Mikrobielles Leben in der Rhizosphäre: Kinetik und Visualisierung der Funktionen

Das Projekt Microzym befasst sich mit den selbstregulierenden Mechanismen der Rhizosphärenorganisation durch visualisierte Lokalisation der Abfolge von Prozessen, vom Einbringen der Wurzelexsudaten in den Boden bis zu ihrer Zersetzung bzw. Mineralisierung. Der Fortschritt von Microzym ist die Schätzung in situ von Bodenprozessraten. Diese Bodenprozessraten stehen im Zusammenhang mit physiologischem Zustand der mikrobiellen Lebensgemeinschaften des Bodens und unter Berücksichtigung der mikrobiellen Konkurrenz, die durch inverse Gradienten von labilem C und Nährstoffen innerhalb und zwischen den Rhizosphären-Hotspots getrieben wird. Das Projekt wird durch die Kombination neuer Ansätze verwirklicht, welche die Visualisierung von Rhizosphärenprozessen mit der Schätzung kinetischer Parameter der mikrobiellen und enzymatischen Aktivität, der Nährstoffaufnahme und des Substratumsatzes verbinden. Das Mikrozym wird wesentlich zu den Hauptzielen des PP beitragen durch:
1) die Verbesserung und Eindämmung der Defizite der 2D-Zymographie
2) die Entwicklung der 3D-Mikroenzymographie
3) die Entwicklung der zerstörungsfreien Messung der Enzymkinetik in Bodenlösung
4) die Bestimmung der kinetischen Parameter des mikrobiellen Wachstums in den Rhizosphären-Hotspots

Die 14C-Bildgebung wird mit Mikrorespirometrie, Zymographie und Mikroenzymographie kombiniert, um die 2D- und 3D-Verteilungsmuster der Atmungs- und Enzymaktivitäten zu visualisieren. Ein Kompromiss zwischen schneller, aber weniger effizienter und langsamer aber effizienter mikrobieller und enzymatischer Aktivität, die die räumliche Selbstorganisation der Rhizosphäre reguliert, wird gefunden. Schließlich wird das Mikroenzym zu den PP-Zielen beitragen, indem es eine Lokalisierung der Rhizosphärenprozesse (z. B. Abbau organischer Substrate) mit ihrer Rate und mit funktionellen Merkmalen dominierender mikrobieller Populationen verknüpft.