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Dr. Michael Schloter im Labor des Instituts für
Bodenökologie bei der Untersuchung der Proben.
Foto: mvdh
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Die neuen Erkenntnisse werden für die
landwirtschaftliche Praxis von großer Bedeutung sein, da nun nach
Wegen gesucht werden kann, um die Aktivität der ammoniumoxidierenden
Archaea durch gezielte landwirtschaftliche Maßnahmen zu stimulieren
und so den Einsatz von Nitrat-haltigen Düngern zu reduzieren.
"Wir untersuchten die Menge des Gens amoA, das für eine Untereinheit
des Schlüsselenzyms Ammoniummonooxygenase (amoA) codiert", erklärt
Schloter. "Als Material dienten uns dabei Nukleinsäuren, die aus Böden
verschiedener Klimazonen bzw. mit unterschiedlicher Nutzung isoliert
wurden". Übereinstimmend wurden in allen Proben amoA-Genkopien von
Crenarchaeota häufiger gefunden als bakterielle amoA-Gene. Die
Induktion des entsprechenden Stoffwechselwegs bei Crenarchaeota wurde
durch die Anwesenheit entsprechender mRNA bestätigt.
"Wir konnten außerdem hohe Mengen an spezifischen Lipiden von
Crenarchaeota nachweisen. Der Befund korrelierte zur Menge der
amoA-Genkopien", so Schloter weiter.
Crenarchaeota sind einzellige Lebewesen und gehören zu den Archaea (Archaebakterien
oder Urbakterien), die neben den Prokaryonten zu denen die klassischen
Bakterien gehören und den Eucaryonten (Pilze, Pflanzen und Tiere) ein
eigenes Reich im Stammbaum des Lebens bilden. Schon sehr früh in der
Evolution haben sich Bacteria von Archaea differenziert.
Die Ammoniumoxidation ist der erste Schritt der Nitrifikation, ein
Schlüsselschritt im globalen Stickstoffkreislauf, der zur mikrobiellen
Bildung von Nitrat führt. Das durch Destruenten aus abgestorbener
Biomasse frei gesetzte Ammonium wird durch nitrifizierende Bakterien
zu Nitrat oxidiert. Dazu ist Sauerstoff aus der Umgebung erforderlich.
Dieser Vorgang ist im Boden durchaus erwünscht, denn durch ihn
entsteht aus Ammonium das für Pflanzen als Nährelement wichtige
Nitrat.
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