Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schlüsselorganismus für die Steuerung der Stickstoffumwandlung in sauren Böden nachgewiesen

13.12.2011
Archaeen tragen auch in sauren Böden zur Umwandlung von Ammonium in Nitrat bei. Ein internationales Team um Forscher des Helmholtz Zentrums München und der Universität Aberdeen hat eine neue Gruppe Ammonium-oxidierender Thaumarchaeen aus mikrobiellen Genfragmenten identifiziert. Die Ergebnisse wurden in der aktuellen online-Ausgabe von PNAS vorab veröffentlicht.

Eine Gruppe von Thaumarchaeen in sauren Bodenmilieus kann Ammonium zu Nitrat umwandeln. Mit dieser Erkenntnis haben die Wissenschaftler um Dr. Marion Engel, Dr. Brigitte Hai und Prof. Dr. Michael Schloter vom Helmholtz Zentrum München gemeinsam mit Kooperationspartnern von der Universität Aberdeen einen Widerspruch gelöst, der die Wissenschaft seit fast 60 Jahren beschäftigte: Die Oxidation von Ammonium in Böden mit tiefem pH war immer wieder beobachtet und gemessen worden, doch konnten keine entsprechenden Organismen identifiziert werden.

Mit den neuen Ergebnissen wird der Beitrag von Archaeen zur Umsetzung von Stickstoff in Böden unterstrichen. „Diese Entdeckung ist uns mit Hilfe von Hochleistungssequenzierung gelungen und ein wichtiger Schritt, um das Ökosystem Boden zu verstehen“, sagt Schloter. Allerdings ist noch nicht klar, welche physiologischen Prozesse das Überleben im sauren Milieu ermöglichen: „Von der Aufklärung dieser Frage erhoffen wir uns wichtige Hinweise, wie wir die Nutzung landwirtschaftlicher Böden effektiver und vor allem nachhaltiger gestalten können,“ so Schloter.

Der Nachweis der Thaumarcheen gelang direkt aus Umweltproben über ein am Helmholtz Zentrum München etabliertes hochspezifisches Sequenzierverfahren, denn im Labor können die Bakterien kaum kultiviert werden.

Die Rolle der Archaeen bei der Ammoniumoxidation in Böden ist erst vor wenigen Jahren entdeckt worden (Leininger S. et al., Nature, 2006). An der Entdeckung hatte die von Michael Schloter geleitete Abteilung Umweltgenomik maßgeblichen Anteil. Anfang dieses Jahres war es Kollegen der Universität Wien schließlich gelungen, erstmals Ammonium-oxidierende Archaeen aus Böden zu isolieren. Die Sequenzierung der entsprechenden Isolate erfolgte durch die Abteilung Umweltgenomik (Thourna M. et al., PNAS, 2011).

Weitere Informationen
Hintergrund
Bei der Nitrifikation wird Ammonium, das bei der Zersetzung von abgestorbener Biomasse entsteht, über Nitrit zu Nitrat oxidiert. Verschiedene Mikroorganismen sind an diesem Umsetzungsprozess beteiligt, neben Bakterien auch Archaeen. Der Prozess mobilisiert Stickstoff im Boden. Unter ungünstigen Bedingungen kann das gebildete Nitrat ins Grundwasser transportiert oder von Mikroorganismen in Lachgas umgewandelt werden, das dann als Treibhausgas zur Erwärmung der Erdatmosphäre beiträgt. Neben diesen negativen Folgen für die Umwelt steht als weitere Konsequenz weniger Stickstoff als Nährelement für das Pflanzenwachstum zur Verfügung.

Autotrophe Organismen gewinnen Energie aus Licht oder aus der Oxidation anorganischer Moleküle. Heterotrophe Organismen sind zur Energiegewinnung auf organische Materialien angewiesen.

Original-Publikation:
Gubry-Rangin C. et al. (2011): Niche specialization of terrestrial archaeal ammonia oxidizers. PNAS early 2012 | DOI: 10.1073/pnas.1109000108
Link zur Fachpublikation (http://www.pnas.org/content/early/2011/12/07/1109000108.abstract?etoc)
Leininger S. et al. : (2006) : Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soil. Nature 442(7104):806-9

Thourna M. et al. (2011): Nitrososphaera viennensis, an ammonia oxidizing archaeon from soil, PNAS | DOI: doi/10.1073/pnas.1013488108

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.900 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 17 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 31.000 Beschäftigten angehören. www.helmholtz-muenchen.de

Ansprechpartner für die Medien
Sven Winkler, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstraße 1 85764 Neuherberg - Tel.: 089-3187-3946 - Fax: 089-3187-3324

E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachlicher Ansprechpartner
Prof. Dr. Michael Schloter, Abteilung Umweltgenomik, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstraße 1 85764 Neuherberg - Tel.: 089-3187-2304 - Fax: 089-3187-2136 - E-Mail: schloter@helmholtz-muenchen.de

Susanne Eichacker | idw
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Dynamische Katalysatoren für saubere Stadtluft
16.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Klimawandelbedingtes Aussterben von Arten kann kaum verhindert werden
10.10.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise