Pferde mit respiratorischer Symptomatik, insbesondere Pferde mit milderen Symptomen wie beispielsweise gelegentlichem Husten, geringgradigem Nasenausfluss und Leistungsinsuffizienz wurden häufig ohne ausreichende Diagnostik mit einem Antibiotikum vorbehandelt. Insgesamt wurden an IAD erkrankte Pferde häufiger mit einem Antibiotikum vorbehandelt als Pferde, bei denen RAO diagnostiziert wurde. Die Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchungen zeigen jedoch, dass eine bakterielle Beteiligung bei der Pathogenese des equinen Asthmas mit hoher Wahrscheinlichkeit eine untergeordnete Rolle spielt und somit eine antibiotische Behandlung in diesen Fällen nicht indiziert ist. Die Ergebnisse der klinischen, endoskopischen und zytologischen Untersuchung dieser Studie untermauern die Ergebnisse vorangegangener Studien.:Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 2. Literaturübersicht 2 2.1. Equines Asthma 2 2.1.1. Begriffsentwicklung 2 2.1.2. Recurrent Airway Obstruction 3 2.1.3. Inflammatory Airway Disease 5 2.1.4. Summer pasture associated pulmonary disease (SPAOPD) 7 2.2. Diagnostik Equines Asthma 7 2.2.1. Anamnese 7 2.2.2. Klinische Untersuchung 7 2.2.3. Blutbild und Blutchemie 8 2.2.4. Arterielle Blutgasanalyse 8 2.2.5. Endoskopie und Probengewinnung 9 2.2.6. Auswertung der BAL 10 2.2.6.1. Leukozyten 10 2.2.6.1.1. Neutrophile Granulozyten 10 2.2.6.1.2. Eosinophile Granulozyten 10 2.2.6.1.3. Mastzellen 11 2.2.6.1.4. Lymphozyten 11 2.2.6.2. Makrophagen 11 2.2.6.3. Epithelzellen 12 2.2.6.4. Curschmann-Spiralen 12 2.2.6.5. Bakterien 13 2.2.6.6. Pilze 13 2.2.7. Mikrobiologische Untersuchungen 13 2.3. Therapie des Equinen Asthmas 17 2.3.1. Optimierung der Haltungsbedingungen 17 2.3.2. Medikamente 19 2.3.2.1. Bronchospasmolyse 19 2.3.2.2. Sekretolyse 19 2.3.2.3. Glukokortikoide 20 3. Material und Methoden 21 3.1. Patienten 21 3.2. Anamnese 21 3.3. Klinische Untersuchung 21 3.4. Labordiagnostische Untersuchungen des venösen Blutes 23 3.5. Arterielle Blutgasanalyse 24 3.6. Endoskopie (inklusive Entnahme BAL, TBS, Spülprobe der oberen Atemwege) 24 3.7. Zytologische Untersuchung der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit 27 3.8. Mikrobiologische Untersuchungen 27 3.9. Gruppeneinteilung 28 3.10. Statistische Untersuchungen 30 4. Ergebnisse 31 4.1. Studienpopulation 31 4.2. Klinische Untersuchung 36 4.3. Labordiagnostik Blut 39 4.4. Endoskopie 40 4.5. Zytologie BAL 42 4.6. Mikrobiologie 44 4.6.1. BAL 44 4.6.2. TBS 44 4.6.3. Spülprobe der oberen Atemwege 48 4.6.4. Zusammenhang zwischen der Vorbehandlung mit einem Antibiotikum und dem Nachweis von Bakterien 49 5. Diskussion 52 5.1. Limitationen der Studie 52 5.2. Studienpopulation 53 5.3. Klinische Untersuchung 55 5.4. Labordiagnostik Blut 56 5.5. Endoskopie 57 5.6. Zytologie der BAL 57 5.7. Mikrobiologische Untersuchung 58 5.7.1. BAL 59 5.7.2. Tracheobronchialsekret 60 5.7.3. Spülprobe der oberen Atemwege 62 5.7.4. Zusammenhang zwischen der Vorbehandlung mit einem Antibiotikum und dem Nachweis von Bakterien 62 5.8. Schlussfolgerung 63 6. Zusammenfassung 64 7. Summary 66 8. Literaturverzeichnis 68 9. Tabellenverzeichnis 77 10. Abbildungsverzeichnis 78 Danksagung 79

