Botaanika osakonna bakalaureusetööd – Bachelor's theses

Selle kollektsiooni püsiv URIhttps://hdl.handle.net/10062/30325

Sirvi

Nüüd näidatakse 1 - 5 5

Arbuskulaarse mükoriisa roll taimede stressitaluvuses
(Tartu Ülikool, 2020) Sui, Simone; Öpik, Maarja; Sepp, Siim-Kaarel; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Botaanika osakond
Enamik maismaataimi on arbuskulaarmükoriissed. Arbuskulaarne mükoriisa on sümbioos taimejuure ja krohmseente (Glomeromycotina) vahel ning omab üliolulist rolli taimede toitainete kättesaadavuses ja omastamises. Lisaks on arbuskulaarsel mükoriisal teisigi tähtsaid funktsioone, näiteks taimede stressivastuste kujunemisel. Bakalaureusetöö eesmärk on anda ülevaade arbuskulaarse mükoriisa tähtsusest ökosüsteemides ja taimede biootilise ja abiootilise stressitaluvuses.
Arbuskulaarset mükoriisat soodustavad põllumajandusviisid
(Tartu Ülikool, 2020) Solnik, Kaia; Hiiesalu, Inga; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Botaanika osakond
Käesolev töö annab referatiivse ülevaate arbuskulaarse mükoriisa mõjust põllukultuuride kasvule ja kohasusele ning põllumajanduspraktikate mõjust arbuskulaarse mükoriisa moodustumisele. Eesmärgiks on leida viise jätkusuutlikumaks majandamiseks ning saagikuse tõstmiseks.
Karjatamise ja varjutamise mõju krohmseente ning taimede vahelistele interaktsioonidele
(Tartu Ülikool, 2024) Laaspere, Lauri; Semtšenko, Marina, juhendaja Siim-Kaarel Sepp, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Botaanika osakond
Karjatamine ja varjutamine võivad mõjutada arbuskulaarset mükoriisat moodustavate seente kolonisatsiooni taimejuurtes nii positiivselt kui ka negatiivselt. Mõlema faktori mõjusid on eelnevalt uuritud, kuid karjatamise mõju kohta puudub ühine arusaam. Oluliseks peetakse karjatamise intensiivsust ja kestvust, kuid mõju oleneb kontekstist. Varjutamise puhul on leitud, et vähese valguse korral võib seente kolonisatsioon taimejuurtes väheneda. Antud töö eesmärk oli katsetada kolonisatsiooni määramist programmiga AMFinder ning võimekust tuvastada karjatamise ja varjutamise võimalikke mõjusid. Selleks kasutati katseandmestikku, kus erinevate töötlustega simuleeriti karjatamist, varjutamist ja karjatamise puudumist. Programm AMFinder kasutab kolonisatsiooni määramiseks masinõpet ning tehisnärvivõrke, et mikroskoobiga tehtud slaidipiltidelt tuvastada arbuskulaarse mükoriisa struktuure. Masinõppe kasutamine võimaldab andmeid analüüsida ning seoseid tuvastada kiiremini. Võrdluseks määrati kolonisatsioon ka klassikalise, inimhindaja meetodiga. Selle tulemustest selgus, et varjutamise töötlusega taimede arbuskulaarse mükoriisa kolonisatsioon oli keskmiselt kõrgem kui teistel töötlustel. Sama mustrit programm AMFinder tuvastada ei suutnud. AMFinderi katsetamiseks treeniti erinevaid mudeleid, mille puhul kasutati treeningandmestiku aditiivset lähenemist. Tõenäoliselt oleks AMFinder suutnud tuvastada erinevused töötluste vahel, kui oleks kasutatud rohkem treeningandmeid, andmete augmenteerimist ning esitatud kogu andmestik korraga mudelile treenimiseks. Siiski, võrreldes klassikalise meetodiga, on AMFinderi kasutamisel potentsiaali, kuna paremini treenitud mudeli puhul oleks võimalik kolonisatsiooni määrata oluliselt kiiremini ning inimhindaja subjektiivsuseta. Effects of grazing and shading on interactions between plants and arbuscular mycorrhizal fungi Grazing and shading can positively or negatively affect arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) colonisation in plant roots. Both factors have been researched, but as of right now, there is no consensus. Grazing has been found to have positive as well as negative effects that depend on the intensity and duration. For shading, there is a common understanding that it negatively affects the colonisation of plant roots due to light deprivation under intense shade. This thesis aimed to test the program AMFinder and its ability to detect AM fungal colonisation in plant roots under simulated grazing (clipping) and shading. For this purpose, an experimental dataset was used where plants were subjected to clipping, shading or no clipping treatments. AMFinder uses machine learning and neural networks to detect AM fungal structures in microscope images. The use of machine learning enables higher data throughput and faster analysis. Colonisation was also quantified using a regular human-based method, plants subjected to the shading treatment had higher average AM fungal colonisation than other treatments. Measurements conducted with AMFinder did not distinguish the same pattern. This was probably due to the structure of training and the datasets used. Different AMFinder models were exposed to the training sets additively, which did not produce sufficiently good models. Better models could be generated with more training data, data augmentation, and different training approaches, such as exposing the model to the maximum available data in one run. Machine learning and computer vision still have the potential to accelerate the quantification of AM fungal colonisation in plant roots and the analysis of large datasets
