Einfluss der Mikroaggregateigenschaften auf die mikrobielle Besiedelung von Mikroaggregaten

• Antragstellerin: Professorin Dr. Claudia Knief
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251268514

Die vorgeschlagene Forschergruppe FOR2179 verfolgt zwei wesentliche Ziele. Es sollen Mikroaggregatbildung, -stabilität und ¿zerfall im Boden in Abhängigkeit von chemischer Zusammensetzung und Architektur verstanden werden. Des Weiteren soll die Bedeutung der Mikroaggregate für Bodeneigenschaften und ¿funktionen analysiert werden, wobei die Habitatfunktion für Mikroorganismen in diesem Teilprojekt von zentraler Bedeutung ist. Die Fraktion der Mikroaggregate und Tonpartikel stellt ein wesentliches Habitat für Bakterien im Boden dar. Die Anordnung und Aggregierung von Bodenbestandteilen zu einer dreidimensionalen Struktur ist ein regulierender Faktor biologischer Prozesse. Mikroorganismen tragen aber auch selbst zur Bildung und De-/Stabilisierung von Mikroaggregaten bei. Dieses Teilprojekt adressiert beide Aspekte, die Habitatfunktion von Mikroaggregaten für Bakterien und die Rolle der Bakterien bei der Mikroaggregatbildung und für deren Stabilität. Wir möchten die Hypothese überprüfen, dass verschiedene Typen von Mikroaggregaten, die aus einer Toposequenz mit variablem Tongehalt stammen, unterschiedliche bakterielle Gemeinschaften beherbergen, bedingt durch die unterschiedlichen physikochemischen Eigenschaften der Mikroaggregate. Zu diesem Zweck soll die Zusammensetzung und Diversität der bakteriellen Gemeinschaft in unterschiedlichen Fraktionen von Mikroaggregaten mit molekularbiologischen Methoden analysiert werden. Die Daten werden korreliert mit denen, die die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Mikroaggregate beschreiben, welche von verschiedenen Partnern dieser Forschergruppe generiert werden, so dass Faktoren identifiziert werden können, die die Besiedelung der Mikroaggregate durch Bakterien beeinflussen. Ein zweites Ziel dieses Teilprojektes ist es, zwischen metabolisch aktiven und inaktiven Zellen zu differenzieren und so die Mikronischen zu identifizieren und zu charakterisieren, die von aktiven bzw. inaktiven Zellen kolonisiert werden. Die Eigenschaften der Mikronischen aktiver und inaktiver Zellen sollen auf Mikrometerskala analysiert werden, wobei Fluoreszenzmikroskopie mit verschiedenen massenspektrometrischen Methoden wie LA-IRMS, LA-ICP-MS und nanoSIMS kombiniert werden soll. Um die Rolle er Mikroorganismen bei der Aggregatbildung und ¿stabilisierung besser zu verstehen, werden in der ersten Phase dieses Projektes Aggregierungsexperimente mit ausgewählten Bakterienstämmen durchgeführt. Mikrobielle Destabilisierung von Mikroaggregaten wird analysiert, indem die mikrobielle Umsetzung markierter extrazellulärer polymerer Substanzen analysiert wird, welche als Kleber zur Aggregatbildung beitragen. In ihrer Gesamtheit sollen die verschiedenen Analysen zum einen zu einem tieferen Verständnis darüber führen, wie Mikroorganismen an der Mikroaggregatbildung und deren Zerfall beteiligt sind, zum anderen sollen regulatorische Mechanismen von Mikroaggregaten auf mikrobielle Besiedlung und Aktivität erkannt und verstanden werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2179: MAD Soil - Microaggregates: Formation and turnover of the structural building blocks of soils