Untersuchungen einer mykophagen Vampiramöbe

Abstract

Aus dem Boden eines Feldes mit mehr als 16jähriger Weizendauerkultur in Nordhessen wurde 1996 erneut eine mykophage Vampiramöbe (VA) isoliert,die bereits elf Jahre zuvor am gleichen Sandort nachgewiesen worden war. Mit Hilfe eines vergleichsweise einfachen und zuverlässigen Kulturverfahrenswurde versucht die VA zu charakterisieren. Dabei wurden folgende Informationen erhalten: Mit licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen sowie Zeitrafferaufnahmen wurde ein Lebenszyklus entworfen, der weitgehendaufgeklärt ist. Offen bleibt die Frage auf welche Weise die VA widrige Umstände wie Trockenheit und Frost überdauert. Anhand der Vermehrung in künstlicher Kultur wurde ermittelt welche Organismen der VA als Nahrungsgrundlage dienen. Es zeigte sich, dasseinige Arten von Pilzen, Algen und Nematoden gut verwertet werden konnten. Von fünf phytopathologisch interessanten Bakterienarten führtekeine zu einer Vermehrung der VA. Insgesamt hat die VA ein breites Nahrungsspektrum. Aus vier VA - Kulturen unterschiedlicher Standorte wurde die genomische DNA isoliert. Von zwei dieser Proben wurde die 18SrRNA an derUniversität Leipzig (Prof. Dr. M. Schlegel) sequenziert und von den Sequenzen die zwei DNA - Sonden vamp 630R und vamp 1060Fkonstruiert. Die mit diesen Sonden bei der PCR erhaltenen Produkte von etwa 650 und 750 bp erlauben eine sichere Identifizierung der VA. Morphologische Charakteristika und Verhaltensweisen der VA zeigen einige Ähnlichkeiten mit der weltweit verbreiteten Arachnula impatiensvon der sie aber eindeutig unterschieden ist. Sie könnte zu den Cercozoa gehören. Auf der Basis perforierter Konidien von Cochliobolus sativus, morphologischer Charakteristika und der Verhaltensweise in künstlicherZusammenfassung Kultur ist die VA, neben anderen mykophagen Arten von Amöben, in Agrarböden weit verbreitet und wurde auch in einem Boden aus dem Irannachgewiesen. Die überwiegende Anzahl der Isolate ergab bei der PCR mit den zwei DNA - Sonden die gleichen Reaktionprodukte wie dieursprüngliche VA. Danach handelt es sich entweder um die gleiche Art oder zumindest um nahe verwandte Arten. Landwirtschaftlich genutzte Flächen mit unterschiedlichen Anbausystemen zeigen verschiedene Populationsdichten der VA. Beim Vergleich vonjeweils 4 - 5 Flächen der Systeme Direktsaat - Pflug und Ackerland - Grünland sowie ökologisch dynamischem Landbau war in den Flächenohne Bodenbearbeitung (Direktsaat, Grünland) die VA deutlich dichter als in den entsprechenden Varianten mit Bodenbearbeitung. Eine ökologisch -dynamische Bewirtschaftung fördert die VA im Vergleich zum konventionellen Landbau.Mit den Befunden über Beutespektrum, Lebenszyklus, Identifizierung mit DNA - Sonden, geographische Verbreitung und dem Einfluss verschiedenerFormen der landwirtschaftlichen Bearbeitung von Agrarböden wurde eine bisher unbekannte mykophage Vampiramöbe charakterisiert. Eine exaktetaxonomische Zuordnung dieser neuen Art ist wegen fehlender 18SrRNA - Sequenzierungen nahe verwandter Arten von Amöben bisher noch nichtmöglich. In 1996 a vampyrellid amoeba (VA) was isolated again from the soil of a field with more than 16 years of wheat monoculture in Northern Hesse, which wasalready found at the same place eleven years ago. The VA could be characterised by means of a comparatively simple and dependablemaintenance, whereby the following information was received: With light and electron microscopic investigations as well as with timelaps pictures a life history was sketched, which is almost completelyresolved. The question how the VA survives adverse circumstances like drought and frost remains open. Based on the degree of propagation during maintenance, the nourishment of the VA was investigated. It appears that some species of fungi, algae andnematodes could serve as a food base for the VA. None of the five phytopathologically relevant species of bacteria could increase propagationof the VA. Altogether the VA has a wide nourishment spectrum. Gene DNA was isolated out of four VA - cultures from different locations. Two of these samples were used for ssu rRNA sequencing at University ofLeipzig (Prof. Dr. M. Schlegel). From these Sequences the two DNA - probes vamp630R and vamp1060F were constructed. The productsreceived with these probes in the PCR consist of about 650 and 750 bp and Morphological characteristics and behaviour of the VA resemble these of the worldwide spread Arachnula impatiens Cienk., however it is On the basis of perforated conidia of Cochliobolus sativus , morphological characteristics and the behaviour during maintenance, it was proved thatthe VA is, like other species of mycophagous amoebae, widespread in agricultural fields. It was also isolated from a field in Iran. The predominant number of isolates yielded the same reaction product as the original VA in the PCR with the two DNA - probes. Accordingly, itmust be the same species or at least a closely related one. Agricultural areas with different cropping systems show different densities of the VA. In the comparison of 4 - 5 areas respectively of the systemsdirect sowing - ploughing and arable land - forage as well as ecological agriculture, the population of the VA was higher in the areas without tillage(direct sowing, forage) than in the corresponding variants with soil treatment. Ecological farming promotes the development of the VA ascompared with conventional cropping systems. Based on the results of prey spectrum, life history, identification with DNA -probes, geographic distribution and the influence of different cropping systems, a previously unknown vampire amoeba was characterised. Lacking 18S rRNAsequencing of closely related organisms, the taxonomic position of the VA remains uncertain.