Předmět: Ekologie půdních mikroorganismů

» Seznam fakult » FBI » KBE
Název předmětu Ekologie půdních mikroorganismů
Kód předmětu KBE/020
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr -
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk čeština
Statut předmětu unspecified
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Elhottová Dana, RNDr. Ph.D.
  • Chroňáková Alica, RNDr. Ph.D.
  • Lukešová Alena, Ing. CSc.
Obsah předmětu
Obsah přednášky: 1.Úvod do problematiky ekologie půdních mikroorganizmů: Specifika oboru Ekologie půdních mikroorganizmů; Role půdních mikroorganizmů v ekosystému, nenahraditelné ekologické služby půdních mikroorganizmů; Specifika půdních mikrobiálních společenstev (PMS) ; Diverzita a biomasa půdních mikrobiálních společenstev; Půdní potravní síť. 2. Ekologie půdních mikroorganizmů v procesu pedogeneze (půdotvorné faktory; biomy; sukcese); Typy a formy sukcese, sukcesní stádia a modely PMS. 3. Půdní mikroorganizmy v antropogenně narušeném prostředí: Stres, resistence, resilience, adaptace, degradace. Vliv hlavních antropogenních disturbancí půdního prostředí na půdní mikrobiální složku. Introdukce alochtonních skupin do půdy- např. fekálních methanogenů, ATB rezistentních bakterií, patogenních bakterií a jejich ekologie v půdním prostředí. 4. Půdní archaea: (Crenarchaeota, Thaumarchaeota, Euryarchaeota) včetně evolučního přehledu. 5.-6. Půdní bakterie: Odlišnost od archeí, typy metabolismu, zapojení do koloběhu prvků, r/K-strategie, důležití půdní zástupci skupin Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Acidobacteria. Proteobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes. 7.-8. Půdní sinice a řasy: Hlavní skupiny sinic a řas v půdě, struktura fotoautotrofních společenstev (horizontální, vertikální distribuce, dominanty, druhová diverzita, abundance, biomasa), vliv ekologických faktorů, taxonomické vs. ekologické skupiny, klasické a moderní metody studia. Funkce řas a sinic v půdě, kolonizační potenciál, geografické rozšíření, micro-niches, extrémní biotopy-adaptační mechanizmy, masový rozvoj sinic a řas ("mats", biologické krusty), interakce-potravní vztahy, produkce biologicky aktivních látek, symbióza, atd. 9.-10. Půdní houby: definice + ekologické skupiny půdních hub, taxonomické zařazení, funkce v půdě, distribuce v půdě, geografické rozšíření, metody studia (zaměřeno na kvantitativní zastoupení a druhové složení). Kvantitativní zastoupení půdních hub, interakce, potravní vztahy. Metody studia. Ergosterol, molekulární biologie hub, izolace DNA, PCR, imunofluorescence cytoskeletu. 11. Interakce obecně, význam interakcí, vzájemné interakce mezi mikroorganizmy: kooperace, kompetice, antagonismus, antibiotika a signální molekuly, produkce lytických enzymů, predace, mykoparazitismus, quorum sensing, mobilom, horizontální transfer genů, interakce s viry. 12. Interakce s kořeny rostlin: Specifika rhizosféry, tuberosféry (asociace, symbióza, parazitismus). Rhizosféra, rhizoplan, parametry rhizosféry, vlivy mezi mikroorganismy a kořeny, mykorrhiza, bakteriální pomocníci pro rostliny (PGPB), fixace N2, supresivita a konduktivita, parazitismus, patogeneze. 13. Interakce se zoo-edafonem: Predace (dravé houby, predátoři mikroflóry), pasážování trávicím traktem, mikroflóra exkrementů, parazitismus, symbióza, rezistence, potravní preference, sukcese na opadu, transformace OH, metanogeneze, jeskynní ekosystém, význam PUFA, adaptace k chladu. Obsah cvičení Cvičení navazuje bezprostředně na každou přednášku, během něj se studenti seznamují s praktickou stránkou přednášeného tématu, tj. zejména vhodnými půdně mikrobiologickými přístupy zahrnujícími vzorkování, monitorování, izolace, detekce, determinace a kvantifikace na všech úrovních půdního mikrobiomu: společenstvo - populace - organizmus - gen. Dále s metodami a přístupy pro studium potravních interakcí, rhizosférních mikroorganizmů, mikroorganizmů rezistentních k antibiotikům a produkujících antibiotika, s metodami pro hodnocení růstového/stresového statusu a strategie.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž)
  • Semestrální práce - 10 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 70 hodin za semestr
  • Příprava na zápočet - 20 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 25 hodin za semestr
Výstupy z učení
Seznámit posluchače se základy ekologie půdních mikroorganizmů, rozšířit informace o biologii a ekologii klíčových skupin půdních mikroorganizmů a o jejich významu v kontextu k terestrickému ekosystému. Zvláštní důraz bude věnován specifikům a detailům jednotlivých taxonů, vzájemným interakcím a interakcím s ostatními půdními organizmy (zoo-edafonem a kořeny rostlin), a na aktuálně řešená výzkumná témata environmetální mikrobiologie.

