Schwerpunktprogramm (SPP) 1315: Biogeochemische Grenzflächen in Böden; Biogeochemical Interfaces in Soil, Steuerfaktoren mikrobieller Biopolymerabbauer in landwirtschaftlichen Böden

Description: Die Biopolymere Zellulose und Chitin in Pflanzen, Pilzen und Arthropoden sind Bestandteile der organischen Substanz in landwirtschaftlichen Böden und stellen wichtige Kohlenstoffquellen für mikrobielle Gemeinschaften im Boden dar. Bodenaggregate belüfteter Böden kreieren natürliche Grenzflächen zwischen oxischen Bedingungen außerhalb und sauerstoff-limitierten innerhalb. Diese biogeochemischen Grenzflächen führen zu einer sehr heterogenen und dynamischen Sauerstoffverteilung auf der Millimeterskala. Die Effekte und Mechanismen der Toxizität von Herbiziden auf biopolymer-abbauende Mikroorganismen in einer solch stark kompartimentalisierten Umwelt sind nicht bekannt. Das Projekt stellt eine Fortsetzung eines laufenden Projektes im Schwerpunkt Programm 1315 'Biogeochemical Interfaces in Soil' dar. Das vorgegangene Projekt hat bislang Prokaryoten identifiziert, die unter oxischen oder anoxischen Bedingungen am Zelluloseabbau beteiligt sind und nachgewiesen, dass die Herbizide Bentazon und MCPA mikrobielle Prozesse beim Bioploymerabbau inhibieren. Das beantragte Projekt wird (1) chitinabbauende Prokaryoten, Pilze und Protisten, die in oxischen und anoxischen Mikrozonen aktiv sind, identifizieren, (II) die Toleranz von zellulolytischen und chitinolytischen Taxa hinsichtlich Bentazon und MCPA bestimmen, (III) wichtige Chitin-Abbauer charakterisieren und (IV) die Verteilung von Sauerstoff im Boden beim Biopolymerabbau quantifizieren. Zentrale Methoden werden SIP, 16S rRNA-, 18S rRNA- und Chitinase-Gen-Analysen, HPLC, GC und Sauerstoffdetektion mittels Fluoreszenzfarbstoffen sein.

SupportProgram

Tags: Herbizid ? Chitin ? Fluoreszenz ? Biopolymer ? Arthropoden ? Biogeochemie ? Aerobe Bedingungen ? Anaerobe Bedingungen ? Zellulose ? Herbizideinsatz ? Sauerstoff ? Bodenmikroorganismen ? Flüssigkeitschromatografie ? Gaschromatografie ? Isotopentechnik ? Organisches Material ? Ackerboden ? Pilz ? Biologischer Abbau ? Pflanzengesellschaft ? Sauerstoffgehalt ? Toxikologische Bewertung ? Toxizität ? Wirkungsanalyse ? Mikroorganismen ? Verbreitungsgebiet ? Grenzschicht ? Sauerstoffmangel ? 18S rRNA-Analyse ? Mikrozone ? Prokaryoten ? Protisten ? RNA ? Bentazon ? Biologische Schadstoffwirkung ? Chitinase-Gen-Analyse ? 16S rRNA-Analyse ? Herbizidwirkung ? Isotop ? MCPA ?

Region: Bayern Bayern

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License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie (Projektverantwortung)

Last harvest: 29.09.2026 09:30

Time ranges: 2010-10-01 - 2013-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Environmental Determinats of Microbial Biopolymer Degraders in Agricultural Soil
  Description: The structural polysaccharides cellulose and chitin of plants, fungi, and arthropods are major components of organic matter in agricultural soils. These biopolymers are carbon sources of soil microbial communities linked to soil redox processes. Soil aggregates of water-unsaturated soil form natural boundaries of oxic conditions outside and oxygen-limited conditions inside. These biogeochemical interfaces lead 10 a highly heterogeneous oxygen distribution on a millimetre scale. The effects and mechanisms of the toxicity of herbicides on biopolymer degrading communities in such highly compartmentalized soNs have not been resolved. The proposed study is a continuation of a project funded within Priority Program 1315 'Biogeochemical Interfaces in Soil'. The preceding project resolved phylogenetic identities of known and novel prokaryotes linked 10 cellulose degradation under both oxic and anoxic conditions, and demonstrated that the acidic herbicides Bentazon and MCPA impair microbial processes involved in cellulose degradation. The proposed project will (1) identify chitin-degrading prokaryotes, fungi, and protists that are active in oxic and anoxic microzones, (II) determine the tolerance of various cellulolytic and chitinolytic taxa to Bentazon and MCPA, (III) characterize key chitin-degraders, and (IV) will quantitatively assess oxygen distribution in during biopolymer degradation in an agricultural soil. Central methods will include stable isotope probing, analyses of 16S rRNA, 18S rRNA, and chitinase genes, HPLC, GC, and oxygen sensing via analysis of fluorescence dyes.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1036521

Status

Aktiv

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