Eine vorausgegangene professionelle mechanische Plaquereduktion (PMPR) verbesserte nicht die klinischen Ergebnisse der subgingivalen Instrumentierung. Grundsätzlich führte eine zweimalige PMPR zu einer hochsignifikanten Reduktion aller klinischen Variablen. Jedoch ist im Vergleich zu den Resultaten nach alleiniger subgingivaler Instrumentierung die klinische Relevanz als gering einzustufen. Ein zusätzlicher Effekt auf die Biomarker in der Sulkusflüssigkeit und die Parodontitis-assoziierten Bakterien ist ebenfalls nach drei Monaten nicht zu detektieren. Es deutet sich an, eine wiederholte ausführliche Information, Motivation und Instruktion vor der subgingivalen Instrumentierung empfehlen und auf die PMPR mit Entfernung des mineralisierten und nicht mineralisierten Biofilms verzichten zu können.:1. Abkürzungsverzeichnis 2. Einführung 2.1. klinische parodontale Gesundheit & orales Mikrobiom 2.2. Ätiologie der Parodontitis 2.3. Risikofaktoren der Parodontitis 2.4. Epidemiologie der Parodontitis 2.5. Klassifikation parodontaler Erkrankungen und Zustände 2.6. Therapie der Parodontitis 2.7. Prävention einer Parodontitis 3. Aufgabenstellung 4. Materialien und Methoden 4.1. Studienprobanden 4.1.1. Teilnahmekriterien 4.1.2. Anamnese, Aufklärung und Einwilligung 4.1.3. Studiengruppen 4.2. klinischer Ablauf 4.2.1. Vorbehandlungen 4.2.2. nichtinvasive klinisch-parodontologische Untersuchungen 4.2.3. klinische Variablen 4.2.4. professionelle mechanische Plaquereduktion 4.2.5. subgingivale Instrumentierung 4.2.6. Nachsorge 4.3. Labor 4.3.1. Probenentnahme 4.3.2. Analyse der Proben 4.4. statistische Analyse 5. Ergebnisse 6. Diskussion 7. Zusammenfassung 8. Literaturverzeichnis 9. Anlagen 10. Abbildungsverzeichnis 11. Tabellenverzeichnis 12. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 13. Lebenslauf 14. Verzeichnis der wissenschaftlichen Veröffentlichungen 15. Danksagung

A biofilm is any group of microorganisms in which cells stick to each other and adhere to a surface by excreting a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The chemoautotrophic nitrifying bacteria hardly form biofilms due to their extremely low growth rate; however, biofilm formation of nitrifying bacteria trends to attach in carrier by extracellular polysaccharides that facilitate mutual adhesion, the forming biofilm is also beneficial in nitrogen removal in biological filter systems, especially in aquaculture water treatment systems. The microbial activity within bio-carrier is a key factor in the performance of biofilm reactor. Selection the nitrifier bacteria that biofilm formation and immobilization on the carrier for application in ammonium polluted water treatment technologies, especially in aquaculture is our research objective. Therefore, in this study, ten and six strains of ammonia oxidizing bacteria (AOB) and nitrite oxidizing bacteria (NOB) respectively were isolated from six different aquaculture water samples collected from Quang Ninh and Soc Trang. Basing on their high nitrification activity and biofilm forming capacity, six bacterial strains have been selected to take photo by scanning electron microscope (SEM) and carry out in 2 – liter tanks with and without carriers. As the results, the system with carriers (30% of total volume) increased nitrogen compounds elimination efficiency from 1.2 times to 2 times in comparison with the system without carrier. Two representatives of ammonia oxidizing bacterial group (B1.1; G2-1.2) were classification based on characteristics and they were classified as Nitrosomonas sp. and Nitrosococcus sp. / Màng sinh học được hình thành từ vi sinh vật nhờ các tế bào tiết ra các chất cao phân tử ngoại bào (EPS) và dính vào nhau đồng thời được gắn lên một bề mặt vật thể lỏng hoặc rắn. Vi khuẩn nitrate hóa tự dưỡng có thể tạo ra màng sinh học nhưng khá khó khăn do tỷ lệ sinh trưởng rất chậm của chúng. Tuy nhiên vi khuẩn nitrate hóa tạo màng sinh học thường có xu thế bám lên giá thể nhờ sự gắn kết của các polisaccarit ngoại bào. Sự hình thành màng sinh học cũng là lợi thế để loại bỏ các hợp chất nitơ trong các hệ thống lọc sinh học, đặc biệt là trong các hệ thống xử lý nước nuôi trồng thủy sản. Hoạt tính vi sinh vật cùng với giá thể sinh học là một yếu tố quan trọng để thực hiện trong các bể phản ứng màng sinh học. Trong nghiên cứu này, mục tiêu của chúng tôi là lựa chọn được các vi khuẩn nitrate hóa có khả năng tạo màng sinh học và cố định chúng lên giá thể để ứng dụng trong các công nghệ xử lý nước bị ô nhiễm ammonia đặc biệt là trong nuôi trồng thủy sản. Kết quả cho thấy, từ sáu mẫu nước nuôi trồng thủy sản khác nhau từ Quảng Ninh và Sóc Trăng, 10 chủng vi khuẩn oxy hóa ammonia (AOB) và 6 chủng vi khuẩn oxy hóa nitrite (NOB) đã được phân lập. Dựa vào hoạt tính nitrate hóa và khả năng tạo màng sinh học của các chủng vi khuẩn phân lập được 6 chủng điển hình đã được lựa chọn để chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét và được ứng dụng trong hai bể sinh học với dung tích 2 lít có chứa và không chứa chất mang (giá thể). Sau 7 ngày, hệ thống sinh học chứa giá thể (chiếm 30% thể tích) có hiệu suất loại bỏ các hợp chất nitơ tăng hơn từ 1,2 đến 2 lần so với bể sinh học không chứa chất mang. Hai đại diện của nhóm vi khuẩn oxy hóa ammonia (B-1.1 và G2-1.2) đã được phân loại sơ bộ dựa vào một số đặc điểm sinh học và chúng đã được xác định thuộc chi Nitrosomonas và chi Nitrosococcus.

Die Aktivierung von Endothelzellen durch Bakterien und ihre Produkte trägt wesentlich zur Ausbildung klinischer Symptome in bakteriellen Infektionen bei. Die Freisetzung von Chemo- und Zytokinen führt im Konzert mit der Expression von Adhäsionsmolekülen durch das Endothel zur Rekrutierung und Aktivierung von Granulozyten. Zur Regulation der Entzündungsreaktion tragen parakrine und systemische Effekte, ausgelöst durch die Liberation von vasoaktiven Substanzen und Zytokinen durch Endothelzellen, bei. Der Zusammenbruch der endothelialen Barrierefunktion, gekennzeichnet durch den Verlust der Permselektivität der endothelialen Grenzschicht, verursacht Ödembildung. In dieser Arbeit wurde die molekulare Interaktion von Bakterien und ihren Produkten mit Endothelzellen untersucht. Effekte auf die Rekrutierung von Granulozyten und die endotheliale Barrierefunktion wurden charakterisiert. Dabei konnten aktivierte Signalwege identifiziert werden. Darauf basierend folgte die Entwicklung erster therapeutischer Ansätze. Zusammengefasst erbrachten diese experimentellen Untersuchungen neue Erkenntnisse zum Verständnis der Bakterien-Endothel Interaktion. / Activation of endothelial cells by bacteria and their products contributed significantly to clinical signs of bacterial infections. Liberation of chemo- and cytokines in concert with expression of adhesion molecules by the endothelium resulted in recruitment of granulocytes. Paracrine and systemic effects of vasoactive agents and cytokines secreted by endothelial cells contributed the regulation of inflammation. Loss of endothelial barrier function induced edema formation. This postdoctoral lecture qualification addressed the molecular interaction of bacteria and their products with endothelial cells. The recruitment of granulocytes, the regulation of endothelial barrier function and activated signalling pathways in endothelial cells were analyzed. Based on these experiments new therapeutic strategies have been tested. In summary, extended these experimental investigations the understanding of bacterial-endothelial interaction.

