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Stickstoff ist ein essentielles Element in allen Organismen und teils ein limitierender Nährstoff in terrestrischen und aquatischen Ökosystemen. Aufgrund des zunehmenden anthropogenen Stickstoffeintrags erfahren viele aquatische Systeme Veränderungen im Stickstoffkreislauf, die zur Eutrophierung von Uferökosystemen führen können. Seen spielen eine entscheidende Rolle als Stickstoffsenken. Bis zu 90% des Stickstoffeintrags werden durch verschiedene Prozesse wie Denitrifikation, Anammox und Stickstoffsedimentation reduziert. Die Umwandlung zwischen den verschiedenen Stickstoffformen werden durch mikrobielle Prozesse angetrieben, die zeitgleich in unterschiedlichen Teilen des Sees ablaufen und durch verschiedene Umweltparameter gesteuert werden.
Somit spielen Mikroben eine entscheidende Rolle in den Stickstoffumwandlungsprozessen. Daher wollen wir mit einer modernen Methode, der Metagenomik, die Hauptakteure für die Stickstoffumwandlungsprozesse finden. Die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft sowie die wichtigsten Hauptakteure werden anhand der gesamten DNA aus Seesedimentproben analysiert. Darüber hinaus extrahieren und analysieren wir die gesamte mRNA aus derselben Probe, um die Aktivität des Gen-Transkripts für jeden Stickstoff-Transformationsprozess zu quantifizieren.
Diese Studie ist Teil eines multidisziplinären Projekts. Mehrere Umweltparameter, organische Substanz in den Sedimentproben und Stickstoffumwandlungsraten werden gleichzeitig gemessen. Dies wird helfen zu verstehen, wie der Einfluss ist von Umweltfaktoren auf die Struktur mikrobieller Gemeinschaften und auf die mikrobiellen Stickstofftransformationsprozesse, welche den internen Stickstoffabbau im See beeinflussen.