„Knöllchenbakterium“ heißt die Mikrobe des Jahres 2015, mit wissenschaftlichem Namen Rhizobium. Diese Mikrobe erleichtert den Anbau von Bohnen, Erbsen, Linsen und Futtermitteln wie Klee. Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) kürte diesen faszinierenden Mikroorganismus am 9. Februar 2015 zur Mikrobe des Jahres 2015.
Das Projekt "Spatial variability of the effects of biochar on soybean-rhizobium symbiosis and plant growth on sandy soil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landnutzungssysteme und Landschaftsökologie durchgeführt. Limiting of water and nutrient retention capacity of soils in sandified regions are critical factors for crop growth. Biochar can increase water retention capacity and available water capacity of sandy soils. It does not only improve soil structure, but also contribute with additional cation and increased cation exchange capacity. On the other hand, the nitrogen availability in soil can get lower due to the high carbon/nitrogen ratio of the biochar and the resulting nitrogen immobilization. The nitrogen addition from fertilizer or legumes, through its nitrogen fixation ability, is necessary to fully utilize the benefit of biochar. But fertilizer application will cause more nitrogen leaching from soil to environment. Thus, the project aims to promote soybean-rhizobium symbiosis on sandy soil to remedy shortage of nitrogen. Soybean rhizobium symbiosis has high nitrogen fixation ability. The amount of nitrogen fixed by rhizobium soybean can be up to 450 kg nitrogen ha-1. Sandy field heterogeneity is also proved to be a problem to influence plant growth. A transect study is designed to separate treatment effect from field variability. In consequence, the main objectives of the project are: (I) to investigate the potential of soybean growth and biological nitrogen fixation on sandy soil with biochar application, (II) to improve the water and nutrient retention capacity in sandy soils, (III) to examine the spatial soil property and water variation in field
Das Projekt "Sub project: Viral infections as controlling factor of the deep biosphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres durchgeführt. Viruses might be the main 'predators' in the deep biosphere and possibly have a major impact on indigenous microorganisms in providing labile organic compounds for this extremly nutrient depleted habitat. While direct counting of viruses along depth profiles of various ODP sites indicated a general decrease with depth, we could show that the ratio of viruses vs. cells increased. Prophages were induced from six out of thirteen representative deep-biosphere bacteria of our ODP Leg 201 culture collection, exhibiting different morphotypes of sypho- and myoviruses. Five of them were subjected to whole genome sequencing. This sequence information will be used to design specific primers for a molecular detection and quantification of these phages in the deep biosphere. Especially the number and distribution of phages that infect Rhizobium radiobacter, which is highly abundant in subsurface sediments, will be examined. We will further focus on the following questions: How important is the viral shunt in providing essential nutrients for deep biosphere populations? How is the physiological state of indigenous microorganisms related to viral infections?
Das Projekt "Untersuchung zum Gentransfer zwischen Arten, Erhaltung und Auspraegung in der Natur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Lehrstuhl für Genetik durchgeführt. Achievements: A laboratory model has been created to study the gene transfer between Rhizobium meliloti strains within the nodule. Nodulation and infection defective strains were used, which are able to complement each other to form functional nodules. Gene transfer between the strains was observed.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme, Abteilung Gehölz- und Vermehrungsphysiologie durchgeführt. Das Verbundprojekt BonaRes-ORDIAmur will in einem integrierten Ansatz die Ursachen der Apfelnachbaukrankheit (engl. Apple Replant Disease = ARD) aufklären und aus den gewonnenen eigenen Erkenntnissen sowie basierend auf der Literatur oder Erfahrungen Dritter Maßnahmen zur Überwindung von ARD entwickeln. Diese sollen langfristig und nachhaltig die Bodengesundheit für Baumschulen und Obstbetriebe erhalten, die zunehmend unter den drastischen wirtschaftlichen Folgen von ARD leiden. Die hier beantragten Teilprojekte der Leibniz Universität Hannover (P4-2, P9, und PK) haben die folgenden Ziele: In P4-2 sollen der Schweregrad von ARD auf größeren räumlichen Skalen ermittelt werden. Dazu werden 150 Inhaber und Betriebsleiter von Apfelplantagen und Baumschulen ausgewählt. Neben der Erfassung eines großen Datensatzes mittels Fragebögen, werden Bodeneigenschaften und der ARD-Schweregrad ermittelt. Weiterhin wird eine Zwischenfrucht-Saatgutmischung in ausgewählten Obstbauplantagen angebaut und deren Erfolg in Gewächshausversuchen überprüft. In P9 werden die Böden der 150 Betriebe in Biotests auf die Schwere der Nachbaukrankheit überprüft. Weiterhin werden die endophytischen bakteriellen Gemeinschaften untersucht, sowohl im Ausgangspflanzenmaterial als auch in Wurzeln aus Varianten, in denen verschiedene Managementmaßnahmen appliziert wurden. Schließlich wird die Quantifizierungsmethode (qPCR) für ausgewählte Gattungen wie Streptomyces, Pseudomonas und Rhizobium weiterentwickelt. Das Koordinationsprojekt PK wird seine wichtige Arbeit zur Koordination der Zentralexperimente, der Verbundarbeit, der Außendarstellung und der Interaktion mit dem BonaRes-Zentrum, anderen Modul A-Projekten (v.a. CATCHY) und Außenstehenden fortsetzen.