Durch die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit ist es erfolgreich gelungen die beiden gram-positiven Mikroorganismen Lysinibacillus sphaericus JG-A12 und Lysinibacillus sphaericus JG-B53 unter geregelten und idealen Kultivierungsbedingungen im Bioreaktor in hinreichenden Biomasseausbeuten zu kultivieren. Aus der Biomasse beider Stämme ist es anschließend gelungen, die primären Zellwandkomponenten bestehend aus Membranlipiden, Peptidoglykan mit sekundären Zellwandpolymeren und S-Layer-Proteinen in reiner Form und in guten Ausbeuten zu extrahieren. Diese Zellwandkomponenten wurden dann unter Verwendung von biochemischer und strukturanalytischer Methoden charakterisiert. Dabei ist es erstmals gelungen, die Membranlipide beider genutzter Mikroorganismen in Bezug auf deren Zusammensetzungen der enthalten hydrophoben Fettsäuren und der hydrophilen phosphathaltigen Kopfgruppen zu charakterisieren. Durch die vergleichend durchgeführten Metallbindungsversuche im Batch-Verfahren konnten Bindungspräferenzen intakter Zellen von Lysinibacillus sphaericus JG-A12 und Lysinibacillus sphaericus JG-B53 und deren isolierten Zellwandkomponenten mit den Metallen As, Au, Cd, Eu, Pb, Pd, Pt bzw. U untersucht werden. Dabei konnten sowohl in den Untersuchungen intakter Zellen und der primären Zellwandbestandteile deutlich höhere Metallsorptionsraten und Metallentfernungseffizienzen für Lysinibacillus sphaericus JG-B53 festgestellt werden als dies bei Lysinibacillus sphaericus JG-A12 nachzuweisen war. Dies macht diesen Stamm für potentielle technische Anwendungen als metallselektives biosorptives Material weitaus interessanter. Die Untersuchungen der Einzelkomponenten in Suspension lieferten jedoch nur begrenzt Informationen zur Interaktion der Metalle mit den Schichten wie sie unter natürlichen Bedingungen in der Zelle vorkommen. Daher wurden unter Verwendung der QCM-D erstmals die primären Zellwandkomponenten beider Mikroorganismen (S-Layer und Peptidoglykan) sowie von Referenzlipiden an Grenzflächen erfolgreich im nanoskaligen Bereich abgeschieden und online verfolgt. Dadurch war es möglich vereinfachte Einzelschichtsysteme der gram-positiven bakteriellen Zellwand nachzubilden. In den Untersuchungen konnten stabile Schichten generiert werden, welche vergleichbar zu dem Schichtsystem vitaler Zellen sind. Zusätzlich konnte bei den Abscheidungen der S-Layer-Proteine SlfB und Slp1 der positive Effekt von Polyelektrolytmodifizierungen auf das Rekristallisationsverhalten, die Schichtstabilität und den Bedeckungsgrad auf der technischen Oberfläche aufgezeigt werden. Zur Untersuchung der Metallinteraktion zellulärer Einzelschichtsysteme wurden in dieser Arbeit exemplarisch nach den erfolgreichen Untersuchungen zur Rekristallisation, die S-Layer-Proteine als erste Interaktionsschicht des Gesamtzellsystems mit der QCM-D untersucht. Diese stabilen und intakten Schichten konnten analog zu den Schichtuntersuchungen der reinen biologischen Komponenten und nach den QCM-D Metallinteraktionsstudien mit den S-Layer Strukturen mittels der Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht und bildgebend dargestellt werden. In weiteren spektroskopischen Untersuchungen (TRLFS) der Zellwandkomponenten konnten die lumineszierenden Eigenschaften von Europium ausgenutzt werden, um das Metallbindungsverhalten der einzelnen Komponenten als auch des Gesamtsystems der Zellen beider Mikroorganismen zu bestimmen. Somit konnte Europium als spektroskopische Sonde eingesetzt werden um Rückschlüsse die Biomolekül-Metallwechselwirkungen zu ermöglichen. Dabei konnten vor allem mit den beiden oberflächennahen Zellschichten Lösung teilweise sehr starke Metall-Biomolekül-Wechselwirkungen beobachtet werden.

