Description: Als Partner des BioPara-Netzwerkes ist es unser Ziel, biochemische Prozesse mit positivem und negativem Einfluss auf den Kohlenstofffluß während der Biogasbildung zu untersuchen. Die produzierte Menge an organischen Säuren ist ein wesentlicher Parameter für die Effizienz jeder Biogasanlage, da bei zu starker Ansäuerung die Methanbildung deutlich absinkt. Aus diesem Grund sollen die Mechanismen der Säureproduktion im gesamten Biogasprozess analysiert werden. Dazu werden die Enzymaktivitäten von Schlüsselenzymen für die Acetat- (Acetat-Kinase), Propionat- (Propionyl-CoA:Succinat-CoA-Transferase) und Butyratbildung (Phosphotransbutyrylase und Butyrat-Kinase sowie Butyryl-CoA:Acetat-CoA-Transferase) im Zellextrakt aus Proben untersucht. Die entsprechenden Enzymtests werden unter Verwendung von Zellextrakt von Reinkulturen etabliert und anschließend auf Zellextrakt aus Proben von laufenden Bioreaktoren angewendet Die Identifizierung der acidogenen Bakterien erfolgt unter Verwendung der funktionellen Gene der Butyrat-Kinase (buk) und Butyryl-CoA:Acetat-CoA-Transferase (but) mittels Klonbibliotheken. Ein weiteres Ziel ist die Quantifizierung der acidogenen Bakterien mittels qPCR. Entsprechend den fermentativen Bakterien können Pilze anaerob organische Verbindungen als Kohlenstoff- und Energiequelle nutzen. Durch die gezielte Zugabe von Pilzen und cellulolytischen Bakterien soll die Abbaubarkeit von Substraten wie Mais in Biogasreaktoren gesteigert werden. Zu diesem Zweck werden cellulolytische Mikroorganismen aus Biogasreaktoren isoliert und identifiziert. Derzeitige potentielle Kandidaten sind C. populeti, C. phytofermentans, C. cellulovorans, and C. cellulolyticum.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Nährmedium
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Acetat
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Mais
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Substrat
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Anaerobe Bedingungen
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Biogasanlage
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Methanbakterien
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Organische Verbindung
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Bioreaktor
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Extraktion
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Fermentation
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Methan
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Organische Säure
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Bakterien
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Quantitative Analyse
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Biologischer Abbau
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Abbaubarkeit
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Biotechnologie
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Energiequelle
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Kohlenstoffkreislauf
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Monokultur
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pH-Wert
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Populationsdichte
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Mikroorganismen
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Pilz
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Laborversuch
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DNA-Analyse
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Biogaserzeugung
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Abbau
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Effizienzsteigerung
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Biochemische Reaktion
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Butyrat
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C. cellulolyticum
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C. cellulovorans
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C. phytofermentans
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C. populeti
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Cellulolytische Mikroorganismen
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Enzym
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Enzymaktivität
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Gen
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Klon
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Acidogenese
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PCR-Technik
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Propionat
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Reaktionsmechanismus
?
Stoffwechselprodukt
?
Region:
Baden-Württemberg
Bounding boxes:
9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Bioreact GmbH (Mitwirkende)
-
Bonalytic GmbH (Mitwirkende)
-
Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (Geldgeber*in)
-
Technische Universität Dresden, Institut für Mikrobiologie (Mitwirkende)
-
Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
-
Universität Bonn, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie (Mitwirkende)
-
Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften (Mitwirkende)
-
Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Institut für Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie, Abteilung Mikrobiologie und Biotechnologie (Mitwirkende)
-
Universität Kiel, Institut für Allgemeine Mikrobiologie (Mitwirkende)
-
Universität Konstanz, Institut für Limnologie, Lehrstuhl Mikrobielle Ökologie, Limnologie und generelle Mikrobiologie (Mitwirkende)
-
Universität Konstanz, Mathematisch- Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Biologie (Mitwirkende)
-
Universität Ulm, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie (Betreiber*in)
Time ranges:
2012-10-01 - 2016-06-30
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: BioPara; Acidogenesis by fermentative bacteria and anaerobic fungi as well as abundances of methanotrophic organisms in biogas reactors
Description: As partner of the network BioPara, our aim is to investigate biochemical processes which have negative or positive effects on the carbon flow during biogas formation. In high concentration, the organic acids acetate, butyrate, and propionate can have a negative effect on the efficiency of biogas plants. High acidification results in a decrease of methane production. In our study, we focus on the mechanism of acidogenesis, which is a key process during biogas formation. To identify possible bottle necks, we address key enzymes of acidification such as acetate kinase, butyrate kinase, butyryl-CoA:acetate-CoA transferase, and propionyl-CoA:succinate-CoaA transferase. Enzyme activity assays will be established using crude extract from pure cultures. Afterwards, they will be applied to crude extract prepared from samples of biogas reactors operating at high loading rates. Additionally, acidogenic bacteria will be identified using the functional genes of the butyrate kinase (buk) and butyryl-CoA:acetate-CoA transferase (but) and will be quantified by qPCR. The carbon flow to convert methane to biogas could be positively affected by microbial community engineering. Therefore, we investigate the potential of cellulolytic bacteria as well as anaerobic fungi to enhance degradation rates of fibre rich substrates such as maize or grass silage. Therefore, we try to isolate and identify respective microorganisms present in biogas reactors. So far, potential candidates are C. populeti, C. phytofermentans, C. cellulovorans, and C. cellulolyticum.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1042660
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