Der Beitrag mikrobieller Biomasse zur Bildung der refraktären organischen Substanz im Boden:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Leipzig
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung
2007
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| Schriftenreihe: | Dissertation / Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, UFZ
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis VI
Abkürzungen VIII
1 Einleitung.............................................................................................................1
1.1 Die organische Substanz im Boden.................................................................1
1.2 Das Potential der organischen Bodensubstanz (OBS).....................................3
1.3 Die Quelle der OBS - Stand des Wissens........................................................5
1.3.1 Molekulare Struktur und Ursprung der OBS..............................................5
1.3.2 Der potentiell mikrobielle Anteil an der OBS.............................................6
1.3.3 Die Relevanz der mikrobiellen Biomasse für die Bildung der OBS...........9
1.4 Allgemeine Fragestellung und Konzeption der Arbeit.....................................12
2 Material und Methoden......................................................................................15
2.1 Material...........................................................................................................15
2.1.1 Chemikalien............................................................................................15
2.1.2 Boden......................................................................................................16
2.1.3 Bakterienstamm und Kultivierung............................................................17
2.2 Aufbau des Experimentes..............................................................................18
2.3 Analytische Methoden....................................................................................20
2.3.1 Nachweis lebender E. coli-Zellen im Boden............................................20
2.3.2 Analyse des emittierten CO2...................................................................21
2.3.3 Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes und des 13C/12C-lsotopen-
verhältnisses im Boden und in der E. coli-Biomasse..............................22
2.3.4 Quantifizierung und Bestimmung des Isotopenverhältnisses der
Phospholipide (PLFS) und Gesamtfettsäuren (t-FS) im Boden..............22
2.3.5 Quantifizierung und Bestimmung des Isotopenverhältnisses der
mikrobiellen und Gesamt-Aminosäuren im Boden.................................25
2.3.6 Analyse der DNA.....................................................................................27
2.3.7 Analyse der Abbaukinetiken und Statistik...............................................29
2.3.8 Identifizierung E. coli-verwertender bakterieller Prädatoren und Pilze ....30
3 Ergebnisse.........................................................................................................36
3.1 Überleben von E. coli.....................................................................................36
VI
3.1.1 Empfindlichkeit der Methode...................................................................36
3.1.2 Nachweis lebender E. coli-Zellen............................................................37
3.2 Metabolisierung und Mineralisierung des bakteriellen Kohlenstoffs...............39
3.3 Identifizierung bakterieller Prädatoren und E. co//-verwertender Pilze...........42
Identifizierung E. coli-verwertender Bakterien (Prädatoren)...............................42
3.3.2 Identifizierung E. coli-verwertender Pilze................................................48
3.4 Transformation der Biomassekomponenten...................................................51
3.4.1 Mikrobielle PLFS und Gesamtfettsäuren..............„.................................51
3.4.2 Mikrobielle und Gesamt-Aminosäuren....................................................62
3.4.3 Persistenz der Plasmid-DNA...................................................................66
4 Diskussion..........................................................................................................68
4.1 Überleben von E. coli m Boden.....................................................................69
4.2 Metabolisierung und Mineralisierung des bakteriellen Kohlenstoffs...............72
4.3 Identifizierung der E. co//-verwertenden Bakterien und Pilze..........................75
4.3.1 Gleitende Bakterien.................................................................................75
4.3.2 Pilze........................... .............................................................................77
4.4 Transformation des Biomasse-Kohlenstoffs und dessen Verteilung zwischen
mikrobieller Biomasse und toter OBS.............................................................78
4.4.1 Fettsäurekohlenstoff................................................................................78
4.4.2 Aminosäurekohlenstoff............................................................................83
4.5 Funktionalität der in der OBS festgelegten Substanz am Beispiel der Marker-
DNA................................................................................................................88
4.6 Das Schicksal mikrobieller Biomasse im Boden (Synthese der Daten)..........89
5 Zusammenfassung............................................................................................95
6 Literaturverzeichnis............................................................................................97
7 Danksagung.....................................................................................................107
VII
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis VI
Abkürzungen VIII
1 Einleitung.1
1.1 Die organische Substanz im Boden.1
1.2 Das Potential der organischen Bodensubstanz (OBS).3
1.3 Die Quelle der OBS - Stand des Wissens.5
1.3.1 Molekulare Struktur und Ursprung der OBS.5
1.3.2 Der potentiell mikrobielle Anteil an der OBS.6
1.3.3 Die Relevanz der mikrobiellen Biomasse für die Bildung der OBS.9
1.4 Allgemeine Fragestellung und Konzeption der Arbeit.12
2 Material und Methoden.15
2.1 Material.15
2.1.1 Chemikalien.15
2.1.2 Boden.16
2.1.3 Bakterienstamm und Kultivierung.17
2.2 Aufbau des Experimentes.18
2.3 Analytische Methoden.20
2.3.1 Nachweis lebender E. coli-Zellen im Boden.20
2.3.2 Analyse des emittierten CO2.21
2.3.3 Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes und des 13C/12C-lsotopen-
verhältnisses im Boden und in der E. coli-Biomasse.22
2.3.4 Quantifizierung und Bestimmung des Isotopenverhältnisses der
Phospholipide (PLFS) und Gesamtfettsäuren (t-FS) im Boden.22
2.3.5 Quantifizierung und Bestimmung des Isotopenverhältnisses der
mikrobiellen und Gesamt-Aminosäuren im Boden.25
2.3.6 Analyse der DNA.27
2.3.7 Analyse der Abbaukinetiken und Statistik.29
2.3.8 Identifizierung E. coli-verwertender bakterieller Prädatoren und Pilze .30
3 Ergebnisse.36
3.1 Überleben von E. coli.36
VI
3.1.1 Empfindlichkeit der Methode.36
3.1.2 Nachweis lebender E. coli-Zellen.37
3.2 Metabolisierung und Mineralisierung des bakteriellen Kohlenstoffs.39
3.3 Identifizierung bakterieller Prädatoren und E. co//-verwertender Pilze.42
Identifizierung E. coli-verwertender Bakterien (Prädatoren).42
3.3.2 Identifizierung E. coli-verwertender Pilze.48
3.4 Transformation der Biomassekomponenten.51
3.4.1 Mikrobielle PLFS und Gesamtfettsäuren.„.51
3.4.2 Mikrobielle und Gesamt-Aminosäuren.62
3.4.3 Persistenz der Plasmid-DNA.66
4 Diskussion.68
4.1 Überleben von E. coli\m Boden.69
4.2 Metabolisierung und Mineralisierung des bakteriellen Kohlenstoffs.72
4.3 Identifizierung der E. co//-verwertenden Bakterien und Pilze.75
4.3.1 Gleitende Bakterien.75
4.3.2 Pilze.'.77
4.4 Transformation des Biomasse-Kohlenstoffs und dessen Verteilung zwischen
mikrobieller Biomasse und toter OBS.78
4.4.1 Fettsäurekohlenstoff.78
4.4.2 Aminosäurekohlenstoff.83
4.5 Funktionalität der in der OBS festgelegten Substanz am Beispiel der Marker-
DNA.88
4.6 Das Schicksal mikrobieller Biomasse im Boden (Synthese der Daten).89
5 Zusammenfassung.95
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