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Abbildung: Das Makro-Foto zeigt vor schwarzem Hintergrund ein Stück graubraunes Boden-Aggregat mit künstlich zugesetzten, langen roten fadenförmigen Mikroplastik-Fasern.

Kunststoffe sind eine Reihe von synthetischen oder halbsynthetischen organischen Verbindungen, bestehend aus Polymeren. Nach dem Ende ihres Lebenszyklus werden diese zu Abfallprodukten und können durch natürliche Mechanismen und Missmanagement in Ökosysteme eingetragen werden. Physikalische und chemische Degradierungsprozesse lassen die Kunststoffe in kleinere Fragmente zerfallen und erhöhen gleichzeitig ihre Abundanz und Verteilung. Dieser Vorgang ist in marinen Lebensräumen eingehend untersucht und Forschungsarbeiten haben nun auch in terrestrischen Ökosystemen angefangen. Partikel mit einer Größe zwischen 5mm und 0,1μm werden als Mikroplastik bezeichnet und besitzen besondere Eigenschaften, welche Effekte auf Bodenbiota und -charakteristika haben können.


Ziel des Projektes ist es, das Vorhandensein von Mikroplastik Partikeln und deren Effekte auf mikrobielle Lebensgemeinschaften des Bodens, insbesondere Pilzen, sowie Bodenprozessen zu untersuchen. Dabei wird versucht Mikroplastik als Marker für Landnutzungsintensität nutzbar machen zu können.


In einem Feldexperiment inkorporieren wir rückgewinnbare Behälter mit Mikroplastik-Fasern in Böden der Biodiversitäts-Exploratorien. Mittels Illumina MiSeq – Hochdurchsatz-Sequenzierung werden die Effekte auf Bodenpilze untersucht. Zudem analysieren wir Bodenprozesse wie mikrobiellen Aktivität, Bodenaggregation und Zersetzungsraten.
Zusätzlich soll auch Mikroplastik in Böden der Exploratorienflächen im Grasland quantifiziert werden. Bodenproben werden hierfür in mehreren Zwischenschritten aufgereinigt und getrennt. Anschließend werden die Partikel mittels FTIR (Fourier-Transform-Infrarotspektrometrie) identifiziert und der Gehalt im Boden festgestellt.


  • Mikroplastik-Konzentration im Boden korreliert mit dem Landnutzungsindex (LUI)
  • Mikcroplastikfasern im Boden verändern die Pilzlebensgemeinschaft und beeinflussen Prozessraten, auch in Abhängigkeit der verschiedenen Böden
Abbildung: Das Makro-Foto zeigt vor schwarzem Hintergrund ein Stück graubraunes Boden-Aggregat mit künstlich zugesetzten, langen roten fadenförmigen Mikroplastik-Fasern.
Soil aggregate with experimentally added microplastic fibers (pic: Anika Lehmann)

Doc
Giftigkeit von Lolium perenne Pflanzen infiziert mit Epichloe festucae var. lolii in Abhängigkeit von verschiedenen analytischen Detektionsmethoden - eine Reevaluation von Vergiftungsrisiken in Deutschland?
Vikuk V., Fuchs B., Krischke M., Müller M. J., Rüb S., Krauss J. (2020): Alkaloid Concentrations of Lolium perenne Infected with Epichloë festucae var. lolii with Different Detection Methods—A Re-Evaluation of Intoxication Risk in Germany? Journal of Fungi 6 (3), 177. doi: 10.3390/jof6030177
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Epichloë Endophyt-Gras Symbiosen in Deutschland – Infektionsraten, Alkaloidkonzentrationen und mögliche Vergiftungsrisiken
Vikuk V. (2020): Epichloë endophyte-grass symbioses in Germany – Infection rates, alkaloid concentrations and possible intoxication risks. Dissertation, University Würzburg
Mehr Informationen:  doi.org

Öffentliche Datensätze

Dataset
Krauss, Jochen (2020): Infection rates and alkaloid contents of Epichloe festucae var. lolii in Lolium perenne on five plots in the Schorfheide-Chorin during the course of one year from April 2018 until January 2019, Defense II, . Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/26047?version=2
Dataset
Krauss, Jochen (2020): Infection rates with Epichloe festucae var. lolii and alkaloid contents in Lolium perenne, grassland EPs, Defense II, June-August 2017. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/26046?version=2
Dataset
Krauss, Jochen (2019): Sequencing data of alkaloid genes of different Epichloe fungi in different grass species sampled on grassland plots, June-August 2017, Defense II. Version 3. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/24749?version=3
Dataset
Krauss, Jochen (2019): Gene accession numbers of reference sequences used for phylogeny trees of Epichloe ssp. and the sequencing data Dataset 24749, Defense II. Version 3. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/25406?version=3
Dataset
Vikuk, Veronika; Krauss, Jochen (2018): Indole-diterpen alkaloids from Epichloe festucae in Festuca ovina, grassland plots, June-August 2017. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/24388?version=2
Dataset
Vikuk, Veronika; Krauss, Jochen (2018): Determination of different ecotypes of Epichloe uncinata in Festuca pratensis via SSR primers, grassland plots June-August 2017. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/24387?version=2
Dataset
Vikuk, Veronika; Krauss, Jochen (2018): Multiplex PCR results of alkaloid genes of different grass species, grassland plots, June-August 2017. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/24369?version=2
Dataset
Vikuk, Veronika; Krauss, Jochen (2018): Infection rates of different grass species with grass endopyhtes of the genus Epichloe on grassland plots, June-August 2017. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/24187?version=2
Dataset
Vikuk, Veronika; Krauss, Jochen (2018): Loline alkaloids produced by Epichloe uncinata in Festuca pratensis, grassland plots, June-August 2017. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/24386?version=2

Mikroplastikeffekte im Boden (YouTube Videos – auf pfälzischer Mundart)
Link zum Kanal: https://www.youtube.com/channel/UC6Jd3dr_RR0S1_N1gXDReTw/

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Matthias Rillig
Projektleiter
Prof. Dr. Matthias Rillig
Freie Universität Berlin
Dr. Tingting Zhao
Mitarbeiterin
Dr. Tingting Zhao
Freie Universität Berlin
Erik Faltin
Alumni
Erik Faltin
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