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Abstract:
Im Zuge dieser Arbeit wurden Metagenom-Genbanken des Reisfeldbodens aufgebaut, die in der Zukunft für umfangreiche Fragestellungen zur Verfügung stehen. Die Genbanken wurden nach Genomfragmenten von Mitgliedern des Planctomycetes-Verrucomicrobia-Chlamydiae (PVC)-Superphylums untersucht. Neben Fosmid-Klonen der “candidate divisions“ BRC1 ("Bacterial Rice Cluster 1"), OP3 ("Obsidian Pool 3") und NBL-UPA2 ("novel bacterial lineage of uncertain phylogenetic affiliation 2") wurden solche von Vertretern der Verrucomicrobia und Planctomycetes, insbesondere von Mitgliedern der Gattung Pirellula, nachgewiesen. Vier Genomfragmente von Vertretern des OP3, BRC1 und NBL-UPA2 wurden vergleichend sequenziert. Die 16S und 23S rRNA-Phylogenien bestätigen einen monophyletischen Ursprung des PVC-Superphylums. OP3 gruppierte in allen Phylogenien als Mitglied des PVC-Superphylums. BRC1 und WS3 gehören vermutlich ebenfalls diesem Superphylum an, was aber durch zusätzliche Analysen noch zu bestätigen ist. Die auf den OP3-Genomfragmenten lokalisierten rRNA-Operons haben eine typisch bakterielle Struktur mit der Genabfolge 16S, 23S und 5S rRNA. Die Annotation der ORFs ergab keine konkreten Anhaltspunkte, um eine spezifische Anreicherungsstrategie zu formulieren. OP3-Zellen besitzen vermutlich eine klassische Gram-negative Zellwand. ORFs auf dem BRC1-Genomfragment wurden in BlastP-Analysen vermehrt Mitgliedern der Planctomycetes zugeordnet, welches konsistent mit dessen vermuteten Zugehörigkeit zum PVC-Superphylum ist. Die OP3-Genomfagmente zeigten dagegen einen überraschend hohen Anteil an taxonomischen Zuordnungen zu Mitgliedern der Deltaproteobacteria. Es wird daher spekuliert, dass Mitglieder des OP3 in Analogie zu Syntrophobacter und Pelobacter einen syntrophen Stoffwechsel besitzen. Darauf basierend wurden Anreicherungsstrategien formuliert, mit dem Ziel OP3-Genomfragmente, aber auch des BRC1, mit höherer Frequenz in Metagenom-Genbanken dieser biologischen Anreicherungen zu finden. Die Anreicherungen führten mit und ohne Zugabe von M. formicicum als potentiell syntrophen Partner nicht zum gewünschten Erfolg. Hingegen wurden mesophile Mitglieder der archaeellen Entwicklungslinien RC-I und RC-III in den angereicherten Konsortien nachgewiesen, deren relative Abundanz durch weitergehende Anreicherungsversuche erhöht werden konnte.
