Microalgae as biostimulants and biomodulators of soil microbiome and their effect on plants

Jan Veselský

Bachelor's thesis

Mikrořasy jako biostimulátory a biomodulátory půdního mikrobiomu a jejich dopad na rostliny

Abstract:

Půdní mikrobiom sehrává důležidou úlohu v dostupnosti a cirkulaci živin, a má klíčovou roli v růstu a vývoji rostlin. V současnosti je jeho význam v agrocenózách podceňovaná, což vede k přehnanému využívání průmyslových hnojiv a pesticidů. Mikrořasy disponují vlastnostmi, díky kterým jsou užitečné v zemědělském využití, a mohou být použity k podpoření pozitivních vlivů půdního mikrobiomu. V rámci tohoto výzkumu byla sledována bioregulační schopnost sinice Anabaena variabilis v laboratorním experimentu. Pro porozumění dopadů na rostliny I půdní mikrobiom, byla využita metagenomická analýza a sledování transkripce stresových markerů rostlin. Pro odlišení vlivu přidaných živin, a dlouhodobé symbiózy mikrořas, byly využity tři varianty mikrořasové aplikace. Cílem projektu je zaznamenat a porozumět vlivu, který má aplikace mikrořas do půdy jak na půdní mikrobiom, tak na růst a fyziologii rostlin, a umožnit využití mikrořas pro optimalizaci růstových podmínek zemědělských plodin.

Abstract:

Soil microbiome plays a key role in soil nutrient availability, cycling, and has crucial role in plant growth and development. In current agroecosystems, this importance is underestimated, which results in overreliance on industrial fertilisers and pesticides. Microalgae exhibit a variety of traits that have proven to be useful in agricultural use, and can be used to enhance the beneficial properties, that soil microbiome presents. In this research, a laboratory scale experiment of the ability of cyanobacterium Anabaena variabilis to biomodulate the soil microbiome was studied. To understand the effect of the microalgae both on the soil microbiome and on the plant, a metagenomic approach and transcription analysis was used. To distinguish between effect of nutrient intake and long-term microalgal symbiosis, a three variant treatment was used. This project aims to monitor and understand the effects that different microalgae can have on crops, soil microbiome, and allow its use to optimise crop growing conditions.

Keywords

metagenomika, půdní mikrobiom, mikrořasy, biohnojivo, symbióza

Keywords

metagenomics, soil microbiome, microalgae, biofertilizer, symbiosis

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2024
• Supervisor: Ing. Dalibor Húska, Ph.D.
• Reader: Romana Bačová, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme:
Molecular Biology and Biotechnology