Factors shaping microbial communities associated with ecologically important bark beetles.

• Thesis title in Czech: Faktory ovlivňující složení mikrobiálních společenstev vázaných na ekologicky významné kůrovce
• Thesis title in English: Factors shaping microbial communities associated with ecologically important bark beetles.
• Key words: Ips typhographus, Geosmithia, ophiostomatoidní houby, odolnost ke stresu, fyziologie, environmentalni DNA, abioticke faktory, kompetice
• English key words: Ips typhographus, Geosmithia, ophiostomatoid fungi, stress tolerance, physiology, environmental DNA, cultivation, abiotic factors, competition
• Academic year of topic announcement: 2016/2017
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Botany (31-120)
• Supervisor: Mgr. Miroslav Kolařík, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 21.10.2016
• Date of assignment: 21.10.2016
• Advisors: Paula Garcia-Fraile, Ph.D.

Preliminary scope of work

Náplní disertační práce, o kterou se ucházím, je práce na projektu, který se zabývá studiem mikrobiálních společenstev (tj. hub a bakterií) asociovaných s kůrovci. Mezi tyto mikroby patří také ekonomicky významní patogeni dřevin. Dosavadní znalosti o struktuře asociovaných houbových společenstev ukazují, že kůrovce lze rozdělit na ty, jejichž dominantní symbionti patří do rodu Geosmithia nebo se řadí mezi ophiostomatální houby (R. Jankowiak et al. 2014). Toto základní rozdělení koreluje s popsanou ekologií kůrovce. První typ symbiózy převažuje u druhů ze snadno vysychajících substrátů (například kůrovci preferující tenké větve), zatímco druhý typ je vázaný na kůrovce, kteří preferují kmeny stromů.
Cíle práce:
1) Zjistit složení mikrobiálních společenstev vybraných ekologicky odlišných kůrovců pomocí metabarcodingu environenmentální DNA. Za tímto účelem budou studovány jak houbové markery (ITS, TEF1a, RPB2) tak bakteriální (SSU rDNA). Vybrané druhy kůrovců budou pokrývat všechny ekologické skupiny lýkožravých druhů (např. ty, kteří preferují kmeny či větve) z jedle, smrku, borovice, jasanu, slivoní a dubu.
2) Najít hlavní ekologické proměnné zodpovědné za rozdělení kůrovců na „Geosmithia symbiosis –type“ a „Ophiostomatoid fungi symbiosis –type“. Za tímto účelem budou studovány různé aspekty ekologie kůrovců, jako je orgánová specificita, obsah vody v tkáních dřeviny, vodní a teplotní stabilita.
3) Zjistit jestli mezi dominantními houbami existují adaptace na prostředí typické pro daný habitat. Předpokládáme, že právě jednoduché abiotické proměnné (jako je vlhkost) vysvětlují diametrální rozdíly v typu houbové symbiosy. Pokud je tomu tak, tak by tyto houby měly vykazovat odlišnosti v reakci na vlhkost, teplotu, extrémní sucho, odlišné hladiny CO₂ atd.
4) Zjistit, zda se ve studovaném systému nachází dosud neznámé ekologické druhy hub. Tato část zahrnuje kultivaci a taxonomii přehlížených druhů, které budou dominovat v NGS datech, ale které nejsou z požerků nacházeny pomocí klasických kultivačních postupů.

Preliminary scope of work in English

Phloem-feeding bark beetles live in symbiosis with various microbiota. They frequently vector tree-pathogenic fungi and cause significant damage to forest ecosystems. Little is known about the whole diversity of their associated microbial communities and factors determining their composition. Moreover consistency of this association have often come under scrutiny due to inconsistent reports. Bark beetles can be divided into two groups based on the prevalence of either ophiostomatoid fungi or genus Geosmithia in the associated fungal communities. No information regarding similar split in bacterial taxa was reported. Our aim is to study the forces responsible for observed compositional patterns by the means of high-throughput sequencing. This should allow us to minimize the effect culture-dependent biases and test several ecological variables in regard to given community composition . Specifically we will study effects of variables related to the particular beetle niche (e.g. host tree,moisture), allelopathic interactions between dominant microbes and their physiological abilities.
Main goal is by using culture independent methods of high-throughput sequencing to disentangle effect of ecological variables and communityinteractions on macro-scale differences in microbial community composition associated with bark beetles of importance for forest ecosystems in Europe.