Techn. Hochsch., Diss., 2001--Aachen.

Zugl.: Bonn, Univ., Diss., 2009

Techn. Univ., Diss.--Hamburg-Harburg, 2004.

University, Diss., 2005--Bonn.

Humboldt-Universiẗat, Diss., 2002--Berlin.

Thermal food processing leads to the formation of advanced glycation end products (AGE) such as Nε-carboxymethyllysine (CML). Accordingly, these non-canonical amino acids are an important part of the human diet. However, CML is only partially decomposed by our gut microbiota and up to 30% are excreted via faeces and, hence, enter the environment. In frame of this study, we isolated a soil bacterium that can grow on CML as well as its higher homologue Nε-carboxyethyllysine (CEL) as sole source of carbon. Bioinformatic analyses upon whole-genome sequencing revealed a subspecies of Pseudomonas asiatica, which we named ‘bavariensis’. We performed a metabolite screening of P. asiatica subsp. bavariensis str. JM1 grown either on CML or CEL and identified N-carboxymethylaminopentanoic acid and N-carboxyethylaminopentanoic acid respectively. We further detected α-aminoadipate as intermediate in the metabolism of CML. These reaction products suggest two routes of degradation: While CEL seems to be predominantly processed from the α-C-atom, decomposition of CML can also be initiated with cleavage of the carboxymethyl group and under the release of acetate. Thus, our study provides novel insights into the metabolism of two important AGEs and how these are processed by environmental bacteria.

Der Mangel an Nährstoffen im Boden, hauptsächlich an Phosphor (P) und Stickstoff (N), verbunden mit einem hohen Salzgehalt und der generellen Verarmung landwirtschaftlicher Böden , sind ein ernstes Problem für die landwirtschaftliche Produktion weltweit. Daher besteht ein dringender Bedarf an Forschung und Entwicklung geeigneter landwirtschaftlicher Praktiken, um ungünstige Bodenbedingungen zu verringern und wenn möglich die Fruchtbarkeit von Kulturland wiederherzustellen. Die Verwendung von Rhizobakterien, die das Pflanzenwachstum (PGPR) fördern, kann sich bei der Entwicklung von Strategien zur Erleichterung des Pflanzenwachstums unter normalen Wachstumsbedingungen sowie unter abiotischen Stress als nützlich erweisen. Diese Bakterien bieten ihren pflanzlichen Wirten Vorteile, indem sie die Aufnahme von Bodenmineralien fördern und Pflanzen vor schädlichen Umwelteinflüssen schützen. Die vorliegende Arbeit bewertet die Rolle von in Kamerun natürlich vorkommenden PGPR an Mais und untersucht deren Potenzial als Bioimpfstoffe zur Steigerung des Pflanzenwachstums in Kamerun. Wir prüfen die Hypothese, dass einheimische Bakteriengemeinschaften aus Kamerun einen hohen Anteil an Bakterien aufweisen, deren Eigenschaften Kulturpflanzen helfen, mit ungünstigen Bedingungen umzugehen. In der vorliegenden Arbeit wurden dazu Bakteriengemeinschaften der Rhizosphäre von in Kamerun angebautem Mais isoliert und untersucht. Zum ersten Mal erfolgte eine umfassende phylogenetische Zuordnung aller kultivierbaren Bakterien, auf Grundlage ihrer potenziellen Fähigkeiten zur Förderung des Pflanzenwachstums. / Nutrient deficiencies in soil, mainly in phosphorus (P) and nitrogen (N), coupled to salinity and the impoverishment of agricultural soils, are a severe problem for agricultural production worldwide. Therefore, there is an urgent need for research and development of more suitable agricultural practices in order to reduce unfavorable conditions, and if possible, to restore the fertility of cultivated lands. The use of rhizobacteria, which promote plant growth (PGPR), can prove useful in developing strategies to facilitate plant growth under normal as well as under abiotic stress conditions. These bacteria offer benefits to plant hosts by promoting the uptake of soil minerals and protecting plants from environmental stresses. The thesis evaluates the role of native PGPR associated with maize as potential bio-inoculants for plants growth in Cameroon. We hypothesized that native bacterial communities from Cameroon include a high potential of bacteria helping the plant cope with unfavorable conditions. Here, we provide for the first time a comprehensive phylogenetic affiliation of cultivable bacterial communities associated with maize rhizosphere grown in Cameroon in relationship to their potential plant growth-promoting abilities.