Cultivation and quantification of microorganisms in Baltic Sea deep sediments in response to glacial and interglacial cycles (IODP Exp. 347)
Microbial Ecology and Applied Microbiology
Final Report Abstract
IODP Expedition 347, Baltic Sea Basin Paleoenvironment, durchgeführt im September - Oktober 2013, befasste sich mit Änderungen in der Tiefen Biosphäre bezogen auf eiszeitliche und zwischeneiszeitliche Zyklen als eines von vier Hauptforschungsthemen. Dieses DFG Projekt, als Teil der „postcruise-Forschung“ reicherte Mikroorganismen mittels Kultivierung bei verschiedenen Salzgehalten an, spezifisch Gärer, Fe(III)-, Mn(IV)- und Nitratreduzierer, unter Verwendung verschiedener Medien, die ein breites Spektrum von Umweltbedingungen und Stoffwechselprozessen abdeckten. Ein Vergleich zwischen Laboren mit Wissenschaftlern aus USA und UK zeigte die Reproduzierbarkeit der quantitativen molekularen Methoden real-time PCR (qPCR) und catalyzed reporter deposition fluorescence in situ hybridization (CARD FISH) für die Quantifizierung von Archaea und Bacteria. Insgesamt war qPCR die empfindlichere Methode als CARD-FISH, allerdings erfordern beide eine Optimierung um beides zu verbessern, Präzision und Genauigkeit. Behandlungen zur Permeabilisierung der Zellen zeigten dass Proteinase K nicht die Genauigkeit der CARD-FISH Zählungen verbesserte. Weiterhin war eine kürzlich beschriebene Quantifizierungsmethode „DNA hybridization chain reaction“ nicht für die Sedimentproben geeignet. Kopienzahlen der funktionellen Gene für verschiedene biogeochemische Prozesse wurden mittels spezifischer qPCR Ansätze bestimmt. Die Kopienzahlen aller Ansätze sanken mit der Sedimenttiefe für alle vier Standorte. Um die Daten zu funktionellen Genen von N-umsetzenden Organismen mit mikrobiellen Aktivitäten zu verknüpfen, wurden zusätzlich potentielle Aktivitäten von Exoenzymen gemessen. Ein diverses Potential für mikrobiellen Stickstoffumsatz in den tiefen Ostseesedimenten wurde gefunden.
Publications
- 2016. Deep biosphere. In: Encyclopedia of Marine Geosciences, J. Harff, M. Meschede, S. Petersen, and J. Thiede (eds.), Springer Science+Business Media Dordrecht
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Buongiorno, Y., S. Turner, G. Webster, M. Asai, A. K. Shumaker, T. Roy, A. Weightman, A. Schippers and Karen G. Lloyd
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