Целта на настоящия проект е да се изследва влиянието на височинния градиент и растителните пояси върху таксономичния състав и структурата на горския почвен микробиом и да се определи метаболитната му активност като се вземат предвид конкретните фактори на средата в умерените горски екосистеми. 

За целта ще бъдат анализирани характеристиките на горски почвени проби, събрани по височинния градиент в три растителни пояса на Природен парк „Витоша“ (ПП „Витоша“). Почвените проби ще бъдат изследвани в два вегетационни сезона — летен и есенен, което ще даде възможност да се проследи сезонната динамика в структурата и състава на бактериалните и гъбните съобщества, както и тяхната корелация с абиотичните и биотичните фактори на средата. В рамките на изследването ще бъде установен пълният видов състав на растителността, като специално внимание ще бъде отделено на доминантните и диагностичните видове, характеризиращи фитоценозите в представителните пробни площи. Ще бъдат определи ключовите фактори на околната среда с ефект върху характеристиките на микробните съобщества. 

Работната хипотеза на настоящото изследване е, че (Ⅰ) съставът на микробните съобщества в почвите се променя в зависимост от височинния градиент и видовия състав на растителността, (Ⅱ) комплексен набор от екологични, абиотични и биотични фактори обуславя специфичната екологична и географска структура на почвения микробиом и (Ⅲ) съществуват ключови бактериални и гъбни таксони със стабилен, височинен и географски специфичен профил. 

В резултат на фундаменталния характер на изследванията се очаква да бъдат постигнати следните резултати: 

✓ Да определим таксономичният състав и промените в структурата на микробните съобщества в зависимост от височинния градиент и факторите на средата. Предполагаме, че ключови фактори, водещи до тези промените са температура на почвата и съдържание на влага в нея. Микробните съобщества в зависимост от височинния градиент и растителния пояс ще редуцират своето разнообразие, обилие и разпределение до ключови таксономични групи, които се концентрират върху жизнено важни функции на почвата; 

✓ Да прогнозираме функциите на микробиома, които ще покажат, че биотичните взаимодействия между микробните таксони (гъби и бактерии) в почвите играят важна роля в стимулирането на екосистемните процеси; 

✓ Да оценим влиянието на растителния състав върху структурата и активността на почвените микроорганизми, имайки предвид, че силно се повлияват от вида на растителността, и по-специално от вида на дървесните видове; 

✓ Да оценим почвеното здраве в горските почви; 

✓ Да получим нови знания за биоинформатичните инструменти при обработка на метагеномни данни. 

 Настоящият проект ще се извършва с помощта на различни класически и новоразработени методи на ново поколение секвениране (NGS), както и съвременни биоинформатични методи за анализ на огромни база данни. Очакваме нашите резултати да дадат нови знания за стабилността на микробните съобщества – тяхната способност за устойчивост и възстановяване след нарушения на околната среда, което от своя страна влияе върху функционирането на екосистемата.