Molekulare Detektion von Chlorethen-dechlorierenden Bakterien und Enzymen in Umweltproben und Mikrokosmen

Das Potential intrinsischer Mikroorganismen Chlorethene reduktiv zu harmlosem Ethen zu dechlorieren wird immer häufiger in Betracht gezogen um Grundwasserleiter, die mit Tetra- und Trichlorethen kontaminiert sind, zu sanieren. Um sicher zu gehen, dass nicht nur ein Dechlorierungspoential zur unvollständigen Dechlorierung vorhanden ist, das zur Akkumulation von noch giftigerem Dichlorethen und Vinylchlorid führen kann, braucht es zuverlässige Methoden, um das Dechlorierungspotential voraussagen zu können. Für „Monitored Natural Attenuation“ Projekte ist es zudem notwendig, die Dechlorierungsaktivität der entsprechenden Bakterien nachzuweisen. Die Detektion von dechlorierenden Bakterien und reduktiven Dehalogenasen mit molekularen Methoden ist eine der Möglichkeiten, das Dechlorierungspotential und deren Expression nachzuweisen. Zu diesem Zweck haben wir spezifische als auch degenerierte PCR-Primer für Bakteriengattungen, die reduktiv dechlorierende Arten enthalten, und für Chlorethen-reduktive Dehalogenasen entwickelt. Um eine Beziehung zwischen detektierten Bakteriengattungen und reduktiven Dehalogenasen und der vorhandenen Dechlorierungsaktivität herstellen zu können, wurden von einer Vielzahl von Umweltproben Mikrokosmen angesetzt, denen wöchentlich ein Gemisch von Elektronendonatoren und Perchlorethen gelöst in Hexadekan zugegeben wurde. Die Gattungen Dehalococcoides und Desulfitobacterium wurden in der Mehrzahl der Umweltproben und Mikrokosmen detektiert unabhängig vom produzierten Dechlorierungsendprodukt. Gelbandenintensität und Real-Time PCR Resultate wiesen jedoch darauf hin, dass die Abundanz der Dehalococcoides-ähnlichen Populationen eher abnahm oder stagnierte in Mikrokosmen, in denen Dichlorethen als Endprodukt detektiert wurde, und zunahm in Mikrokosmen, in denen Vinylchlorid und Ethen gebildet wurde. Die Abundanz der Desulfitobacterium-ähnlichen Populationen nahm in praktisch allen Mikrokosmen signifikant zu. Tetrachlorethen-reduktive Dehalogenasen wurden in der Mehrzahl der Umweltproben und Mikrokosmen detektiert, die einzig bekannte Trichlorethen-reduktive Dehalogenase, die Trichlorethen vollständig dechlorieren kann, wurde hingegen nur selten gefunden. Diese Resultate haben zwar gezeigt, dass sowohl bekannte Bakteriengattungen, die Chlorethen-dechlorierende Arten enthalten, als auch bekannte Tetrachlorethen-reduktive Dehalogenasen weit verbreitet sind, dass aber keine direkte Beziehung zwischen der Detektion einer Bakteriengattung oder einer bestimmten reduktiven Dehalogenase und der gefundenen Dechlorierungsaktivität in den Mikrokosmen hergestellt werden konnte.