Verbundprojekt: WTZ Russland - KoPf; Kohlenstoffumsatz und Treibhausgasfreisetzung aus tauendem Permafrost Nordostsibiriens unter sich ändernden Umwelt- und Klimabedingungen; Vorhaben: Hochrechnung von Treibhausgasen (TP 3)

Aufbauend auf den im Projekt CarboPerm gewonnenen Erkenntnissen, soll im Rahmen des neu ausgerichteten Teilprojekts 3 (TP 3) von KoPf der mikrobielle Abbau der organischen Substanz und die Bildung von Treibhausgasen aus tauenden Permafrostböden untersucht werden. Neben der Quantifizierung der Treibhaugasflüsse, sollen deren Hauptquellen über 14CO2- und 14CH4-Analytik ermittelt werden. Konkret geht es in diesem Vorhaben erstmalig um die Charakterisierung der aktiven mikrobiellen Gemeinschaft, deren Dynamik nach dem Tauen des eisreichen Permafrostes und deren Aktivität, die maßgeblich den Abbau der organischen Substanz und die resultierende Treibhausgasfreisetzung steuern. Neben der initialen Gemeinschaft werden im Abstand von sechs Monaten zu insgesamt vier Zeitpunkten die Veränderungen der Struktur und Abundanz der aktiv Spurengas-bildenden Mikroorganismen aus Langzeitinkubationen analysiert. Aus den Feld- und Langzeitinkubationsproben wird zunächst der Gesamtgehalt an Nukleinsäuren extrahiert und quantifiziert und die aktive mit der Gesamtpopulation der Mikroorganismen in Beziehung gesetzt. Basierend auf dem funktionellen mcrA Gen (Schlüsselgen der Methanbildung) und dem taxonomischen 16S rRNA Gen wird die Zusammensetzung und Diversität der aktiven Population bestimmt. Dazu werden für jeden Ausgangszustand (intakter Permafrost, tauender Permafrost und bereits getauter Permafrost) und Standort (Bykovsky und Lena-Delta) an 4 Proben in biologischen Triplikaten Hochdurchsatz-Sequenzierungen (llumina MiSeq Bibliotheken) durchgeführt. An ausgewählten Proben erfolgen darüber hinaus Metagenomanalysen (Gesamt DNA Sequenzierung). Weiterhin werden in allen Proben mittels qPCR die Zellzahlen der aktiv methanbildenden und bakteriellen Gemeinschaften bestimmt.