Stiftelsen Oscar och Lili Lamms Minne
Du är här: Hem // 2010 
TitelBio-indicators for increased risk of N2O production by denitrifying bacteria in the rhizosphere
NoDO2010-0030
UniversitetSveriges lantbruksuniversitet
InstitutionMikrobiologi
HuvudsökandeSara Hallin
Beviljat belopp2 000 000
Sammanfattning
Den mikrobiella processen denitrifikation leder till kväveförluster från markekosystem då nitrat reduceras till kvävgas (N2). I det sista steget i denitrifikationsprocessen reduceras lustgas (N2O) till N2, men ibland är inte processen fullständig och N2O avgår då från marken. Lustgas bidrar till den globala klimatförändringen genom att det är en s.k. växthusgas. Växthuseffekten från N2O är ca 300 gånger starkare än för koldioxid och är idag också den enskilt viktigaste ozonnedbrytande substansen. Denitrifikation från markekosystem är den största källan till N2O i atmosfären och processen utförs av främst av bakterier. Förmågan att reducera lustgas (N2O) till N2 finns inte hos alla denitrifierare och N-förlusterna kan då ske som växthusgasen N2O. Tidigare studier visar att växter påverkar mikroorganismsamhället och att de kan selektera för denitrifierare som saknar sista steget i denitrifikationsprocessen och därmed bildar de lustgas som slutprodukt. Vi ska undersöka betydelsen av andelen bakterier med fullständig denitrifikation som har förmågan att reducera N2O jämfört med de som saknar den förmågan för reglering av mängden N2O som avgår från åkermark och växternas roll i detta. Hypoteserna är att i) N2O-emissioner regleras av andelen denitrifierare med fullständig denitrifikation med N2 som slutprodukt och ii) växter selekterar för denitrifierare som saknar förmåga till lustgaseduktion. De N2O producerande bakterierna skulle kunna spåras med specifika gener som samexisterar - ett koncept med potential att utvecklas till en bio-indikator för ökad risk för N2O produktion. Ett första mål är att ge den genetiska kontexten för hypotesen genom analysera hur denitrifikationsgenerna är organiserade hos samtliga bakterier där hela genomet har DNA sekvenserats och bestämma frekvensen av samexistens av genen nosZ, som kodar för lustgasreduktaset, med övriga gener inblandade i processen. Betydelsen av olika växter som ett selektionstryck för N2O-producerande denitrifierare kommer att utvärderas i krukförsök där effekten av olika växttyper (gräs, örter, baljväxter etc) och arter jämförs m.a.p. N2O:N2 kvoten och den relativa mängden av de nyckelgener som identifierats i genomanalysen. För att etablera en generell koppling mellan genkvoter och N2O:N2 kvoten kommer >500 jordar med olika ursprung från olika odlingssystem och växtföljder att jämföras. Markkartering med N2O-indikatorer kan bli ett stöd för att optimera växtodlingen så att N2O utsläppen minimeras. Projektes fokus på markfrågor relaterade till global mijöpåverkan vilket anknyter väl till stiftelens ändamål.