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Clostridium botulinum - Ein Risiko für landwirtschaftliche Biogas-Anlagen?

Projekt

Inspektion von Substraten einer Biogasanlage für mikrobiologische Analysen
Inspektion von Substraten einer Biogasanlage für mikrobiologische Analysen (© Thünen-Institut/BD)

Abundanz und Vielfalt von Clostridium in landwirtschaftlichen Biogasanlagen unter besonderer Berücksichtigung von Clostridium botulinum

Clostridien sind Bakterien die in großen Mengen in Biogasanlagen bei der Zersetzung von organischer Substanz auftreten. Können sich dort auch unbeabsichtigt problematische Clostridien vermehren? 

Hintergrund und Zielsetzung

Innerhalb der Gruppe der Clostridien gibt es problematische Vertreter, insbesondere Clostridum botulinum, der Produzent des stärksten biologischen Toxins das es überhaupt gibt.

Ziel war es, die Vielfalt der Clostridien in Abhängigkeit unterschiedlicher Substrate in Modell und in aktuell produzierenden landwirtschaftlichen Biogasanlagen zu ermitteln und dabei besonders nach C. botulinum zu suchen.

Vorgehensweise

  • Extraktion von Nukleinsäuren aus Gärsubstraten und Fermenterinhalt von experimentellen und landwirtschaftlichen Biogasanlagen
  • PCR Amplifikation der Clostridien aus Cluster I
  • Sequenzierung der PCR Produkten mit Hochdurchsatz-Techniken (454 pyrosequencing, Illumina MySeq).
  • Bioinformatische und phylogenetische Analysen der DNA Sequenzen
  • Eingrenzung verdächtiger Proben mit Hilfe von molekularen Verfahren
  • Bestägigung des Verdachts auf C. botulinum im Mäuse-Test (Auftrag außer Haus)

Unsere Forschungsfragen

Welche Clostridien kommen im Gärsubstraten (NaWaRo, Gülle, etc.) vor und können sich diese in Biogasfermentern vermehren?

Welche Clostridien sind an den Prozessen in Biogasanlagen beteiligt, wie variabel ist ihre Zusammensetzung?

Lassen sich pathogene oder Toxin-produzierende Clostridien nachweisen? 

Ergebnisse

Aus einer Vielzahl von Proben könnten einige verdächtige im Hinblick auf C. botulinum, nicht jedoch andere pathogene Clostridien, mit Hilfe der molekularen DNA-basierenden Verfahren identifiziert werden. Diese wurden im Mäusetest weiter analysiert, wobei sich bis heute (Analysen noch nicht abgeschlossen) noch kein Nachweis einer tatsächlichen Toxin-Produktion ergab. 

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner


Geldgeber

  • Bundesland Niedersachsen
    (national, öffentlich)

Zeitraum

9.2011 - 12.2014

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 0