Krohmseente globaalne levik ja ohtrus
(Tartu Ülikool, 2025) Pärtel, Jaak; Hiiesalu, Inga, juhendaja Zobel, Martin, juhendaja Davison, John, Alexander, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Botaanika osakond
Krohmseened on ökosüsteemides kriitilise tähtsusega mullaorganismide hõimkond, mille liigid täidavad mitmeid olulisi rolle nii looduslikes kui ka põllumajanduslikes kooslustes. Krohmseente biogeograafias on endiselt palju uurida, kuid on avaldatud ka mõned globaalsel tasemel tööd, mis kirjeldavad nende levikut ning ohtrust. Selle töö esimene peatükk andis ülevaate praegustest teadmistest krohmseente taksonoomia ja ökoloogia osas, teises peatükis keskenduti mikroorganismide ning krohmseente biogeograafia uurimismeetoditele ning varasematele töödele. Töö empiirilises osas analüüsiti globaalset mulla- (> 1000) ning juureproovidel (> 2000) põhinevat andmestikku, kus krohmseente esinemine on määratud 18S väikese subühiku rRNA (SSU) geeni alusel. Analüüsiti krohmseente virtuaaltaksonite (VT-de) funktsionaalsete rühmade, elukäigustrateegia ning sugukondade seost nende kohaliku ohtrusega, levikusagedusega ning globaalse ohtrusega 1. Risofiilse biomassi allokatsiooniga ning elukäigustrateegialt ruderaalsed taksonid on nii levikus kui ohtruses domineerivad, kuigi enamik taksoneid on mitte-ruderaalid. Enamik sugukondadest ei erinenud olulisel määral oma leviku või ohtruse poolest, kuid Glomeraceae oli mitmes mõõdikus rohkem levinud või kõrgema ohtrusega. 2. Kohalik suhteline ohtrus peegeldab juureproovide puhul funktsionaalsete rühmade ning sugukondade globaalse ohtruse mustreid, kuid mullaproovidel on kohaliku ning globaalse ohtruse trendid samapidised elukäigustrateegiatel. 3. Mulla- ning juureproovides määratud krohmseenekoosluste struktuur erineb globaalsel tasemel. Kui mullaproovides olid edafofiilsed ning risofiilsed VT-d esindatud võrreldaval hulgal, siis juureproovides on risofiilsed VT-d ohtramad. Käesoleva bakalaureusetöö tulemused olid üldjuhul kooskõlas varasemate globaalsete analüüside tulemustega. Tööst võib järeldada, et funktsionaalsete rühmade ning elukäigustrateegiatega peaks krohmseente biogeograafiat uurides arvestama. Arbuscular mycorrhizal fungi are a critically important phylum of soil organisms for ecosystems, with species that fulfill numerous essential roles in both natural and agricultural communities. While there is still much to explore in the biogeography of these fungi, some global-level studies have been published that describe their distribution and abundance. The first chapter of this thesis provided an overview of current knowledge on the taxonomy and ecology of arbuscular mycorrhizal fungi. The second chapter focused on the research methods used in microbial and fungal biogeography, as well as previous studies in the field. The empirical part of the thesis analyzed a global dataset based on more than 1,000 soil samples and over 2,000 root samples, where the presence of arbuscular mycorrhizal fungi was determined using the 18S small subunit rRNA (SSU) gene. The study examined the relationship between the local abundance, frequency of occurrence, and global abundance of virtual taxa (VTs) of these fungi and their functional groups, life-history strategies, and families. 1. Taxa with rhizophilic biomass allocation and ruderal life-history strategies dominate in both distribution and abundance, although most taxa are non-ruderal. Most families did not differ significantly in terms of their distribution or abundance, but the family Glomeraceae was more widespread or abundant in several metrics. 2. Local relative abundance reflects global abundance patterns of functional groups and families in root samples, while in soil samples, the trends in local and global abundance align more closely with life-history strategies. 3. The structure of fungal communities identified in soil and root samples differs at the global level. In soil samples, edaphophilic and rhizophilic VTs were represented in comparable amounts, whereas in root samples, rhizophilic VTs were more abundant. The results of this bachelor's thesis were generally consistent with previous global analyses. The study suggests that functional groups and life-history strategies should be considered when studying the biogeography of arbuscular mycorrhizal fungi.
