Wie beeinflusst Sorption die Metabolisierung von Alanin durch mikrobielle Gruppen

Mikrobieller Abbau ist ein wesentlicher Transformationsprozess der organischen Bodensubstanz. Sorption von niedermolekularen organischen Substanzen wie Alanin an Mineraloberflachen kann diese vor dem mikrobiellen Abbau und Mineralisierung schutzen. Somit ware Sorption ein entscheidender Stabilisierungsprozess fur die organische Bodensubstanz. Dennoch ist es fur Mikroorganismen moglich, niedermolekulare organische Substanzen von Mineraloberflachen zu desorbieren. Das exakte Prozessgefuge dieser Desorption und mikrobiellen Verwertung, aber auch die involvierten mikrobiellen Gruppen sind jedoch weitestgehend unbekannt. Wir verwendeten positionsspezifisch C-13-markiertes Alanin, dessen Mineralisation zu CO2 und dessen Einbau in Phospholipid-Fettsauren (PLFAs) quantifiziert wurde, um die mikrobielle Verwendung von sorbiertem und nicht-sorbiertem Alanin im Boden zu unterscheiden. Um die durch die Sorption bedingten Veranderungen der Verfugbarkeit und Metabolisierung des Alanins zu erfassen, wurden einheitlich- und positionsspezifisch C-13- und C-14-markiertes Alanin in einem Ap-Horizont einer lehmigen Parabraunerde uber 10 Tage inkubiert. Das CO2 aus der Respiration wurde in NaOH-Fallen erfasst und dessen C-14-Aktivitat bestimmt. Die Verwendung der funktionellen Gruppen des Alanins durch die verschiedenen mikrobiellen Gruppen wurde mittels C-13-PLFA Analyse ermittelt. Keine der mikrobiellen Gruppen bevorzugte das unsorbierte Alanin gegenuber dem sorbierten – der Grosteil der Gruppen inkorporierte die gleiche Menge in ihre PLFAs. So zeigten beispielsweise Gram negative Bakterien eine hohe Wettbewerbsfahigkeit hinsichtlich des Alanins, allerdings keine Praferenz bezuglich des Unsorbierten. Nur die Gruppe der Pilze inkorporierten signifikant mehr sorbiertes Alanin: Sie sind pradestiniert dafur, Mineraloberflache zu umwachsen und daran sorbierte Substanzen mit ihren Hyphen aufzunehmen. Diese Praferenz ist mit einem veranderten Abbauweg, der uber Glukoneogenese und den Pentose-Phosphat-Weg fuhrt, verbunden. Sorption kann zu einer kurzfristigen Verzogerung des Abbaus kleiner geladener Molekule fuhren, jedoch ist kein langfristiger Stabilisierungseffekt erkennbar. Die meisten mikrobiellen Gruppen nehmen sowohl sorbiertes und nicht-sorbiertes Alanin im gleichen Mase auf und nur einzelne Gruppen, wie Pilze, haben sich auf die praferentielle Aufnahme sorbierter Substanzen spezialisiert.