탄소 고정 가능성 화학 층상 남극 호수 및 평가에서 미생물 진핵 농축 문화의 확립
Summary
미생물 eukaryotes 모두 영구 얼음으로 덮인 남극 호수에서 photosynthetically 파생 카본과 최고의 육식 종의 원천입니다. 이 보고서는 남극 호수, 호수 Bonney에서 metabolically 다양한 미생물의 eukaryotes를 분리하기 위해 농축 문화 접근법을 설명하고 Ribulose-1 ,5-bisphophate carboxylase의 oxygenase (RubisCO) 활동을 위해 방사성 동위 원소 분석을 사용하여 무기 탄소 고정 가능성을 평가합니다.
Abstract
호수 Bonney는 남극, 맥머도 드라이 계곡에 위치한 다수의 영구 얼음으로 덮인 호수 중 하나입니다. 다년생 얼음 커버는 화학적으로 층상 수주를 유지하고 물을 다른 내륙 기관과는 달리 주로 탄소와 스트림로부터 영양소의 외부 입력을 방지합니다. Biota는 겨울 한 동안 연중 심각한 영양 결핍, 낮은 온도, 극단적인 그늘, hypersalinity, 그리고 24 시간 어둠 등 다양한 환경적 스트레스에 노출됩니다. 이러한 극단적인 환경 조건이 미생물 2로 거의 대부분 호수 Bonney에 biota을 제한하고 있습니다.
단세포 미생물의 eukaryotes은 ( "protists")는 세계 biogeochemical 자전거 3의 중요한 선수이며, 수산물 식품 웹의 기본 및 차 역할을 모두 점령, 마른 계곡 호수에있는 탄소 사이클에서 중요한 생태적 역할을 재생합니다. 내가 문제를 해결 마른 계곡 수산물 식품 웹, protists에서norganic 탄소 (autotrophy)는 organotrophic 생물 유기 탄소 4, 2의 주요 생산자이다. Phagotrophic이나 박테리아와 작은 protists를 복용시킬 heterotrophic protists는 식품 웹에서 5의 최고 포식자 역할을합니다. 마지막으로, protist 인구의 알려지지 않은 비율이 결합된 mixotrophic 신진 대사 6, 7이 가능합니다. protists의 Mixotrophy가 육식 동물의 미생물의 phagotrophic 섭취와 함께 광합성 능력을 결합하는 능력을 포함한다. mixotrophy의이 양식은 일반적으로 이해 해산 탄소 분자를 포함 세균 종의 mixotrophic 대사, 다릅니다. 가 거의 protist의 분리는 영구 얼음 덮인 극지방 호수에서 현재,이 극한 환경에서 protist의 다양성과 생태 연구는 제한된 8, 4, 9, 10, 5되었습니다. 간단한 마른 계곡 호수 식품 웹에서 protist 대사 다양성의 더 나은 이해를 위해 R 모델의 개발에 도움이됩니다글로벌 탄소주기의 protists의 OLE.
우리는 호수 Bonney에서 잠재적으로 phototrophic 및 mixotrophic protists 격리시킬 농축 문화 방식을 채용. 물 열에 샘플링 깊이는 일차 생산 맥시멈 및 protist phylogenetic 다양성 4, 11의 위치뿐만 아니라 protist의 영양 모드에 영향을 미치는 주요 비생물적 요인의 다양성을 바탕으로 선정되었습니다 : 얕은 샘플링 깊이는 주요 영양소에 대한 제한됩니다 동안 깊이 샘플링 깊이 빛의 유무에 의해 제한됩니다. 또한, 호수 샘플은 phototrophic 생물의 다양한 성장을 촉진하는 성장 미디어의 여러 유형으로 보충했다.
RubisCO는 캘빈 벤슨 Bassham (CBB) 사이클, autotrophic 생물은 무기 탄소를 수정하고 수생 및 지상파 식품 거미줄 12 높은 영양 수준을위한 유기 탄소를 제공하는 주요 통로에 올라서 제한 속도를 catalyzes. 본 연구에서는 우e는 호수 Bonney 농축 문화의 탄소 고정 잠재력과 신진 대사 다양성에 대한 프록시로 최대 carboxylase 활동을 모니터링하기 위해 필터 샘플을 13으로 바뀌었 방사성 동위 원소 분석을 적용.
Protocol
Discussion
최근 분자 연구 환경 3, 19, 20의 범위에 걸쳐 단세포 eukaryotes의 높은 다양성을 보고된 바 있으나, protist의 서식지의 전체 범위에 걸쳐 분리의 부족으로 이러한 개인 종의 기능적 역할은 식품 거미줄에 주로있다 알 수없는. 본 연구에서 우리는 상대적으로 undersampled 환경, 영구 얼음으로 덮인 남극 호수에서 대사 다양성을 전시 미생물 진핵세포 생물 종에 대해 풍부하게하는 방법을 설명했습?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 J. Priscu, A. Chiuchiolo과 수집 및 남극의 샘플의 보존에 도움을 맥머도 LTER 호소학 팀 감사합니다. 우리는 병참 지원을 Ratheon 폴라 서비스 및 PHI 헬기를 감사드립니다. 가벼운 micrographs는 고급 현미경 및 이미징 센터 마이애미의 센터에서 발생했다. 이 작품은 폴라 프로그램 보조금 0,631,659 및 1,056,396의 NSF 사무실에 의해 지원되었다.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| BBM | Sigma | B5282 | |
| BG11 | Sigma | C3061 | |
| F/2 | Sigma | G9903 | |
| GF/F filter, 25 mm | Fisher Scientific | 09-874-64 | |
| GF/F filter, 47 mm | Fisher Scientific | 09-874-71 | |
| Polyethersulfone filter, 0.45 μm pore, 47 mm | Pall Life Sciences | 61854 | |
| Sterile cell culture flask, 25 cm2 | Corning | 430639 | |
| Diurnal growth chamber | VWR | 35960-076 | |
| Zirconia/silica beads, 0.1 mm diamter | BioSpec Products | 11079101z | |
| Mini-Bead beater | BioSpec Products | 3110BX | |
| Screw-cap microcentrifuge tube (1.5 μL) | USA Scientific | 1415-8700 | |
| NaH14CO3 | ViTrax | VC 194 | Keep in aliquots of 400 μL at -20°C |
| RuBP | Sigma | R0878-100mg | Dissolve in 10 mM Tris-propionic acid (pH 6.5) |
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