Agarwood mainly formed by Aquilaria species is an economically and pharmaceutically important natural product used for the production of incense, perfumes and traditional medicines in Asia. Endophytic bacteria are potentially important in producing pharmaceutical compounds found in the plants. The aim of this research is to isolate, classify and identify major endophytic bacteria groups associated with agarwood of Aquilaria crassna species in Khanh Hoa province, Vietnam. Agarwood samples were collected and surface-sterilized, and total endophytic bacteria were isolated on Tryptic Soy Agar by the spread plate method. Major bacterial groups were classified according to the Bergey’s system. The 16S rRNA gene fragments were amplified using PCR method, and bacterial isolates were identified using this gene sequence similarity based method. The results showed that from 0.121 g of agarwood, total 26 bacterial isolates were purified and divided into 7 separated groups, in which the group II of Gram-positive spore-forming bacteria was the most dominant. Especially, two dominant strains, T14 of group II, and T15 of group VII, were identified as Bacillus pumilus and Alcaligenes faecalis, respectively.!To our knowledge, it is the first time that biodiversity of bacterial endophytes associated with agarwood from Aquilaria crassna in Vietnam has been reported, which requires of further study to understand the relationship of endophytic bacteria to agarwood-producing Aquilaria crassna species as well as explore their potential applications towards the development of valuable bioactive compounds. / Trầm hương, chủ yếu được tạo ra từ các loài cây Dó (Aquilaria), là một sản phẩm tự nhiên có giá trị kinh tế và y học đã được sử dụng để sản xuất hương, nước hoa và các dược phẩm truyền thống ở châu Á. Vi khuẩn nội cộng sinh thực vật được cho là một nguồn quan trọng cho các dược phẩm có nguồn gốc thực vật. Mục tiêu của nghiên cứu này là nhằm phân lập, phân loại và định danh các nhóm vi khuẩn chính trên Trầm hương Khánh Hòa, Việt Nam. Các mẫu Trầm hương được thu nhận và vô trùng bề mặt dùng để phân lập vi khuẩn tổng số trên môi trường TSA bằng phương pháp trải đĩa. Các nhóm vi khuẩn chính được phân loại dựa theo hệ thống chuẩn Bergey. Đoạn gen mã hóa 16S rRNA được khuếch đại bằng phương pháp PCR, và các chủng vi khuẩn được định danh bằng phép so sánh độ tương đồng trình tự của đoạn gen này. Kết quả cho thấy từ 0,121 g mẫu trầm hương, chúng tôi đã phân lập được 26 chủng vi khuẩn và phân chúng vào 7 nhóm chính, trong đó nhóm II bao gồm các vi khuẩn Gram dương sinh bào tử là nhóm chiếm ưu thế nhất. Đặc biệt, có 2 chủng ưu thế là chủng T14 thuộc nhóm II và chủng T15 thuộc nhóm VII đã được định danh tương ứng là Bacillus pumilus và Alcaligenes faecalis.!Đây là nghiên cứu đầu tiên về đa dạng sinh học của các nhóm vi khuẩn chính trên Trầm hương Khánh Hòa. Vì vậy, cần có những nghiên cứu tiếp theo nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa các vi khuẩn nội cộng sinh với cây Dó bầu (Aquilaria crassna) tạo trầm cũng như khai thác những ứng dụng tiềm năng của các vi khuẩn này theo hướng phát triển các hoạt chất sinh học có giá trị.

Kulturunabhängige 16S rRNA Analyse des subgingivalen bakteriellen Biofilms bei der aggressiven Parodontitis und Vergleich mit bekannten Bakterien bzw. Phylotypen, die im Zusammenhang mit der parodontalen Flora nachgewiesen wurde. Putative Pathogene wurden bestimmt. / In this culture independent 16S rRNA study cloning and sequencing was used to analyse gingival samples from a population of 26 persons suffering from aggressive periodontitis and six healthy adult individuals.

