BiogasFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Dynamik des Intermediat-Stoffwechsels in Biogasprozessen (MODISTO); Teilvorhaben 3: Mikrobiologie des anaeroben Intermediatstoffwechsels - Akronym: MODISTO-TV3

Anschrift
Leibniz Universität Hannover - Naturwissenschaftliche Fakultät - Institut für Mikrobiologie (ifmb)
Herrenhäuser Str. 2
30419 Hannover
Kontakt
Prof. Dr. Marcus A. Horn
Tel: +49 511 762-17980
E-Mail schreiben
FKZ
22021815
Anfang
01.08.2016
Ende
30.11.2020
Ergebnisdarstellung
Ein Anstieg von markierten 13C-organischer Säuren wurde in allen Zuständen beobachtet. Im stabilen und dem hocheffizienten Betrieb erfolgte ein Abbau der Säuren, während in den instabilen Betrieben keine deutliche Abnahme erkennbar war. Die instabilen Zustände zeichneten sich durch eine geringere bis fehlende Methanogenese aus und eine intermediäre Akkumulation von Laktat und Wasserstoff (H2). Die 13C-Markierung verschiedener Organismen konnte zu verschiedenen Zeitpunkten der Beprobung durch RNA-SIP festgestellt werden. Es wurde meist eine unterschiedliche Aktivität basierend auf der Markierungsintensität der Taxa im stabilen und instabilen Betrieb beobachtet. Einige Organismen, die den syntrophen Gärern zugeordnet wurden, waren in beiden Zuständen aktiv. Durch Metatranskriptom-SIP -Analysen konnte die Aktivität acetogener und syntropher Stoffwechselwege in den einzelnen Zuständen gezeigt werden. [FeFe]-Hydrogenasen wurden unter allen Betriebsbedingungen mit der Ausnahme von thermophil instabil exprimiert. Indikatorgene, -transkripte und -taxa wurden für alle Zustände und Prozessstörungen unter mesophilen und thermophilen Bedingungen identifiziert, wobei eine hohe Abundanz der Gene nicht notwendigerweise mit hoher Abundanz der Transkripte korrelierte.
Aufgabenbeschreibung
Teilprojekt 3 adressierte den intermediären Metabolismus der anaeroben Fütterungskette und der aktiven Organismen. Zur Verfolgung des Substratabbaus im Prozess wurde 13C-markierter Mais eingesetzt und Intermediate und Produkte massenspektrometrisch bestimmt. Aktive Organismen und Stoffwechselwege wurden zu verschiedenen Zeitpunkten des Substratabbaus durch 16S rRNA- und Metatranskriptom-basierte stabile Isotopenbeprobung (SIP) ermittelt. Bei den untersuchten Zuständen handelte es sich um einen mesophil stabilen und instabilen, sowie thermophil stabilen, instabilen und hocheffizienten Betriebszustand. Schlüsselorganismen, Schlüsselenzymgene und -transkripte von [FeFe]-Hydrogenasen und einem Reifungsprotein von [NiFe]-Hydrogenasen der stabilen und instabilen Prozesse, sowie eines schwermetallbelasteten, mesophilen Betriebes wurden analysiert um Indikatortaxa abzuleiten, die frühzeitig eine beginnende Prozessstörung erkennen lassen.

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