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1977Biodiversität Nitrat-Reduzierender Mikroben in Grünlandböden erfasst durch Hochdurchsatz-Kultivierung und Genomik (Akronym: BE-Cult)Biodiversity of Nitrate-Reducing Microbes in Grassland Soils by Massive Cultivation and Genomics (acronym: BE-Cult)01.07.2017 00:00:0031.12.2019 00:00:00laufendcurrentInst. für LandschaftsbiogeochemieInst. of Landscape Biogeochemistryx6xSelch, Beate; Augustin, Jürgen; Behrendt, Undine; Ulrich, Andreas; Kolb, Steffenx151x189x195x286x1932x<div class='ntm_LBG'>LBG</div> <a href="http://www.biodiversity-exploratories.de/startseite/">Biodiversity Exploratories</a><BR />2017 Biodiversität Nitrat-Reduzierender Mikroben in Grünlandböden erfasst durch Hochdurchsatz-Kultivierung und Genomik (Akronym: BE-Cult) Biodiversity of Nitrate-Reducing Microbes in Grassland Soils by Massive Cultivation and Genomics (acronym: BE-Cult) Inst. für Landschaftsbiogeochemie Selch, Beate; Augustin, Jürgen; Behrendt, Undine; Ulrich, Andreas; Kolb, Steffen Drittmittel Inst. of Landscape Biogeochemistry current laufend <div class="ExternalClass4A061167-56E2-4D1A-9CBD-8E15136A4189"><ul><li>2017, I. Landschaftsprozesse&#160;-&#160;<a title="Zum Kernthema" target="_blank" href="/de/forschung_lehre/kernthemen/kernthema1/Seiten/default.aspx">Zum Kernthema</a></li></ul></div> <div class="ExternalClass5AC841C3-4A00-496D-AF19-BF9408E71142"><ul><li>LUH - Leibniz Universität Hannover </li></ul></div> <div class="ExternalClass09B77EA9-A240-429A-B80E-F025BAC233DB"></div> <div class="ExternalClassC4E4EF43-8C53-4462-BA11-41663D106750"><ul><li>DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft</li></ul></div> <div class="ExternalClassF5555779-D0A5-4E68-A982-A2A7E544AE19"><ul><li>Prof. Dr. Marcus A. Horn</li></ul></div><div class="ExternalClassD4EDF656573F4E46AAF24B50BA13D799"><p> <span lang="DE">Im Projekt BE-Cult wird vor dem Hintergrund differenzierter Nutzungsintensität die Biodiversität von Nitrat-ammonifizierenden Bakterien (syn. DNRA - Dissimilatorische Nitratreduktion zu Ammonium) im Vergleich zur denitrifizierenden Bakteriengemeinschaft untersucht. In bisherigen Studien stand überwiegend die Denitrifizierung als ein Prozess im Vordergrund, der über die Reduktionskaskade von NO<sub>3</sub><sup>-</sup> <span>&#160;</span>über NO<sub>2</sub><sup>-</sup><sub>,</sub> NO, N<sub>2</sub>O<span>&#160; </span>bis hin zu N<sub>2</sub> zu substantiellen Stickstoffverlusten im System Boden/Pflanze führen kann. Darüber hinaus kann in Abhängigkeit von biotischen und abiotischen Faktoren einerseits das potente Treibhausgas N<sub>2</sub>O in relevanten Mengen freigesetzt werden, andererseits kann dieser Prozess aber auch als N<sub>2</sub>O Senke fungieren. Im Gegensatz dazu wird Nitrat durch DNRA-Bakterien zu Ammonium reduziert, wobei N<sub>2</sub>O im Rahmen einer Entgiftungsfunktion als Nebenprodukt freigesetzt werden kann. Auf Grund einer höheren Retention von Ammonium in Böden kann dieser Prozess zu einer verbesserten Verfügbarkeit von Stickstoff für die Pflanzen führen. Allerdings wurde diese Funktion von DNRA-Bakterien lange Zeit nur wenig wahrgenommen und die quantitative Rolle bei der Lachgas-Freisetzung aus Böden kaum untersucht. Aus diesem Grund gibt es zwar umfassende Informationen zur Biodiversität und Ökophysiologie von denitrifizierenden Bodenbakterien aber nicht zur DNRA-Bakteriengemeinschaft. Die Konsequenz dieser historischen Entwicklung ist, dass heute wenig über die Ökophysiologie und Bedeutung der DNRA-Bakterien im N-Kreislauf terrestrischer Ökosysteme bekannt ist. Das Hauptanliegen des Projektes BE-Cult ist, den Einfluss der Landnutzungsintensität auf diese wichtigen Mikroorganismengruppen im N-Kreislauf von verschiedenen Böden zu untersuchen. Dazu sollen die differenziert genutzten Grünlandstandorte der Biodiversitätsexploratorien (BEs) an allen Grünland-VIPs (very intensively studied plots) beprobt werden. In einem Hochdurchsatz-Kultivierungsexperiment unter Anwendung von Matrix-unterstützter Laser-Desorption/Ionisation Massenspektrometrie (MALDI TOF MS) für eine schnelle Stammidentifikation ergänzt durch verschiedene Tests zur physiologischen Charakterisierung des Nitrat-Stoffwechsels werden über 10.000 Reinkulturen charakterisiert. Diese Stammsammlung wird entsprechend ihrer Phylogenie und Nitrat-Physiologie gruppiert und 100 repräsentative Isolate Genom-sequenziert. Basierend auf den genomischen Informationen werden PCR-Primer funktioneller Genmarker beider Stoffwechselprozesse entwickelt und