Als "surface-layer" (S-Layer, SL) bezeichnet man die regelmäßig strukturierten Hüllproteinlagen auf der Oberfläche von etwa 80 % aller bisher bekannten Bakterienspezies. Sie entstehen durch Selbstassemblierung von identischen Proteinuntereinheiten, die wiederum zumeist durch nichtkovalente Wechselwirkungen mit der darunterliegenden Zellwandkomponente verknüpft sind. Trotz ihrer Diversität auf der Ebene der Primärstruktur weisen S-Layer verschiedener Bakterienarten einheitliche physikochemische Merkmale auf. Dazu zählt u.a. die Wiedereinnahme einer hochgradig strukturierten, porösen Proteinschicht nach reversibler Denaturierung. Infolge der Reassemblierung entstehen sowohl in Lösung als auch an Phasengrenzen Proteinassemblate, deren Porenanordnungen die gleiche regelmäßige Symmetrie aufweisen, wie die nativen Hüllproteine auf der Bakterienzelle. Das in seiner Domänenstruktur aufgeklärte Hüllprotein SbsC des mesophilen Bakterienstammes Geobacillus (G.) stearothermophilus ATCC 12980 zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Synthetisierbarkeit in E. coli aus. C-terminale Fusionen, die im Falle des verstärkt grün fluoreszierenden Proteins (EGFP) bis zu 240 Aminosäuren umfassen, führten nicht zu einem Verlust der Selbstassemblierung. Darüber hinaus zeigen in vitro gebildete SbsC-Assemblate eine außergewöhnliche Stabilität gegenüber hohen Ethanolkonzentrationen. Die durch gerichtete Mutagenese erzeugten SbsC-Fusionsproteine SbsC(aa 31-1099)-HspA und SbsC(aa 31-1099)-12His besitzen in assemblierter Form im Vergleich mit dem unmodifizierten Protein eine bis zu zweimal höhere Bindungsaffinität gegenüber Platinionen. In denaturierter Form waren beide Fusionsproteine in der Lage, Nickelionen zu komplexieren. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals ein SL-Protein in einem eukaryontischen Mikroorganismus produziert. Das in der Hefe S. cerevisiae gebildete Fusionsprotein SbsC(aa 31-1099)-EGFP assembliert dabei im Cytosol der Wirtszellen zu röhrenförmigen Assemblaten mit regelmäßiger Symmetrie. Das bisher unbekannte SL-Protein des Stammes G. stearothermophilus DSM 13240 wurde erfolgreich heterolog in E. coli exprimiert. Die Vorläuferform besitzt im Vergleich zum maturen Protein ein 31 aa umfassendes Sekretionssignal am extremen N-Terminus. Sowohl das authentische Protein als auch das heterolog in E. coli exprimierte Vorläuferprotein zeigen eine dem SbsC-Protein vergleichbare Reassemblierungscharakteristik. Im Gegensatz dazu führte die Verkürzung der N-terminalen 30 Aminosäuren des als S13240 bezeichneten Hüllproteins im heterologen System zu einem irreversiblen Verlust der Fähigkeit zur Selbstassemblierung.

