Unsere Kompetenzen

Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle in allen Ökosystemen, da sie durch wichtige Stoff- und Energiewandlungsprozesse zur Aufrechterhaltung der Ökosystemfunktion beitragen, unabhängig davon, ob man natürliche, landwirtschaftliche oder technische Systeme wie Biogasanlagen betrachtet. Die Entwicklung neuer Konzepte für bioökonomische Produktionssysteme ist zurzeit eine große Herausforderung, denn diese umfassen u.a. das Auffinden von Möglichkeiten zur Minderung von Treibhausgasemissionen sowohl in der Tierhaltung als auch im Pflanzenbau, die Entwicklung von standortspezifischen Lösungen zur Nutzung von Reststoffen aus der Landwirtschaft (insbesondere der Tierhaltung), der Landschaftspflege und der organischen Fraktionen von Siedlungs-, Gewerbe- und Industrieabfällen zur Gewährleitung einer flexiblen, bedarfsgerechten Energieversorgung sowie die Optimierung pflanzenbaulicher Systeme durch Verwendung systemangepasster (boden- und kulturpflanzenabgepasster), hochwertiger Dünger zur Verbesserung der Boden-, Pflanzen- und Lebensmittelqualität und -gesundheit bei gleichzeitiger Minderung negativer Umweltwirkungen. An all diesen Prozessen sind Mikroorganismen beteilig. Das Verständnis dieser Prozesse, insbesondere wie sich Managementmaßnahmen auf die mikrobielle Diversität (taxonomisch, funktionell und ökologisch) auswirken, ist demzufolge eine Voraussetzung für die wissensbasierte Gestaltung bioökonomischer Produktionssysteme.

Unser Ziel ist es Konzepte für ein nachhaltiges Mikrobiom-Management in bioökonomischen Produktionssystemen zu entwickeln, um Handlungsempfehlungen für bestehende und neue Agrarsysteme abzuleiten. Für ein wissensbasiertes Mikrobiom-Management müssen die am Prozess beteiligten Mikroorganismen identifiziert und ihre Stoffwechselpotenziale und tatsächlich realisierten Funktionen und Prozesse sowie die regulierenden ökologischen Mechanismen aufgeklärt werden, um mittel- bis langfristig neue Kontroll- und Managementstrategien zu entwickeln, die die Lebensanforderungen sowie die Potenziale und insbesondere die Grenzen der Leistungsfähigkeit des Mikrobioms berücksichtigen.

Das Methodenspektrum reicht von der Isolierung, Kultivierung und Charakterisierung von aeroben und anaeroben Mikroorganismen (Archaeen, Bakterien, Pilze), über die Erfassung komplexer und dynamischer mikrobieller Gemeinschaften mittels qPCR (quantitative PCR), TRFLP (Terminaler Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus), DGGE (Denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese) und Sequenzierung (Oxford Nanopore Technology) bis hin zur Anwendung multivariater Statistik (PCoA, CCA, NMDS, TITAN) und Netzwerkanalysen mit dem Ziel, neue Erkenntnisse über die Fähigkeiten, die Stoffwechselleistungen sowie die Ökosystemfunktionen einzelner Mikroorganismen, Gruppen von Mikroorganismen oder ganzer Mikrobiome zu generieren