen Einfluss haben könnte. Daher sind zur Untersuchung der Komplexität des Wurzel-Pilz-Oberflächen-Gradienten Daten von Flächen mit unterschiedlichen Böden erforderlich. <br> <br> <strong>Fragestellung / Ziele</strong><br> In diesem Projekt möchten wir das Konzept eines Wurzel-Pilz-Oberflächen-Gradienten unter Beachtung von Wurzelhaaren und extraradikalen Hyphen erstmals im natürlichen Kontext testen. Die im Feld erhobenen Daten werden mit morphologischen, anatomischen und chemischen Wurzeltraits aus früheren Projekten der Biodiversitäts-Exploratorien kombiniert, um die Erkenntnisse in bestehende pflanzenökonomische Konzepte zu integrieren. Der Rahmen der Exploratorien ermöglicht es, dieses verbesserte Verständnis von Wurzeltraits mit Ökosystemprozessen wie Pflanzenproduktivität, Nährstoffkreisläufen oder Bodenaggregation zu verbinden. Dieses Projekt soll das mechanistische Verständnis von Wurzelökonomie verbessern und dazu beitragen, deren Bedeutung für die Vorhersage von Veränderungen in Pflanzengemeinschaften und Ökosystemen bei zunehmender Landnutzung und globalem Wandel zu untersuchen. <br> <br> <strong>Methodik</strong><br> Wir werden die Wurzelmorphologie von Individuen der dominantesten Pflanzenarten im Feld der 3 Biodiversitätsexploratorien (VIP-Ebene) entlang eines Landnutzungsgradienten untersuchen. Aufgrund von Artenüberschneidungen zwischen den Feldern werden wir sowohl inter- als auch intraspezifische Muster testen können. Die AMF-Gemeinschaft in der Rhizosphäre wird analysiert, um zu testen, ob Veränderungen in der Hyphenlänge auf Veränderungen der AMF-Lebensgemeinschaft zurückzuführen sind. In einem mechanistischen Gewächshausexperiment wird die direkte Wirkung der Bodennährstoff-Stöchiometrie untersucht. Die AMF-Gemeinschaft in der Rhizosphäre sowie der Wurzel soll analysiert werden, um Veränderungen der AMF-Lebensgemeinschaft sowie die Plastizität von Pilzarten bei der Biomasseallokation zu testen.</div><div class="ExternalClass025F8509D5A142CCB7A84BC73D3A3BA0"><strong>Scientific background</strong><br> Plant resource economics are classically defined as a spectrum ranging from acquisition to conservation. Belowground structures for resource uptake – namely fine roots are still underrepresented in our understanding of whole plant form and function. Over the last decade it has been recognized that root economics are multidimensional particularly because of their interaction with soil biota. A trade-off between the investment into root surface and arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) surface for nutrient uptake has been hypothesized while mainly focusing on the specific root length as a proxy of root surface maximization. On the other hand, it is well known that variation in root hairs strongly affects phosphorus uptake. Still, root hairs are not included in recent concepts of belowground resource economics. In preliminary greenhouse experiments we found root hair length and incidence to negatively correlate with mycorrhizal colonization. This gradient between a strategy of increasing either root hair surface or the mycorrhizal symbiosis was found to be independent of variation in general root fineness suggesting that the trade-off contains information disregarded in root economic concepts so far. Acquisitive AMF surface - namely extraradical hyphal length - has been found to increase with land-use intensity on the plant community level, with soil nutrient stoichiometry being a possible environmental driver. Therefore, when studying the complexity of the root-fungal-surface trade-off, field data including soil environmental variation are needed. <br><br> <strong>Aims of the project</strong><br> In this project, we aim to test the concept of a root-fungal-surface trade-off including root hairs and extraradical hyphae for the first time. In a synthesis, data will be combined with root morphological, anatomical and chemical traits from previous Biodiversity Exploratories projects to integrate the root-fungal-surface trade-off into existing root economic concepts. The framework of the Biodiversity Exploratories will allow me to link this improved understanding of root trait variation to ecosystem processes like plant productivity, nutrient cycling or soil aggregation. This project will enhance our mechanistic understanding of root trait multidimensionality mediated by the AM symbiosis. Furthermore, it will help to investigate the importance of root traits for predicting plant community and ecosystem changes under increasing land use and global change. <br><br> <strong>Methods</strong><br> We will sample single individuals of the most dominant plant species in the plots of the Biodiversity Exploratories (VIP level) along a land-use gradient. Due to species overlap between the field plots I will also be able to test inter- and intraspecific pattern of variation. The AMF community in the rhizosphere of the plant individuals will be analyzed to test if changes in extraradical hyphal length originate from AMF community shifts. In a mechanistic greenhouse experiment the direct effect of soil nutrient stoichiometry will be studied. Both shifts in AMF community in the rhizosphere as well as in the root compartment will be examined to simultaneously test plant mediation of fungal community shifts as well as fungal species plasticity in allocation to extraradical hyphae.</div>  <div class="ExternalClassBE251769-2908-493A-96E9-41B037EB0232">Joana Bergmann</div>Bergmann, Joana<div class="ExternalClassC9618B9B-2116-4E31-95EC-402749512053">Joana Bergmann</a></div>     <div class="ExternalClassD1CCD0DB-D8B8-48BF-ADE1-B4A503B0A84B"><ul><li>DFG-Projekte im Normalverfahren</li></ul></div> DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft<div class="ExternalClassD2E76F0D-4024-4606-8B45-6B6E97302B80"><ul><li>DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft</li></ul></div> 22 <div class="ExternalClassB8461662-2B6C-413B-BA2D-37C4B8512C0A"><ul><li>Nachhaltige Grünlandsysteme</li></ul></div><div class="ExternalClass9D751C6F-196F-428D-90D9-8B7C714C5893"><ul><li>Sustainable Grassland Systems</li></ul></div>
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