Aktivität, Populationsdynamik und Diversität Methan oxidierender Bakterien im Reisfeld

Die Methan oxidierenden Bakterien können durch die Umsetzung von Methan die Emission dieses Treibhausgases aus gefluteten Reisfeldern deutlich verringern. Um nähere Erkenntnisse über die Aktivität und Populationsstruktur der Methanotrophen im Reisfeld zu erhalten, wurden Mikrokosmos- und Feldexp...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Eller, Gundula
Contributors: Frenzel, PD. Dr. P. (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2001
Biologie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Description
Summary:Die Methan oxidierenden Bakterien können durch die Umsetzung von Methan die Emission dieses Treibhausgases aus gefluteten Reisfeldern deutlich verringern. Um nähere Erkenntnisse über die Aktivität und Populationsstruktur der Methanotrophen im Reisfeld zu erhalten, wurden Mikrokosmos- und Feldexperimente durchgeführt. Die Ergebnisse dieser beiden Systeme waren qualitativ gut vergleichbar. Der positive Einfluss der Reiswurzel auf die Methanotrophen war durch die Kompartimentierung im Mikrokosmos deutlicher nachzuweisen als im Feld. Die in­situ Methanoxidation hatte sowohl im Feld als auch im Mikrokosmos nur während der ersten Wochen der Vegetationsperiode Einfluss auf die Methanemissionen. Dagegen blieben die Initialraten in Messungen der potentiellen Methanoxidation in Bodensuspensionen auch nach Abnahme der Aktivität in-situ anhaltend hoch. Dies wies auf eine in-situ Limitierung der Methan oxidierenden Bakterien hin, die auf einen Mangel an leichtverfügbaren Stickstoffverbindungen zurückgeführt werden konnte. Die Zellzahl der Methanotrophen nahm während des Wachstums der Reispflanze besonders in Rhizoplane und Homogenisat der Wurzel, aber auch im durchwurzelten Boden zu. Im Mikrokosmos konnte eine in-situ Dominanz der Typ II Methanotrophen in allen Kompartimenten und über die gesamte Vegetationsperiode nachgewiesen werden. Die Zahl der Typ I Methanotrophen erreichte nur in der Rhizoplane Anteile von bis zu 2/3 der Gesamtpopulation. Die Wurzel ist demnach nicht nur für den Erhalt der Grösse, sondern auch der Diversität der Population wichtig. Im Feldversuch wurden beide Familien in vergleichbaren Zellzahlen nachgewiesen. Die Populationsstruktur wies trotz des Wachstums der Methanotrophen keine ausgeprägten Änderungen auf. Für Typ II wurden beide Gattungen (Methylosinus und Methylocystis) nachgewiesen, während für Typ I nur zur Gattung Methylo-bacter ähnliche Sequenzen gefunden wurden. Die Dominanz von Methylobacter könnte auf einen Selektionsvorteil gegenüber anderen Typ I Gattungen zurück-zuführen sein. Da Reisfelder periodisch trocken gelegt werden, erhalten diejenigen Bodenbakterien einen Vorteil, die Trocknungsstress überstehen können. Methylo-bacter ist die einzige Typ I Gattung mit einem trocknungsresistenten Dauersta-dium und auch beide nachgewiesenen Typ II Gattungen bilden entsprechende Dauerstadien. Diese Fähigkeit ermöglichte es ihnen, im Reisfeld zu überdauern und verdeutlichte so die selektiven Auswirkungen der Physiologie auf die Populationsstruktur der Methan oxidierenden Bakterien.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2001.0097