Lachgas (N2O), das in landwirtschaftlichen Böden durch Düngemittelanwendung und mikrobielle Prozesse entsteht, kann das Wachstum zahlreicher Bodenbakterien hemmen. Betroffen sind vor allem Mikroben, die für die Methionin-Biosynthese auf Vitamin B?? (Cobalamin) angewiesen sind. Das geht aus einer neuen Studie des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hervor, die am 4. März 2026 in der Fachzeitschrift „mBio“ erschienen ist.
Forscher Darcy McRose und Philip Wasson zeigten zunächst an dem Modellbakterium Pseudomonas aeruginosa, dass der Verlust des B??-unabhängigen Enzyms für die Methionin-Synthese das Bakterium empfindlich gegenüber Lachgas macht – selbst gegenüber dem von ihm selbst produzierten Gas. In Mischkulturen mit Lachgas-produzierenden Bakterien wurde das Wachstum sensibler Stämme deutlich gehemmt.
In einer synthetischen mikrobiellen Gemeinschaft aus der Rhizosphäre der Modellpflanze Arabidopsis thaliana erwiesen sich viele wurzelnahe Bakterien ebenfalls als anfällig. Genomweite Analysen deuten darauf hin, dass etwa 30 Prozent aller sequenzierten Bakterienarten durch Lachgas-Toxizität beeinträchtigt werden könnten, da sie auf cobalamin-abhängige Methionin-Synthasen angewiesen sind.
Lachgas inaktiviert das Vitamin B?? und blockiert so einen zentralen Stoffwechselweg. Während die klimaschädliche Wirkung von N?O seit Langem bekannt ist, wurde seine direkte Toxizität für Bodenmikroben bislang kaum berücksichtigt. In landwirtschaftlichen Böden treten nach Düngung, Bewässerung oder Auftauen oft mehrtägige bis -wöchige Spitzenwerte auf.
Die Autoren sehen darin einen zusätzlichen Grund, Lachgas-Emissionen in der Landwirtschaft zu reduzieren – nicht nur aus Klimaschutzgründen, sondern auch zur Erhaltung eines gesunden mikrobiellen Ökosystems in der Rhizosphäre. Dieses unterstützt Pflanzen durch besseren Nährstoffzugang und Schutz vor Pathogenen. Der Zeitpunkt von Düngung und Bewässerung könnte künftig so angepasst werden, dass empfindliche Mikroben geschont werden.
Die Ergebnisse aus dem Labor sind ein erster Beleg. Nächste Schritte sollen Sequenzierungsstudien landwirtschaftlicher Böden umfassen, um zu prüfen, ob langfristige Lachgas-Belastung tatsächlich zu einer Selektion resistenter Mikroben führt.
Die Arbeit wurde unter anderem vom MIT Research Support Committee und einem MIT Health and Life Sciences Collaborative Graduate Fellowship gefördert.
(Quelle: Wasson P, McRose D, „Nitrous oxide produced by denitrifying pseudomonads inhibits the growth of rhizosphere bacteria by inactivating the cobalamin-dependent methionine synthase“, mBio, veröffentlicht am 4. März 2026, DOI: 10.1128/mbio.02699-25; Pressemitteilung des Massachusetts Institute of Technology)
Lachgas aus Düngemitteln schädigt bestimmte Bodenbakterien. Symbolbild. Credits: Unsplash
