Das Projekt "Nachweis und phylogenetische Charakterisierung von Polyphosphatakkumulierenden Bakterien in Seesedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Seit mehr als einem Jahrzehnt wird in der Literatur sehr kontrovers diskutiert, in welchem Maße Mikroorganismen direkt an der Freisetzung und Festlegung von Phosphor (P) in Sedimenten beteiligt sind. Polyphosphat (Poly-P) Speicherung ist eine universelle Eigenschaft von vielen Mikroorganismen und wurde in Kläranlagen (wastewater treatment plants, WWTP) durch das Einstellen von Bedingungen, die eine erhöhte biologische P Entfernung (enhanced biological phosphorus removal, EBPR) ermöglichen, technisch optimiert. Poly-P akkumulierende Organismen (PAO) in Sedimenten sind daher von besonderer ökologischer Wichtigkeit. PAO in Sedimenten können P in die benthische Nahrungskette einschleussen und beeinflussen die mineralische P Deposition durch ein schnelles, physiologisch induziertes Freisetzen von P. Obwohl verschiedenste Studien zeigen, dass Poly-P substantiell zum gesamten P Pool in der obersten Sedimentschicht beiträgt, sind sowohl der Ursprung als auch die an der Speicherung und am Umsatz von Poly-P beteiligten Mikroorganismen und Mechanismen weitestgehend unbekannt. Daher haben wir Sedimente von acht verschiedenen Seen unterschiedlicher Trophie und limnologischer Eigenschaften auf die Anwesenheit von PAO mittels denaturierender Gradienten-Gelelectrophore (DGGE) und Rhodocyclusspezifischen Primern überprüft. Die Gattung Rhodocyclus stellt eine der häufigsten PAO in WWTP mit EBPR dar. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Vertreter der Gattung Rhodocyclus in allen untersuchten Sedimenten anwesend sind. Allerdings zeigte die anschliessende Quantifizierung dieser PAO mit Rhodocyclus-spezifischer Fluoreszenz in situ Hybridisierung (CARD-FISH), dass ihr Anteil bei kleiner 1 Prozent der gesamten Bakterienzahl liegt. Daher haben wir einen Einzelzellansatz für die Detektion und phylogenetische Charakterisierung von bisher unbekannten PAO in limnischen Sedimenten entwickelt. PAO aus dem Sediment des Stechlinsees, in dem die höchsten Poly-P Konzentrationen mittels 31P Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) bestimmt wurden, wurden zur Lokalisierung mit DAPI gefärbt. Poly-P positive Zellen wurden anschliessend mit der Laser- Mikrodissektion gesammelt, um sie mit molekular-biologischen Methoden phylogenetisch zu charakterisieren. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass die vorgestellte Methode erfolgreich eingesetzt werden kann, um einzelne Bakterienzellen mit bestimmten physiologischen Eigenschaften, z.B. der Poly-P Speicherung, zu sammeln und phylogenetisch zu charakterisieren.