Die Detritusphäre als biogeochemisches Interface für den bakteriellen und pilzlichen Abbau von MCPA und Phenanthren

Das Projekt zielt darauf ab, mikrobiologische und physikochemische Wechselwirkungen während des Abbaus von MCPA und Phenanthren im Grenzbereich Streuauflage-Boden (Detritusphäre) aufzuklären. Hier bietet sich die einzigartige Gelegenheit, metabolische und co-metabolische Umsetzungen durch Bakterien und Pilze mit abnehmender Verfügbarkeit niedermolekularer Substanzen bis zu einer Distanz von 10 mm zu untersuchen. Das Projekt wird aus vier Teilen bestehen: (1.) Nachweis und Quantifizierung der MCPA und Phenanthren abbauenden Mikroorganismen (Kandeler). Das genetische Potential zum Abbau von MCPA wird durch eine quantitative PCR-Analyse von tfdA-Sequenzen ermittelt, die für MCPA alpha-Ketoglutarat-Dioxygenase, kodieren. Das genetische Potential zum Abbau von Phenanthren wird mit Hilfe folgender Sequenzen ermittelt: phnC (kodiert für 3,4-Dihydroxy-Phenanthren Dioxygenase), phnG (kodiert für 1-Hydroxy 2-Naphtoat Dioxygenase) and nahC (kodiert für 1,2-Dihydroxynaphthalen Dioxygenase). (2.) Aufklärung der pilzlichen und bakteriellen Anteile des Abbaus. Hier wird der Kohlenstofffluss in 13C-PLFAs und 13C-Ergosterol gemessen, die Pilzen beziehungsweise Bakterien zugeordnet werden können (Kandeler). (3.) Zeitabhängige Erfassung der physikochemischen und biologischen Wechselwirkungen beim Abbau durch Kombination von Isotopen(13C/14C)-Methoden (Streck). (4.) Mathematische Modellierung des Abbaus und Transports von MCPA und Phenanthren sowie des mikrobiellen Wachstums in der Detritusphäre (Streck), wobei erstmalig die Abundanzen funktioneller Gene berücksichtigt werden sollen. Das Projekt kombiniert die Expertise der Antragsteller und eines externen Kooperationspartners aus Frankreich in den Bereichen Bodenbiologie, Molekularbiologie und Biogeophysik.