Mit Mineralölkohlenwasserstoffen (MKWs) kontaminierte Böden stellen ein weitverbreitetes Umweltproblem dar. Da Böden ein wertvolles Schutzgut darstellen und nur über lange Zeit erneuerbar sind, existieren verschiedenste Sanierungsmaßnahmen, um den Boden wieder nutzbar zu machen. Die off-site Sanierung in Form von Bodenmieten ist dabei die am häufigsten angewendete Sanierungsmethode. Bei diesem Verfahren werden die Mieten, um eine optimale Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der autochtonen Mikroflora zu gewährleisten, während des gesamten Sanierungsprozesses belüftet und ggf. zu Beginn mit Mineraldünger versetzt. Die Zugabe von Fremdorganismen mit entsprechendem Abbaupotential führte in solchen Fällen meist nicht zu einem gesteigerten Sanierungserfolg. Die zu einem Zeitpunkt gegebene Abbauaktivität der Organismen kann über die Messung der Temperatur im Mieteninneren abgeschätzt werden. Ansonsten werden Bodenreinigungsverfahren hinsichtlich der Mikrobiologie bisher als "black box" betrieben. Da bisher noch wenig über die mikrobielle Diversität aktiver Bodenmieten und das im Boden vorhandene Abbaupotential bekannt ist, sollte die Anwendung molekulargenetischer Methoden Aufschluss darüber geben. Die Charakterisierung der aktiven Mikroflora erfolgte zunächst durch die Klonierung der cDNA der 16S rRNA, da durch die 16S rRNA fast ausschließlich Mikroorganismen mit aktiver Proteinsynthese nachgewiesen werden. Die dabei als häufig charakterisierten Gattungen wurden über den gesamten Sanierungsverlauf mittels Membranhybridisierung quantifiziert. Die DNA-Sonden dafür wurden entweder selbst entworfen oder aus der Literatur übernommen. Der Nachweis des Abbaupotentials erfolgte anhand der Gene für die Schlüsselenzyme Alkan-Hydroxylase (AlkB) und Catechol-2,3-Dioxygenase (C23O). Die Quantifizierung der Abbaugene wurde auf DNA-Ebene mit Hilfe der kompetitiven PCR mit einem internen Standard durchgeführt. Das in der Arbeit untersuchte Bodenmaterial stammt aus dem Teerverarbeitungswerk Rositz. Es standen davon drei Mieten mit unterschiedlicher Konzentration an MKW zur Verfügung. Das Material von Rositz 3 wurde über den gesamten Sanierungsverlauf beprobt. Eine Probe der aktiven Miete Rositz 3 wurde zur Diversitätsanalyse herangezogen. Die Mieten Rositz 1 und Rositz 2 sowie das Mietenausgangsmaterial der Tanklager Grimma und Espenhain dienten zu Vergleichsuntersuchungen. Mit der verwendeten Methode zur Nukleinsäure-Extraktion war es möglich, gleichzeitig die RNA und die DNA einer Probe zu erhalten. Die nach Aufschluss mit Glaskugeln erhaltenen sequentiellen Extrakte 1 und 2/3 wurden getrennt voneinander weiter untersucht. Im 1. Aufschluss wurden vermutlich bevorzugt die Mikroorganismen extrahiert, die sich an der Oberfläche der Bodenpartikel befanden, und im 2./3. die aus dem Innern der Bodenpartikel. Die Sequenzierung der SSU rRNA zeigte eine relativ hohe Diversität der Mikroflora, wobei allerdings beide Klonbanken der sequentiellen Nukleinsäureextrakte von den Gammaproteobakterien, besonders von Pseudomonaden dominiert wurden. Die Dominanz der Gammaproteobakterien kann auf das Phänomen des ‚gamma-shifts’ zurückgeführt werden. Aufgrund der hohen MKW-Konzentration im Bodenmaterial, was für die zum Abbau fähigen Bakterien ein hohes Substratangebot darstellt, fand möglicherweise eine Anreicherung der Gammaproteobakterien statt. Alpha- und Betaproteobakterien stellten ebenfalls zwei weitere große Gruppen in den Klonbanken dar. Die erhaltenen Sequenzen waren häufig ähnlich zu denen von kultivierten Mikroorganismen, bildeten in den Dendrogrammen jedoch eigene Cluster, wobei die ähnlichsten Sequenzen meist aus Bodenuntersuchungen stammen. Eine Ausnahme stellen dabei die zu den gefundenen Betaproteobakterien ähnlichen Sequenzen dar. Sie waren