Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N14: Umsatz von Metaboliten der Rhizosphaere in sauren Waldboeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie (ÖMIK) durchgeführt. Oxalat, Succinat, Acetat und Formiat wurden in der Rhizosphare von sauren Waldboeden identifiziert. Die biologische Umsetzung dieser Metabolite in Waldoekosystemen ist jedoch nicht vollstaendig geklaert. Als Modell fuer organische Saeuren wurde Oxalat ausgewaehlt, und der mikrobielle Abbau von Oxalat wurde in sauren Waldboeden (im Bereich der Rhizosphaere und der Nicht-Rhizosphaere) und in pH-neutralen Boeden (Nicht-Rhizosphaere) in Bodenmikrokosmen (15-20 Grad Celsius) untersucht. Verglichen mit dem Boden aus dem Nicht-Rhizosphaerenbereich waren die mikrobiellen Populationen aus dem Bereich der Rhizosphaere in sauren Waldboeden geeigneter, Oxalat unter aeroben Bedingungen sofort umzusetzen. Der anaerobe Verbrauch von Oxalat war in sauren Waldboeden vernachlaessigbar. Ein anaerober Verbrauch von Oxalat konnte dagegen in pH-neutralen Boeden festgestellt werden. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass aerobe mikrobielle Gemeinschaften am Oxalat-Umsatz im Bereich der Rhizosphaere und Nicht-Rhizosphaere in sauren Waldboeden beteiligt sind, waehrend anaerobe Aktivitaeten nicht sehr bedeutsam fuer die Umsetzung organischer Saeuren in Waldboeden sind. Da es nur wenige Informationen ueber die gesamte Mikroflora von sauren Waldboeden gibt, wurden Anreicherungen aus diesen Mikrokosmen angesetzt, um die Mikroflora dieser sauren Boeden auf einer mehr zellulaeren Ebene zu untersuchen. Es wurden zahlreiche Isolate gewonnen. Die vorherrschenden Mikroben aus sauren Waldboeden mit der Faehigkeit zum Wachstum unter anaeroben Bedingungen waren saeuretolerante, fakultative Bakterien der Gattung Enterobacter und Serratia. Weiter wurden mehrere sporenbildende Isolate gewonnen, die anscheinend eine neue Spezies von Clostridium sind, da sie einzigartige metabolische Faehigkeiten, einschliesslich der N2-Fixierung, bei niedrigen pH-Werten besitzen. Ferner wurden mehrere anaerobe, saeuretolerante Isolate vorbehaltlich als Unterspezies von Actinomyces israelii identifiziert. Diese Isolate werden weiter phylogenetisch untersucht. Eine neue obligat anaerobe Spezies von Sporomusa wurde ebenfalls aus Waldboden isoliert. Dies ist die erste Isolierung dieser Gattung aus Boeden (Sporomusa silvacetica). Aus der physiologischen Charakterisierung dieser Isolate laesst sich ableiten, dass Bakterien aus sauren Waldboeden eine hoehere Toleranz gegenueber sauren Bedingungen besitzen als Bakterien aus weniger sauren Waldboeden.
Das Projekt "Detektion von pathogenen und gentechnisch veränderten Mikroorganismen mittels DNA-Array-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Molekulare Infektionsbiologie durchgeführt. Durch die vollständige Sequenzierung von bakteriellen Genomen eröffnen sich für die mikrobiologische Diagnostik derzeit neue Möglichkeiten. Daher soll in dem vorliegenden Projekt mit Hilfe der DNA-Mikroarray-Technologie ein Nachweisverfahren für humanpathogene, pflanzenpathogene und gentechnisch veränderte Mikroorganismen (GVOs) entwickelt und eingesetzt werden. Für die humanen Infektionserreger Mycobacterium, Burkholderia, Stenotrophomonas, Sphingomonas, Serratia, Acinetobacter, Enterobacterund die Pflanzenpathogenen Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas und Ralstonias sollen zunächst nach Art einer 'mikrobiologischen Rasterfahndung' spezifische Gensequenzen ausgewählt werden. Darüber hinaus sollen Antibiotikaresistenzgene und gentechnologisch verwendete Markergene einbezogen werden. Nach dem bioinformatorischen Design ist für die Erstellung des DNA-Mikroarrays das Aufbringen von spezifischen synthetischen Oligonukleotiden auf Nylonmembranen geplant. Im Anschluss an die DNA-Array-Herstellung sollen Evaluierungsarbeiten anhand von wildtypischen Reinkulturen, gentechnisch veränderten Mikroorganismen und Umweltproben erfolgen. Durch die Kombination der Kriterien (i) Identität des Erregers, (ii) Virulenzgenausstattung des Erregers, (iii) Antibiotikaresistenzen und gentechnische Markergene soll eine komplexe Diagnose ermöglicht werden.