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BFÖ 109: Horn, M.A.: Mikrobiologie der N2O-Bildung im Darm von Regenwürmern (Oligochaeta, Lumbricidae) (20 Euro)

Regenwürmer stellen Quellen für das klimarelevante Treibhausgas N₂O dar und können in bestimmten Böden für über 50 % der Gesamtemission an N₂O verantwortlich sein. Es gibt viele Hinweise, dass die N₂O-Bildung durch Regenwürmer mit deren Darminhalt assoziiert ist und hauptsächlich durch denitrifizierende und Nitrat-dissimilierende Mikroorganismen erfolgt.

Welche Prozesse und mikrobielle Populationen im Regenwurmdarm für die Bildung von N₂O verantwortlich sind, ob es sich dabei um Regenwurmdarm-spezifische oder aus dem Boden mit der Nahrung aufgenommene Organismen handelt, sowie welche Fak¬toren die N₂O-Bildung im Regenwurmdarm regulieren, wird in dieser Arbeit geklärt. In vivo wurden N₂O-Bildungsraten von Regenwürmern aus verschiedenen landwirtschaftlich genutzten Flächen bestimmt, und es wurde untersucht, ob die N₂O-Bildung im Darminhalt oder der Darmwand lokalisiert war. Mikrosensoranalysen wurden zur Bestim¬mung der in situ-N₂O- und O₂-Konzentrationen im Regenwurmdarm eingesetzt. Durch den Vergleich der physikalisch-chemischen Para¬meter des Regenwurmdarmes, wie pH, Wassergehalt, Nitrat-, Nitrit- und Zuckergehalt, mit denen des umgebenden Bodens und durch Mikrokosmen konnten Schlüsselfaktoren identifiziert werden, welche die N₂O-Bildung im Regen¬wurmdarm potenziell kontrollieren. Zur Charakterisierung der N₂O-bildenden Mikrobiota des Regenwurmdarmes wurden N₂O-bildende Denitrifikanten und dissimila¬torische Nitratreduzierer aus dem Regenwurmdarm isoliert sowie phylogenetisch und ökophysiologisch untersucht. Kultivierungsunabhängige, vergleichende Diversitätsanalysen von Denitrifikanten im Darm und Boden anhand eines funktionellen Markers (nosZ-Gen) ergänzten die Populationsuntersuchungen. Aus den Ergebnissen wurde ein Modell zur Regenwurm-bedingten N₂O-Bildung abgeleitet.