Teilprojekt eines Verbundes

Mikrobiomanalysen von Getreidefeldproben und Mikrokosmosexperimente

Förderkennzeichen: 01KI2603D
Fördersumme: 298.270 EUR
Förderzeitraum: 2026 - 2029
Projektleitung: Prof. Dr. Sylvia Schnell
Adresse: Justus-Liebig-Universität Gießen, FB 09 - Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Umweltmanagement, Institut für Angewandte Mikrobiologie
Heinrich-Buff-Ring 26 - 32
35392 Gießen

Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur Herkunft von pathogenen Escherichia coli insbesondere Shigatoxin-bildenden und Antibiotika-resistenten E. coli (STEC) im Grundnahrungsmittel Mehl zu leisten. Dabei soll die Ökologie dieser Pathogenen im Ökosystem besser verstanden werden. Hierfür werden Experimente zum Überleben von Umweltisolaten der E. coli STEC in Boden-Mikrokosmen unter verschiedenen Bedingungen (Wasserhaltekapazität, Temperatur, Zusatz von Rindergülle oder Stallmistaufschlämmung) durchgeführt. Die Anzahl der Bakterien wird mittels spezifischer Primerpaare für das Shigatoxin-Gen in einer quantitativen PCR erfasst. Bei den Zusätzen wird mittels High-Throughput Sequenzierung das 16S rRNA Gen und das Shigatoxin-Gen sequenziert und so die Diversität der eingetragenen Shigatoxin-Gene sowie die bakterielle Diversität erfasst. Um den Infektionsweg für E. coli STEC ins Mehl aufzuklären werden Proben aus dem Getreideanbau molekularbiologisch analysiert. Während der Vegetationsperiode (Aussaat bis Ernte) werden verschiedene Proben im Getreidefeld analysiert. Auch der Randstreifen des Felds und ggf. Fäzes von Wildtieren wird beprobt. Von sämtlichen Proben wird mittels spezifischen PCR die Anzahl der Shigatoxin-Gene erfasst und die bakterielle Diversität über den zeitlichen Verlauf mittels Metabarcoding erfasst. Spezielles Augenmerk liegt auf der Familie der Enterobacteriaceae, der auch STEC zugeordnet ist. In einem weiteren Arbeitspaket wird die DNA aus den Fäzesproben für die Identifikation der Wildtiere genutzt, die möglicherweise E. coli STEC ins Getreidefeld eintragen. Während der gesamten Projektlaufzeit ist die Kommunikation mit den Projektpartnern in regelmäßigen Treffen sehr wichtig. Die erwarteten Ergebnisse und Erkenntnisse sollen auf Tagungen präsentiert werden und in Publikationen der wissenschaftlichen Öffentlichkeit dargestellt werden.