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NanoSIMS Enabled Approach to Understand Bacterial and Fungal Cellulose Degraders in Soils

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Untersuchungen zu neuen Gruppen von Bodenmikroben

Forscher haben eine neue Methode entwickelt, die bei der detaillierten Kartierung von Netzwerken von Bodenmikroben helfen soll.

Klimawandel und Umwelt icon Klimawandel und Umwelt

Bodenmikroben wie Bakterien und Pilze bauen kohlenstoffreiches Pflanzenmaterial (Zellulose) ab. Als solche spielen sie eine entscheidende Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde, über die Faktoren, die mikrobielle Vielfalt und Aktivität beeinflussen, ist aber noch wenig bekannt. Bislang wurde nur ein winziger Teil der Bodenmikroorganismen, die in einem Labor gezüchtet werden können, untersucht, um den Zelluloseabbau besser zu verstehen. Aber jetzt können dank moderner molekularbiologischer Techniken Bodenproben direkt untersucht werden. Einige dieser Techniken wurden kürzlich im Rahmen des EU-geförderten Projekts SAE_SNSP_UVA ("Nanosims enabled approach to understand bacterial and fungal cellulose degraders in soils") weiterentwickelt. Insbesondere konnten die Forscher Probenkomponenten extrahieren, die klein genug waren, um eine Einzelzellen-Genomsequenzierung mit Hilfe modernster Instrumente zu ermöglichen. In einer Machbarkeitsstudie (Proof-of-Concept) der neuen Extraktionsmethode wurde sie für den Nachweis von Zellulose abbauenden Mikroben aus einem österreichischen Buchenwaldboden angewandt. Genauer gesagt wurden verschiedenen Gruppen dieser Mikroorganismen mithilfe von biogeochemischen, molekularen und enzymatischen Studien charakterisiert. Eine wichtige Erkenntnis war, dass die Zugabe von Glukose in den Proben eine Verschiebung in der Gemeinschaft verursachte, die Bakterien begünstige, während zusätzlicher anorganischer Stickstoff Pilze begünstigte. Diese Studie trug zu unserem Wissen über den Zelluloseabbau und die diesen steuernden Faktoren bei. Weil Böden die größten Mengen an Kohlenstoff auf der Erde enthalten, sollten wir besser verstehen, welche Rolle sie im terrestrischen Kohlenstoffkreislauf spielen.

Schlüsselbegriffe

Bodenmikroben, Bakterien, mikrobielle Diversität, Zelluloseabbau, Kohlenstoffkreislauf

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