vor allem in aquatischen Ökosystemen dominierend. Interessant war, dass manche Gattungen, wie Sphingomonaden oder Zymomonas spp. nur in einem der beiden sequentiellen RNA-Extrakte nachgewiesen werden konnten. Gattungen, wie Acidovorax spp., konnten in beiden Extrakten detektiert werden, wobei die Sequenzen der einzelnen sequentiellen Extrakte im Dendrogramm häufig separate Cluster bildeten. Für alle detektierten Gattungen sind Vertreter bekannt, die in der Lage sind, Bestandteile von MKW abzubauen. Der Vergleich der Sequenzen zeigte, dass der Schadstoffbau hauptsächlich an der Oberfläche der Bodenpartikel stattfinden muss, da viele ähnliche Sequenzen des 2./3. Aufschlusses unter mikroaeroben Bedingungen gefunden wurden. Für die Quantifizierung der dominierenden Gattungen mittels Membranhybridisierung konnten Sonden für Pseudomonas, Sphingomonas, Acinetobacter und Acidovorax aus der Literatur übernommen werden. Auf der Basis der Sequenzdaten wurden für die Gattungen Rhodoferax, Thiobacillus und für die zum Klon TRS13 ähnlichen Sequenzen drei neue "Rositz"–Sonden entwickelt. Im 1. Extrakt war der Anteil der einzelnen Gattungen in den meisten Fällen jeweils höher als im 2./3. Extrakt. Sphingomonaden und Thiobacillen konnten in allen Phasen des Abbauprozesses nachgewiesen werden. Alle anderen genannten Gattungen waren zumeist nur zu Beginn und während des frühen aktiven Schadstoffabbaus detektierbar. Es konnte dabei ein besonders hoher Anteil an Sphingomonaden, Pseudomonaden und Rhodoferax spp. nachgewiesen werden. Das Verschwinden der Pseudomonaden nach der schnellen Abbauphase, d.h. nach dem Abbau der gut bioverfügbaren Schadstoffe, ist ein bekanntes Phänomen. Schlecht bioverfügbare Verbindungen werden wahrscheinlich von anderen Gattungen abgebaut, die aber in dieser Arbeit nicht identifiziert worden sind. Die drastische Änderung der mikrobiellen Gemeinschaft wurde in dieser Form nicht erwartet. Die Schadensfälle Rositz 1 und Rositz 2 wiesen einen geringeren Anteil an Pseudomonaden auf als Rositz 3. Am Ende des Sanierungsprozesses konnten in diesen beiden Mieten auch noch mehr von den detektierten Gattungen nachgewiesen werden. Die Gattung Acinetobacter konnte nur zu Beginn der Sanierung und der aktiven Phase der Miete Rositz 1 detektiert werden, was möglicherweise auf ein Sondenproblem zurückzuführen ist. Die ausgewählten Abbaugene konnten in relativ konstanter Menge über den gesamten Abbauprozess im Bodenmaterial von Rositz 1 und Rositz 3 nachgewiesen werden. In der Miete Rositz 2 war die Kopienzahl der Abbaugene zu Beginn der Sanierung geringer als im aktiven Bodenmaterial, was die Entwicklung der abbauenden Gemeinschaft während des Sanierungsprozesses zeigt. Die Kopienzahl für AlkB lag in allen Fällen deutlich über denen für C23O. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass im Schadensfall Rositz die Alkane den Hauptteil der Kontamination ausmachten. In den meisten Fällen wurde im 1. Extrakt eine höhere Kopienzahl für AlkB und C23O nachgewiesen als im 2./3. Extrakt. Anhand der verwendeten Nachweismethode lässt sich also schlussfolgern, dass sich die meisten zum MKW-Abbau fähigen Mikroorganismen auf der Oberfläche der Bodenpartikel befanden. Trotz unterschiedlicher MKW-Ausgangskonzentration und Sanierungsdauer unterschieden sich die Schadensfälle Grimma und Espenhain kaum in der ermittelten Kopienzahl für AlkB und C23O sowie im Anteil der nachgewiesenen Gattungen. Es sind auch nur geringe Unterschiede zu den Rositz-Mieten erkennbar. In den zu sanierenden Böden liegt ein ausreichend hohes Abbaupotential vor. Der limitierende Faktor für eine erfolgreiche Sanierung scheint demzufolge die ausreichende Sauerstoffversorgung der zum Abbau befähigten Mikroorganismen zu sein.

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