Mikrobiologie, Regulation und ökologische Relevanz der N2O-Bildung im Darm von Regenwürmern

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Böden tragen 60-70 % zu den jährlichen globalen Emissionen des Treibhausgases N2O bei. Regenwürmer, in vielen Böden die dominierende Fauna bezogen auf Biomasse, setzen durch mikrobielle Prozesse im Darm beträchtliche Mengen an N2O frei. Die beteiligten mikrobiellen Populationen, der exakte Mechanismus der N2O-Bildung und seine Regulation sowie die quantitative Bedeutung der N2O-Emissionen durch Regenwürmer auf Ökosystem-Ebene sind unbekannt. Diese Fragen sollen nun erstmals untersucht werden. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei insbesondere auf (1) der Identifizierung und Lokalisierung der verantwortlichen Mikroorganismen mit klassischen und molekularbiologischen Methoden (Isolierung von N2O-produzierenden Mikroorganismen, Analyse funktioneller Gene, Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung), (2) der Aufklärung der beteiligten Prozesse und ihrer Regulation, sowohl in situ im Regenwurmdarm (mit Mikrosensormessungen und 15N-Analyse) als auch in vitro in Mikrokosmen und an ausgewählten Isolaten, und (3) der Abschätzung der Regenwurm-bedingten N2O-Emission auf Wald-, Acker- und Grünlandflächen unterschiedlicher Nutzungsintensität im Jahresverlauf.