Mulla elurikkuse vähenemise ja võõrtaimede mõju taimede ja krohmseente vahelistele suhetele
(Tartu Ülikool, 2025) Leib, Tõnis; Sepp, Siim-Kaarel, juhendaja Koorem, Kadri, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Botaanika osakond
Töö eesmärgid uurida võõrliikide ja mulla elurikkuse vähenemise mõju AM kolonisatsioonile ning AMFinderi sobivust AM kolonisatsiooni määramisel said täidetud. AM seente kolonisatsiooni määr oli oluliselt suurem kõrgema mulla elurikkuse juures, kuid hüpoteesi teisne pool – võõrliikide negatiivne mõju – ei leidnud kinnitust. Süstlehise teelehe biomass oli vastupidiselt hüpoteesile võõrliikidest positiivselt sõltuv, mis võis tuleneda algsest väiksemast konkurentsist nendes pottides . Mulla elurikkuse tase süstlehise teelehe biomassi ei mõjutanud. Samuti polnud võõrliikidel ja mulla elurikkuse vähenemisel selget koosmõju. Süstlehise teelehe AM seente kolonisatsioon oli pidevalt madalam kui teistes uuringutes, kuid see ei vähendanud isendite edukust, näidates vähest sõltuvust mükoriisast. AMFinderiga AM kolonisatsiooni määramine ei osutunud selles töös eusaldusväärseks. Esiteks esines mitmeid programmivigu, mis tegid töötamise ebaefektiivsemaks. Teiseks ennustasid AMFinderi masinõppe mudelid süstlehise teelehe AM kolonisatsiooni piisavalt ebatäpselt, et meetodi tulemused ei olnud ökoloogiliselt kasutatavad. Metoodikat saaks parandada, tehes kas juuri puhtamaks ja/või võttes kasutusele keerulisema mudeli, mis suudaks mükoriisat tuvastada ka segasematelt piltidelt. Edasiliikumiseks tuleks võõrliikide ja mulla elurikkuse vähenemise mõjusid uurida looduslikes oludes. Võimalik, et lühiajalises potikatses ei omanud antud võõrliigid süstlehisele teelehele sama sugevat mõju, kui looduslikult invadeeritud kooslustes. Samuti ei pruugi madala mulla elurikkuse mõjud kooslusele ja toitainete ringlusele lühiajalise avalduda. The aim of this thesis was to study the effects of non-native plant species and soil biodiversity loss on the growth of common plant species and AM fungal colonization in the roots of the test species as well as to test the efficiency of AMFinder for estimating AM fungal colonization in the roots of test plant species. Contrary to the hypothesis, the biomass of the test species, Plantago lanceolata, was higher when growing with non-native species, which may have occurred because of lower competition in those pots. Soil biodiversity level did not affect Plantago lanceolata biomass. Also, there was no significant effect on the interaction between non-native species and soil biodiversity loss. The results indicated that AM colonization rate was significantly higher at high soil biodiversity, demonstrating that the loss of soil biodiversity limits the ability of native plant species to form arbuscular mycorrhiza. The results also indicated that the presence of non-native plant species and the interaction between non-native plant species and decreasing soil biodiversity did not influence AM fungal colonization of a test species. In general, Plantago lanceolata had lower AM colonization in the present study than in than in earlier papers, but the plant species was competitive in the pots, which shows that it is not very dependent on AM fungi. The use of AMFinder to analyze AM colonization rate was found to be inadequate in this thesis. First of all, the programs that were used contained many bugs, which made working with them inefficient. Secondly, the AMFinder machine learning models predicted the AM colonization rate with insufficient accuracy, making the results unusable in ecological conclusions. Methodology could be improved if roots could be better cleared and/or if another more complex machine learning model was implemented to analyze mycorrhizal structures from visually messy pictures. In future studies, to better understand the effects of soil biodiversity loss and non-native species, longer experiments or studies in the natural environment are needed, as short-term greenhouse experiments might not fully reveal the influence of non-native plant species. Also, soil biodiversity loss has long-term effects on plant communities and nutrient cycling that would not be evident in short-term experiments.

Sirvi

Sirvi Botaanika osakonna bakalaureusetööd – Bachelor's theses Märksõna "arbuskulaarne mükoriisa" järgi