Das Projekt "Untersuchungen der Symbiose zwischen Rhizobium Meliloti und Alfalfa in sauren Boeden Argentiniens und Uruguays" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Lehrstuhl für Genetik durchgeführt. The main objective of this work is to further examine and improve the symbiotic ability of R meliloti strains from the central part of Argentina and Uruguay to be eventually used in inoculant production. For this propose specific aims have been devised: I) Development of a R meliloti strain collection with native rhizobia isolated from Argentina and Uruguay. Isolates from other regions of interest will be also studied. II) Development of appropriate methodologies to study competition for nodule occupancy. III) Application of these methods to the analysis of compentiveness among rhizobia from the strain collection: (Selection of strains with enhanced competitivity for nodule formation). IV) Analysis of N-fixing ability in plants nodulated with the strains selected as more competitive. (Selection of rhizobia with enhanced N-fixation) V) Phenotypic and genotypic characterization of strains that appear as symbiotically more active. Special attention will be paid to those pbenotypes related to strain competitiveness. Integration of result from points I to V. VI) Genetic manipulation of the strains to improve their symbiotic properties. Evaluation of results. Identification of genes involved in competition by analysis of cosmid gene bank from a highly competitive strain: Transfer of cosmids to recipient rhizobia with low profile of competitiveness and screening for strains with enhanced nodule occupancy. VII) Small scale plant inoculation experiments by using samples of soil. Emulation of field conditions. VIII) Technology transfer. During the whole work alfalfa varieties used in Argentina and Uruguay will be employed.
Das Projekt "Bewertung der Umweltwirkung des Anbaus von Miscanthus sinensis als nachwachsender Rohstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt. Auf der Grundlage von Untersuchungen zu den Schwerpunkten Naehrstoffhaushalt in etablierten Miscanthusbestaenden, C-Freisetzung und N-Umsetzung der Miscanthusrueckstaende, Veraenderungen physikalischer und chemischer Bodeneigenschaften, Wasserhaushalt und Entwicklung des Gesundheitszustandes erfolgt eine Bewertung der langfristigen oekologischen Auswirkung des Anbaus von Chinaschilf (Miscanthus x giganteus). Im dreijaehrigen Mittel wurden an den vier Pruefstandorten in Deutschland zwischen 30,3 und 17,0 t/ha Trockenmasse gebildet. Die Vorernteverluste umfassten 4 bis 5 t/ha, die Ernterueckstaende 1,3 - 3,1 t/ha. In den 7 und 8 Jahre alten Bestaenden waren im Krumenbereich 10-20 t/ha Rhizome und 6 - 8 t/ha Wurzeln akkumuliert. Die Ergebnisse erlauben folgende Aussage: Miscanthusanbau fuehrt zu einer Erhoehung der Bodenfruchtbarkeit. Die C- und N-Gehalte der sandigen Boeden waren deutlich erhoeht, gleichfalls die Kationenaustauschkapazitaet und der K-Gehalt. Der pH-Wert und der P-Versorgungsgrad wurden nicht beeinflusst. Die Trockenrohdichte wurde verringert, die Porositaet und die Wasserretention wurden erhoeht. Grundwasserneubildung fand auf Grund des jaehrlichen Transpirationsverbrauches zwischen 360 und 540 mm nicht statt.
