Nostoc commune, ein Cyanobakterium mit kosmopolitischer Verbreitung, kommt auf einer Vielzahl von Substraten wie Sandböden, Wiesen und Felsen vor. Es bildet makroskopische Kolonien, die im feuchten Zustand gallertartig und braun-grün sind. Dieses Cyanobakterium ist Austrocknung gegenüber sehr tolerant und kann lange Trockenperioden überleben. Wenn die Kolonien durch Regen wieder hydratisiert werden, erholen sie sich schnell und die Zellen nehmen die Photosynthese wieder auf. Terrestrische Nostoc-Arten produzieren zahlreiche chemische Stoffe, die hohes Potenzial für verschiedene Anwendungen in Bereichen wie der Lebensmittelindustrie und Pharmazie aufweisen. Nostoc wächst jedoch sehr langsam und es gibt bisher keine wirtschaftlich praktikable Kultivierungsmethode. In dieser Studie wurde die Chlorophyllfluoreszenz von Kolonien im Freiland gemessen, um den physiologischen Zustand von Kolonien an zwei unterschiedlichen Standorten zu vergleichen und Rückschlüsse auf günstige Wachstumsbedingungen zu ziehen. Außerdem wurden zwei neu entwickelte automatische Bewässerungsmethoden unter verschiedenen Bedingungen anhand im Feld gesammelten Materials getestet. Es zeigte sich, dass eine periodische Austrocknung für eine erfolgreiche Kultivierung entscheidend ist. Die neu entwickelte Lift-Methode, bei der die Proben alle 24 Stunden für 20 Minuten in ein stickstofffreies BG11-Medium eingetaucht wurden, erzielte den höchsten Trockenmassenzuwachs (durchschnittlich über 500 % nach 21 Tagen Kultur), der fünfmal höher ausgefallen ist als für permanent submers kultivierte Proben. Sowohl kürzere als auch längere Austrocknungsintervalle führten zu geringeren Wachstumsraten. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse darauf hin, dass sich Stickstoff negativ auf das Wachstum und die Performance der N. commune-Kolonien auswirkt. Der in dieser Studie entwickelte Ansatz bietet eine effiziente Methode für die Kultur von N. commune, die für die großflächige Kultivierung von terrestrischen Nostoc-Kolonien entscheidend sein könnte.

The cosmopolitan cyanobacterium Nostoc commune is found on various substrates such as sandy soils, meadows, and rocks. In its hydrated state, it forms macroscopic gelatinous colonies with a brownish-greenish appearance. The species is highly tolerant against desiccation and survives long drought periods. When rehydrated, the cells quickly recover and perform photosynthesis again. Terrestrial Nostoc species produce many valuable compounds with high potential for various applications in the food industry and pharmacy. However, Nostoc grows very slowly and no economically feasible cultivation method has yet been established. We compared the chlorophyll fluorescence colonies growing in two contrasting sites to draw conclusions about favorable growth conditions. Based on this information and on literature surveys, we tested a newly developed automatic irrigation system and provided different settings to collected field material. We were able to demonstrate that periodic dehydration is crucial for successful cultivation. The newly developed lift method, which was programmed to submerge the samples every 24 hours for 20 minutes into nitrogen-free BG11 medium, achieved the highest dry mass gains (over 500 % on average after 21 days), about five times higher compared to samples permanently submerged. Both shorter and longer desiccation intervals resulted in lower biomass yield. Additionally, our findings highly suggest that nitrogen supply adversely affects the growth and health status of N. commune colonies. The approach developed in this study provides an efficient method for growing N. commune, which might pave the way for large-scale cultivation of terrestrial Nostoc colonies.