Systemmikrobiologie

Dr. Michael Klocke

Struktur und Funktion von agrarbiotechnologischen Mikrobiomen

  • Struktur, Ökologie und Stoffwechsel von mikrobiellen Gemeinschaften in agrarbiotechnologischen Systemen und landwirtschaftlichen Verfahren 
  • Einfluss der Systemmikrobiologie auf die Produktbildung und Produktqualität 
  • Einfluss von verfahrenstechnischen Größen auf die Systemmikrobiologie
  • Monitoring von prozessbeeinflussenden und pathogenen Mikroorganismen

 

Der Biogasreaktor stellt einen komplexen Mikrokosmos bestehend aus Hunderten von unterschiedlichen Mikroorganismen mit vielfältigen, aber zumeist unerforschten Stoffwechselleistungen dar. Im Zusammenhang mit der Biogasproduktion untersucht die Systemmikrobiologie das synergistische Zusammenspiel verschiedener mikrobieller Gesellschaften mit dem Ziel, den Vergärungsprozess so effizient wie möglich zu gestalten. Die Leistungsfähigkeit eines mikrobiellen Netzwerks hängt von einer Reihe von Faktoren ab. So haben z. B. die Konstruktion des Fermenters, seine Betriebstemperatur sowie die Art und Menge der verwendeten Substrate einen maßgeblichen Einfluss auf die mikrobielle Stoffwechselleistung und den Wirkungsgrad des Prozesses. Die Charakterisierung der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und deren Dynamik bei variierenden Fermentationsbedingungen ist Grundvoraussetzung für eine optimierte Biogasproduktion, nicht zuletzt im Hinblick auf die Erschließung bislang nicht verwendeter organischer Ausgangssubstrate und die Entwicklung neuartiger Reaktorsysteme. 

Von besonderem Interesse ist die Isolierung von mikrobiellen Arten, die speziell angepasst sind für die Vergärung normalerweise schwer abbaubarer Verbindungen wie z.B. Lignocellulose oder proteinreicher Substrate. Insbesondere die Vielzahl bislang unbekannter und daher nicht erforschter Mikroorganismen sowohl in Biogasfermentern als auch in anderen landwirtschaftlichen Systemen bietet ein enormes Potenzial für neue und innovative biotechnologische Ansätze.

MitarbeiterInnen

Postdocs: Dr. Susanne Theuerl

DoktorandInnen: Katrin Graf, Johanna Klang

Technische Assistenz: Levin EscheBeate KröckKerstin Mundt

Biofilmbildung in Biogasreaktoren: Mikrobielle Lebensgemeinschaft (rot) und organische Struktur (grün) (Foto: Klocke, Bergmann / ATB)
Biofilmbildung in Biogasreaktoren: Mikrobielle Lebensgemeinschaft (rot) und organische Struktur (grün) (Foto: Klocke, Bergmann / ATB)

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