Das Projekt "Molekularbiologische Analyse der Rolle der Mykorrhiza für den Schwefelhaushalt der Pappel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Mykorrhizen sind in der Lage, das Wachstum der Bäume durch erhöhte Aufnahme von Nährstoffen zu verbessern. Im Gegensatz zu Phosphat und Nitrat, ist nur wenig über die Bedeutung der Mykorrhiza für die Aufnahme und den Metabolismus von Schwefel bekannt, obwohl schwefelhaltige Stoffe eine wichtige Rolle bei Rhizobiumwurzel Symbiose spielen, die in vielen Aspekten ähnlich zu Mykorrhizierung ist. Ziel des Projekts ist es, Gene des Schwefelhaushalts von Wurzeln zu identifizieren, die bei der Wechselwirkung Wurzelpilz eine Rolle spielen, und deren Expression und Regulation zu analysieren. Als Modellsystem soll dabei die Pappel und der Pilz Amanita muscaria eingesetzt werden. In diesem Modellsystem soll die Hypothese überprüft werden, dass der Pilz die Sulfatversorgung der Pflanze durch eine erhöhte Aufnahme sowie einen intensiven Austausch mit der Wurzel verbessert und, in Analogie zu Rhizobien, dem Pilz von der Pflanze reduzierter Schwefel in Form von Glutathion zur Verfügung gestellt wird. In der ersten Phase wird der Einfluss der Schwefel- und Stickstoffernährung auf die Expression der Gene des Schwefel-Metabolismus in Pappel und im Pilz untersucht. Weiterhin soll der Einfluss der Modulation des Schwefelhaushalts in Pappeln durch genetische Manipulation auf die Wechselwirkung im Schwefelhaushalt zwischen Wurzel und Pilz analysiert werden.
Das Projekt "Phase II: Foerderung von N2-Fixierung und Pflanzenwachstum bei Leguminosen durch Mykorrhiza" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Bestimmte Bodenpilze gehen mit Pflanzen eine Symbiose (Mykorrhiza) ein, deren Nutzen fuer die Pflanze in einer zusaetzlichen Versorgung mit Phosphor, einem verbesserten Wasserhaushalt und einer hoeheren Widerstandsfaehigkeit gegenueber Schadfaktoren liegt. Bei Leguminosen, die in Symbiose mit N2-fixierenden Bakterien (Rhizobium) leben, ist die Mykorrhiza ebenfalls verbreitet. Fuer eine hohe N2-Fixierung ist eine gute P-Versorgung unter Beteiligung des Mykorrhizapilzes Voraussetzung. In Gefaess- und Feldversuchen werden die Bedingungen fuer eine optimale Beziehung zwischen den drei Symbiosepartnern genauer untersucht. Dabei wird die Erarbeitung praktischer Massnahmen zur Verbesserung der Leistung beider Symbiosesysteme angestrebt. Damit soll der Einsatz energie- und kostenaufwendig hergestellter Duengemittel verringert und ein Beitrag zu umweltschonender Duengung geleistet werden.
Das Projekt "Der Apoplast von Leguminosenknöllchen als Transportraum für Aminosäuren, Amide und Zucker" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Ziel des geplanten Projekts ist es, einen Beitrag zum Verständnis der Rolle des Apoplasten von Ackerbohnenknöllchen für den Zuckertransport in die infizierten Zellen sowie den Export von Stickstoffverbindungen aus den infizierten Zellen zu leisten. Der Export vomn Stickstoffverbindungen von N2-fixierenden Protoplasten aus dem Knöllchengewebe soll auf Aminosäuren und Amide hin analysiert werden. Außerdem soll die Zucker-, Aminosäure- und Amidaufnahme der Protoplasten untersucht werden. Um die Rolle des Apoplasten für die feedback-Regulation der Nitrogenase-Aktivität zu prüfen, soll mittels AcetylenreduktionsTest die Nitrogenase-Aktivität von Protoplasten in Gegenwart verschiedener Metabolite (Zucker bzw. Aminosäuren und Amide) im Außenmedium überprüft werden. Die Ergebnisse sollen Aufschluß darüber geben, welche Rolle dem Apoplasten in der infizierten Zone für die Regulation der N2-Fixierung zukommt.