Angewandte Ökophysiologie in anaeroben Habitaten

Head: Andreas Wagner; Eva Maria Prem, Rudolf Markt

 

Ausgehend von der Kompetenz der Kompostmikrobiologie war die AG Illmer die erste am Institut, die Fragestellungen zur Mikrobiologie von Anaerobiern und der Biogasproduktion bearbeitete. Ausgangspunkt waren die unerklärlichen Schwankungen bei der Biogasproduktion von Großfermentern. Im Rahmen von umfassenden Untersuchungen konnte dieses Phänomen erklärt und die biochemischen Vorgänge und beteiligten Mikroorganismen charakterisiert werden. Die dabei gewonnene Kompetenz wird seitdem erfolgreich verwendet, um in verschiedenen Systemen anaerobe mikrobielle Gemeinschaften hinsichtlich der Biodiversität, Funktion und Physiologie zu untersuchen.

Verschiedene Forschungsprojekte beschäftigen sich mit der Untersuchung bislang unbekannter mikrobieller Gemeinschaften und Arten (sowohl Pilze, Bacteria wie Archaea). Es werden aber auch experimentelle Ansätze zur Aufklärung physiologischer Fragestellungen angewandt, die von Lab-Scale bis zum

Laborreaktor reichen. Mit solchen Untersuchungen konnte z.B. erfolgreich die Beeinflussung der Methanogenese durch unterschiedliche Hemmstoffe aufgeklärt werden, wobei sowohl anaerobe Reinkulturen (z.B. Methanosarcina sp.) als auch Mischkulturen und komplexe Fermentationen als Untersuchungsobjekte dienen. Die gezielte Kultur methanogener

Archaea ist zumindest in Westösterreich einmalig.

Eine Anwendung unserer Grundlagenforschung ist eine biotische Vorbehandlung von Gärsubstrat, die eine signifikante Steigerung in der Gasproduktion bewirkt. Auch im Zuge dieser Untersuchungen sind eine Reihe von grundlagenorientierten Fragestellungen aus den Bereichen der Thermodynamik, Biochemie Molekularbiologie und Physiologie zu klären.

Die erfolgreiche Kombination von kulturtechnischen, molekularbiologischen und biochemisch analytischen Methoden wird auch zur Untersuchung anderer anaerober und mikroaerophiler Habitate verwendet: so konnten z.B. in ganz unterschiedlichen Umweltproben (Süßgewässer, Höhlensysteme, Böden, Schlämme) methanogene und ammoniumoxidierende Archaea, phototrophe Bakterien, als auch bis dato nicht kultivierte und physiologisch nicht charakterisierte Mikroorganismen gefunden und in Zusammenhang mit verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten von der Biotechnologie bis zu alternativen Energiequellen untersucht werden.