Projekt

Kontakt: PD Dr. rer. nat. habil. Björn Kuhla

Laufzeit: 2025-2029

Förderung: EFRE (Landesförderinstitut M-V)

Zusammenfassung:

Neuere Studien zeigen, dass die Zufütterung bestimmter Algenarten in der Wiederkäuerernährung gesundheitsfördernde Effekte verursachen und zu einer Reduzierung der Pansen-spezifischen Methanfreisetzung von bis zu 98% beitragen. Dabei besitzen die Algen einzigartige sulfatierte Polysaccharide und weitere Inhaltsstoffe, die durch die Mikroorganismen im Pansen zu kurzkettigen organischen Fettsäuren (unter anderem Acetat, Propionat) sowie zu bioaktiven Verbindungen umgesetzt werden. Die zugrunde liegenden physiologischen und biochemischen Prozesse der Algenbiomasseumsetzung im Pansen sind bisher weitgehend unbekannt. In Alg4Nut soll im Rahmen der Landesexzellenzinitiative in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit eines neuen, multi-institutionellen Konsortiums untersucht werden, welche Effekte die Fütterung von in der Ostsee heimischen Algen wie der Grünalge Ulva sp. Und der Rotalge Porphyra sp. an Kühe im Zeitraum der Kalbung auf die Tiergesundheit, Nährstoffnutzung, Milchqualität und Methanemission hat. Gleichzeitig wird die Algennutzung als Bestandteil von Nährstoffkreisläufen untersucht. Einen Schwerpunkt des Projektes bildet die systematische und tiefgehende Aufklärung der Funktion des Pansenmikrobioms hinsichtlich des Umsatzes der Algeninhaltsstoffe und der Produktion gesundheitsfördernder Substanzen. Zur Identifizierung der Schlüsselorganismen und zur Charakterisierung relevanter Stoffwechselwege und Metaboliten wird eine Vielzahl moderner omics-Methoden,kombiniert mit klassischer Biochemie, mikrobiologischer Kultivierung sowie hochauflösenden Verfahren zur Analyse der Polysaccharide angewendet. Einzelne Schlüsselmikroorganismen und -enzyme sollen zusätzlich auf ihre biotechnologische Eignung zum Umsatz von Algenpolysacchariden getestet werden. Mit Hilfe etablierter Zellkultursysteme wird die gesundheitsfördernde und immunologische Wirkung von Algenextrakten und Schlüsselmikroorganismen in vitro untersucht. Neben den umfassenden grundlegenden wissenschaftlichen Erkenntnissen werden im Projekt Konzepte für die Fütterung von Algen an Wiederkäuer entwickelt und in einer Machbarkeitsstudie die Kultivierung von Algen im Freiland erprobt. Die Ergebnisse des Projektes bilden die Grundlage für einen neuen Zweig der Bioökonomie im Küsten- und Agrarland Mecklenburg-Vorpommern.