verbessert, um dann diese funktionellen Genmarker in DNA-Extrakten aus Bodenproben der Grünland-VIPs zu quantifizieren. Zusammen mit Partnern in den BEs wird die Bedeutung der DNRA-Bakterien (insbesondere ihrer relativen Aktivität im Vergleich zu Denitrifikanten) in Meta-Transkriptom Datensätzen evaluiert. Letztendlich werden die so gewonnenen Daten in multivariaten Analysen bestehend aus funktionellen Genmarker-Abundanzen, physiologischen &quot;traits&quot; und auch abiotischen wie biotischen Parametern verwendet um die Verteilungsmuster von DNRA Bakterien im Vergleich zu denitrifizierenden Bakterien in Böden zu erklären und ihre ökologischen Nischen besser definieren zu können. </span></p></div><div class="ExternalClass8FFD4EF903B54A8588569F3ABDA7DD06"><p>?<span lang="EN-US">The project BE-Cult adresses the biodiversity of nitrate ammonifying (syn. dissimilatory nitrate reducing to ammonium, DNRA) bacteria in soils of less and intensively managed grasslands of the Biodiversity Exploratories (BEs) at all grassland VIPs (very intensively studied plots). The relevance for keeping nitrogen (N) through DNRA bacteria in the soil has been long-time not much appreciated and their quantitive contribution to relase of nitrous oxide from soils has not been investigated. Thus, a lot information is available about biodiversity and eco-physiology of denitrifiers, which use also nitrate as electron acceptor in soil. The consequence of this history is that but not very much is known about the ecophysiology and significance of DNRA bacteria in terrestrial N cycling. In contrast to DNRA bacteria, dentrifiers produce N gases from nitrate and thus facilitate N loss in soils, whereas DNRA bacteria form ammonium that remains in soil and is a major plant nutrient. Both bacterial groups form the greenhouse gas nitrous oxide and thus contribute to global warming. The main aim of BE-Cult is to assess the impact of land use intensities on this important group N cycling soil microbes. By a high throughput cultivation approach (including MALDI TOF MS for rapid strain identification, and various physiological tests to group isolates) over 10,000 nitrate reducing isolates will be charcterized and clustered according to phylogeny and nitrate physiology. From this strain collection, 100 isolates will be selected and draft genomes will be gained. Based on genome information, new primers for functional gene markers will be developed to quantify these isolates in soil DNA extracts from VIPs and together with partners their relevance (i.e their activity compared to dentrifiers) will be assesed by targeted analyses of meta-transcriptomes. Finally, the revealed data will be used in multivariate analyses of functional gene abundances, physiological traits, and as well abiotic and biotic site parameters to explain the distribution patterns of DNRA bacteria in soils and to define their ecological niches.</span></p></div><div class="ExternalClass876A9156-8011-4570-85BA-B1484B6F83F7"><ul><li>Inst. für Landschaftsbiogeochemie</li></ul></div><div class="ExternalClass334F163C-72D8-433D-A20D-47913AE6EF8F"><ul><li>Inst. of Landscape Biogeochemistry</li></ul></div><div class="ExternalClass1CFAE5B0-E27B-4528-9484-53FAA1A3064A">Prof. Dr. Jürgen Augustin; Dr. Undine Behrendt; PD Dr. Steffen Kolb; Beate Selch; Dr. Andreas Ulrich</div>Behrendt, Undine<div class="ExternalClass60939B39-3536-4B44-BD58-9B67EDD325B5"><a title="e-mail" target="_blank" href="mailto:ubehrendt@zalf.de">Dr. Undine Behrendt</a></div><div class="ExternalClass4A061167-56E2-4D1A-9CBD-8E15136A4189"><ul><li>2017, I. Landschaftsprozesse&#160;-&#160;<a title="Zum Kernthema" target="_blank" href="/de/forschung_lehre/kernthemen/kernthema1/Seiten/default.aspx">Zum Kernthema</a></li></ul></div><div class="ExternalClassCDB2E6EC-3524-40F3-AE9C-53736E28F135"><ul><li>2017, I. Landscape Functioning&#160;-&#160;<a title="Go to core topic" target="_blank" href="/en/forschung_lehre/kernthemen/kernthema1/Pages/default.aspx">Go to core topic</a></li></ul></div>x262x<div class="ExternalClass5AC841C3-4A00-496D-AF19-BF9408E71142"><ul><li>LUH - Leibniz Universität Hannover </li></ul></div>x2622x  DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft<div class="ExternalClassC4E4EF43-8C53-4462-BA11-41663D106750"><ul><li>DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft</li></ul></div><div class="ExternalClassF5555779-D0A5-4E68-A982-A2A7E544AE19"><ul><li>Prof. Dr. Marcus A. Horn</li></ul></div>22 
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