Grant „Perły Nauki” finansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2023-2024 (nr rejestracyjny PN/01/0133/2022). Efekty ekologiczne i biofizyczne obecności mikrobiomu grzybowego w sieci rośliny klonalnej. 

Problem i cel badań: Mechanizm transferu mikrobiomu grzybowego w roślinie to sposób na jego rozprzestrzenianie się. Od efektywności tego mechanizmu zależy skład i różnorodność mikrobiomu w roślinie. Jest to ważne, gdyż mikrobiom istotnie wpływa na proces wzrostu rośliny, reprodukcję i obronę przed patogenami – innymi grzybami, bakteriami, wirusami czy roślinożercami. W grupie tzw. roślin klonalnych, tworzących sieci połączonych jednostek ze sobą tzw. ramet, odkryto niedawno dwa rodzaje transferu mikrobiomu – transfer wertykalny (pionowy) czyli od ramety ku górze do nasion i horyzontalny, czyli poziomy między rametami. Nie wiadomo jednak dotąd, jaka jest efektywność transferu mikrobiomu na tych odcinkach i dodatkowo na odcinku nasiona – siewki, czyli do następnego pokolenia. Celem moich badań jest testowanie hipotez dotyczących (1) porównania efektywności dwóch rodzajów transferu w sieci rośliny klonalnej oraz (2) powiązanie różnorodności mikrobiomu grzybowego z kondycją ramet tworzących sieć. 

Działania: Badane będą fragmenty sieci konwalijki dwulistnej (Maianthemum bifolium) o długości około 1 metra składające się z ramet połączonych kłączami. Zostaną podjęte następujące działania: (1) standardowe pomiary ekologiczne wielkości ramet i reprodukcji oraz ich pomiary biofizyczne z wykorzystaniem technologii teledetekcji, (2) identyfikacja molekularna mikrobiomu grzybowego w rametach, kłączach, nasionach i siewkach, (3) analiza różnorodności mikrobiomu grzybowego i jego selekcji w wyniku transferu wertykalnego i horyzontalnego. Podjęcie tych działań wymagać będzie założenia hodowli grzybów in vitro występujących w sieci rośliny oraz hodowli siewek z nasion wytworzonych przez ramety, główne węzły sieci. Efektem końcowym tych działań będą fakty, które pozwolą potwierdzić lub odrzucić testowane hipotezy. 

Znaczenie wyników: W ekologii – uzyskane wyniki pozwolą poznać po raz pierwszy jednocześnie efekty ekologiczne i biofizyczne działania obu rodzajów transferu mikrobiomu grzybowego – wertykalnego i horyzontalnego, bezpośrednio w terenie. Ta wiedza jest istotna dla wyjaśnienia (1) procesu ekspansji/inwazji, który występuje u przedstawicieli tej grupy roślin (od skuteczności działania transferu jest zależna bowiem kondycja rośliny, a w przypadku roślin klonalnych funkcjonowanie sieci, bowiem mikrobiom dzięki połączeniom ramet, ma możliwość w niej krążenia), (2) może być istotna dla informatyków/inżynierów, pracujących nad zwiększaniem przepustowości sieci informatycznych, na które nieustannie wzrasta zapotrzebowanie na świecie, oraz (3) zastosowanie technologii spektralnej w mikroskali będzie, jednym z pierwszych na świecie, zastosowań nieinwazyjnych metod i uzyskanych parametrów biofizycznych opisujących kondycje pojedynczych jednostek (tzw. ramet) w mikroskali.