Funktion
Nadine Rüppel, M. Sc.
Nadine Rüppel, M. Sc.
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Institut für Mikrobiologie
Intermediatstoffwechsel und aktive Taxa in Mais-Biogasanlagen
Biogasanlagen stellen eine wichtige Methode zur Energieerzeugung aus regenerativen Quellen dar. Biogas, welches hauptsächlich aus Methan und Kohlenstoffdioxid besteht, wird in diesen Betrieben durch mikrobiellen Abbau von organischen Stoffen, wie landwirtschaftlichen Abfällen oder nachwachsenden Rohstoffen unter Sauerstoffausschluss gebildet. Ein wesentlicher Aspekt der Methanbildung in dem Prozess der anaerobe Fütterungskette ist die Vielzahl der beteiligten Mikroorganismen und aktiven Stoffwechselwege. Nur durch eine Kombination aus hydrolytischem Abbau von Polymeren, verschiedenen Gärungen und hydrogenotropher und/oder acetoklastischer Methanogenese kann das Substrat zu Methan verstoffwechselt werden.
Aufklärung des Intermediatstoffwechsels und Veränderung der Zusammensetzung bei Versäuerung
Zur weiteren Charakterisierung des Intermediatstoffwechsels und beteiligter Mikroorganismen wird Material einer Laborbiogasanlage mit 13C-markiertem Substrat versetzt. Stoffflüsse können durch Flüssigchromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (LC-MS) und Gaschromatographie (GC) verfolgt werden. Aktive Taxa werden zu relevanten Zeitpunkten des Substratabbaus durch RNA-stable isotope probing (RNA-SIP) identifiziert und aktive Stoffwechselwege durch mRNA-stable isotope probing (mRNA-SIP) bestimmt. Ein Fokus liegt dabei auf der veränderten mikrobiellen Zusammensetzung und Aktivität bei Prozessinstabilität durch Akkumulation von Intermediaten, welche zu einem vollständigen Zusammenbruch des Systems führen können. Die vergleichenden Sequenzanalysen dienen der Identifizierung von Schlüsseltaxa, welche als frühe Indikatoren eines Systemzusammenbruchs herangezogen werden können.