Předpoklady
unspecified

Hodnoticí metody a kritéria
Test, Seminární práce, Průběžné hodnocení

Periodicita: předmět beží v letech začínajících sudým letopočtem, např. 2012/2013. Součástí zápočtu bude prezentace zpracované problematiky týkající se ekologie půdních mikroorganizmů probírané na přednáškách a cvičeních.
Doporučená literatura
  • Auchtung, T.A.,Takacs-Vesbach, C.D,, Cavanaugh, C.M. 2006: 16S rRNA Phylogenetic Investigation of the Candidate Division "Korarchaeota". Appl. Environ. Microbiol. vol. 72 no. 7 5077-5082..
  • Bardgett, R.D., Usher, M.B., Hopkins, D.W. 2005: Biological Diversity and Function in Soils, Cambridge University Press, Cambridge..
  • Coleman, D.C., Crossley Jr., D.A., Hendrix, P.F. 2004: Fundamentals of Soil Ecology, 2nd ed. Academic Press, London..
  • Cooke, R.C., Rayner, A.D.M. 1984: Ecology of Saprotrophic Fungi. Longman, London and New York..
  • Dworkin,M. M. 2006: The Prokaryotes : A Handbook on the Biology of Bacteria. Springer London..
  • Garrett, S.D. 1991: Soil Fungi and Soil Fertility. 2nd Ed. Pergamon Press, Oxford etc..
  • Gryndler, M. et al. 2005: Mykorrhizní symbióza. Academia, Praha..
  • Gubry-Rangin, C., Hai, B., Quince,C., Engel, M., Tomson, B.C., James, P., Schloter, M., Prosser, J.I., Nicol, G.W. 2011: Niche specialization of terrestrial archaeal ammonia oxidizers Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011 108 (52) 21206-21211..
  • Jeffery, S., et al.(eds.) 2010: European Atlas of Soil Biodiversity. European Commission, Publications Office of the European Union, Luxembourg, pp.128..
  • Kelly, S., Wickstead, B., Gull, K. 2011: Archaeal phylogenomics provides evidence in support of a methanogenic origin of the Archaea and a thaumarchaeal origin for the eukaryotes. Proc. R. Soc. B, vol. 278 (1708) 1009-1018..
  • Kyselková, M., Moënne-Loccoz, Y. 2012: Pseudomonas and other microbes in disease-suppressive soils. In: Lichtfouse, E. (ed.), Organic Fertilisation, Soil Quality and Human Health - Sustainable Agriculture Reviews, vol. 9. Springer, Dordrecht, Netherlands, pp. 93-140..
  • Madigan, M.T. et al. 2003: Brock Biology of Microorganisms, Prentice Hall, London; Richards, B. N. 1987: The Microbiology of Terrestrial Ecosystems. Longman Publ., Singapore ..
  • Madsen, E. L. 2008: Environmental Microbiology. Blackwell Publishing, Oxford..
  • Metting, B. 1981: The systematics and ecology of soil algae. The Botanical Reviews 47: 195-312..
  • Mueller, G.M., Bills, G.F., Foster, MS. (Eds.) 2004: Biodiversity of Fungi. Elsevier..
  • Paul, E.A.(ed.) 2007: Soil microbiology, ecology, and biochemistry, 3rd ed. Academic Press, London;.
  • Sedláček, I. 2007: Taxonomie prokaryot , Masarykova univerzita Brno, 270 pp..
  • Smith, S.E., Read, D.J. 2008: Mycorrhizal symbiosis, 3rd ed. Academic Press, London;.
  • Takacs, C.D., Reysenbach, A.L., Boone, D.R.2001: Archaeal Ecology. Encyclopedia of Life Scences (www.els.net)..
  • Woese, C., Fox, G. 1977:Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms.". Proc Natl Acad Sci USA 74 (11): 5088-90..
  • Woese, C., Kandler, O., Wheelis, M. 1990: Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc Natl Acad Sci USA 87 (12): 4576-9..
  • Woese, C. 1987: Bacterial evolution. Microbiol Rev. 1987 June; 51(2): 221-271..
  • Francis, M. Molecular Mycorrhizal Symbiosis. John Wiley & Sons Inc., 2016.
  • Orgiazzi, A., Bardgett, R.D., Barrios, E., Behan-Pelletier, V., Briones, M.J.I., Chotte, J-L., De Deyn, G.B., Eggleton, P., Fierer, N., Fraser, T., Hedlund, K., Jeffery, S., Johnson, N.C., Jones, A., Kandeler, E., Kaneko, N., Lavelle, P., Lemanceau, P., Miko, L., Montanarella, L., Moreira, F.M.S., Ramirez, K.S., Scheu, S., Singh, B.K., Six, J., van der Putten, W.H., Wall, D.H. (Eds.). Global Soil Biodiversity Atlas. European Commission. Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2016.
  • Pierre, O., Spang, A., Schleper, Ch. Archaea in biogeochemical cycles. Annual Review of Microbiology 67:437?457, 2013.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru Doporučený ročník Doporučený semestr