Molekulare Ökologie und Monitoring der Enzymsysteme Hydrogenase und Nitrogenase im Plankton von Nordatlantik, Nord- und Ostsee

Im Rahmen des Projektes wurde zum einen die Artenvielfalt des marinen Planktons von Nordsee und Ostsee, sowie im Nordatlantik genauer untersucht, zum anderen das Vorkommen der beiden wichtigen Enzyme Hydrogenase und Nitrogenase umfassend dokumentiert.

Probennahme auf dem FK SuedfallProbennahme auf dem Forschungskutter Suedfall. © K. H. Vanselow, FTZ.

 

Projektbeschreibung

Das marine Phytoplankton gehört zu den größten Primärproduzenten der Erde. Man geht davon aus, dass diese photosynthetisch aktiven Organismen für bis zu der Hälfte der globalen CO2-Fixierung verantwortlich sind. Die genetische Ausstattung der Organismen bestimmt über ihre Möglichkeiten, einen Lebensraum zu besiedeln. In weiten Teilen der Meere ist der Besitz von Nitrogenasen zur Stickstoffbindung und der Hydrogenasen zur Aufnahme und Abgabe von Wasserstoff überlebenswichtig. Da sich schätzungsweise weniger als 1 % der Mikroorganismen kultivieren lassen, könnte die molekularbiologische Untersuchung der Umweltproben aus Nord- und Ostsee, sowie aus dem Nordatlantik, bedingt durch den Formenreichtum der gewonnenen Umweltproben, neue Einblicke in die Diversität der verschiedenen Hydrogenasen und Nitrogenasen ermöglichen und gegebenenfalls neue, noch nicht beschriebene Hydrogenase- und Nitrogenaseenzyme zu Tage befördern.

Durch die Zusammenarbeit der vier am Projekt beteiligten Arbeitsgruppen Schulz, Schmitz-Streit, LaRoche und Colijn konnten bisher schon eine Reihe von Informationen,  bezüglich der untersuchten Lebensräume in Nordatlantik, Nord- und Ostsee dokumentiert werden. Es sind jedoch weitere Untersuchungen notwendig, um die bisher gefundenen Ergebnisse zu bekräftigen und einen Überblick über die Diversität der in Nordatlantik, Nord- und Ostsee vorkommenden Organismen zu erhalten. In dem Projekt wurden vom FTZ auf Ausfahrten des FK „Südfall“ Proben aus der Nordsee gewonnen. Mit der im Schiff integrierten BlueBox und einer CTD-Sonde wurden parallel Sauerstoffgehalt, Trübung, Leitfähigkeit, und Temperatur bestimmt. Des Weiteren wurden auch Phytoplanktonarten der von der Technologiestiftung Schleswig-Holstein geförderten Algenbank am FTZ für Sequenzanalysen im Projekt bereitgetellt. Ergebnisse des Projektes sind veröffentlicht unter:

Barz, M., Beimgraben, C., Staller, T., Germer, F., Opitz, F., Marquardt, C., Schwarz, C., Gutekunst, K., Vanselow, K.H., Schmitz, R., LaRoche, J., Schulz, R. and J. Appel (2010): Distribution analysis of hydrogenases in surface waters of marine and freshwater environments. PLoS ONE 5 (11): e13846, 1-17. doi:10.1371/journal.pone.0013846 Abstract   Paper

Förderzeitraum:

11.2006 - 10.2008

Förderer:

Landes Schleswig-Holstein (Innovationsfonds)

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Rüdiger Schulz, Projektleiter (Botanisches Institut der Christian-Albrechts Universität)
Prof. Dr. Julie LaRoche (IFM-GEOMAR, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften)
Prof. Dr. Ruth Schmitz-Streit (Mikrobiologisches Institut der Christian-Albrechts Universität)
Prof. Dr. Franciscus Colijn (Forschungs- und Technologiezentrum Westküste)
Dr. Jens Appel (Botanisches Institut der Christian-Albrechts Universität)
Dr. Klaus Vanselow (Forschungs- und Technologiezentrum Westküste)