Estabelecimento de Culturas Microbianas enriquecimento eucarióticas a partir de um quimicamente estratificada Antarctic Lake e Avaliação do Potencial de Fixação de Carbono
Summary
Eucariontes microbianos são tanto uma fonte de carbono fotossinteticamente derivado e espécies maiores predadores em lagos permanentemente cobertas de gelo da Antártida. Este relatório descreve uma abordagem cultura enriquecimento para o isolamento metabolicamente eucariontes microbianos versáteis do lago da Antártida, Lago Bonney, e avalia potencial de fixação de carbono inorgânico através de um ensaio de radioisótopos para a ribulose-1 carboxilase oxigenase atividade ,5-bisphophate (Rubisco).
Abstract
Lago Bonney é um dos numerosos permanentemente cobertas de gelo lagos situados nos Vales Secos McMurdo, na Antártida. A cobertura de gelo perene mantém uma coluna de água quimicamente estratificada e ao contrário de outros corpos subterrâneos de água, em grande parte impede entrada externa de carbono e nutrientes em igarapés. Biota estão expostos a inúmeros estresses ambientais, incluindo o ano todo deficiência severa de nutrientes, baixas temperaturas, sombra extremo, hypersalinity, e 24 horas de escuridão durante o inverno 1. Essas condições ambientais extremas limitar a biota no Lago Bonney quase que exclusivamente para os microorganismos 2.
Eucariontes unicelulares microbiana (chamado "protistas") são jogadores importantes no ciclo biogeoquímico global 3 e desempenham papéis importantes ecológicos no ciclo do carbono nos lagos secos do vale, ocupando ambos os papéis primário e terciário da cadeia alimentar aquática. Nas secas vale alimentares aquáticas web, protistas que fixam inorganic carbono (autotrofia) são os principais produtores de carbono orgânico para os organismos organotrophic 4, 2. Phagotrophic ou protistas heterotróficos capazes de ingerir bactérias e protistas menores agem como predadores de topo da cadeia alimentar 5. Por último, uma proporção desconhecida da população protista é capaz de metabolismo mixotróficas combinado 6, 7. Mixotrofia em protistas envolve a capacidade de combinar a capacidade fotossintética com a ingestão de microorganismos phagotrophic presas. Esta forma de mixotrofia difere do metabolismo mixotróficas em espécies bacterianas, que envolve geralmente a moléculas de captação dissolvidos de carbono. Existem actualmente isolados protistas muito poucos de permanentemente gelo-capped lagos polares, e os estudos de diversidade protista e ecologia neste ambiente extremo ter sido limitada 8, 4, 9, 10, 5. Uma melhor compreensão da versatilidade metabólica protista no seco vale simples teia alimentar do lago irá auxiliar no desenvolvimento de modelos para o role de protistas no ciclo global do carbono.
Nós empregamos uma abordagem cultura enriquecimento para o isolamento protistas potencialmente fototróficas e mixotróficas do Lago Bonney. Profundidades na coluna d'água foram escolhidos com base na localização de produção primária maxima e filogenética protista diversidade 4, 11, bem como a variabilidade nas principais fatores abióticos que afetam os modos protista tróficos: profundidades rasas são limitadas por nutrientes importantes, enquanto mais profundas profundidades de amostragem são limitados pela disponibilidade de luz. Além disso, as amostras de água do lago foram suplementados com vários tipos de meios de crescimento para promover o crescimento de uma variedade de organismos fototróficas.
RuBisCO catalisa o passo limitante na Calvin Benson Bassham (CBB) ciclo, o caminho mais importante pelo qual os organismos autotróficos fixar carbono inorgânico e carbono orgânico para fornecer níveis tróficos superiores em cadeias alimentares aquáticas e terrestres 12. Neste estudo, we aplicado um ensaio radioisótopo modificado para amostras filtradas 13 para monitorar a atividade carboxilase máximo como um proxy para o potencial de fixação de carbono e versatilidade metabólica nas culturas de enriquecimento Lago Bonney.
Protocol
Discussion
Estudos moleculares recentes têm relatado alta diversidade de unicelulares eucariontes através de uma variedade de ambientes 3, 19, 20, no entanto, devido à falta de isolados em toda a gama de habitats protista os papéis funcionais dessas espécies individuais em teias alimentares são largamente desconhecido. Neste estudo, descrevemos metodologias para enriquecer de espécies microbianas eucariotos exibindo versatilidade metabólica de um ambiente relativamente undersampled, um permanentemente coberta de…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores agradecem a J. Priscu, A. Chiuchiolo ea McMurdo LTER equipe limnologia para auxiliar na coleta e preservação das amostras na Antártida. Agradecemos Serviços Ratheon polares e helicópteros para apoio logístico PHI. Micrografias de luz foram gerados no Centro de Miami para microscopia avançada e Imaging Center. Este trabalho foi financiado pela NSF Escritório de Programas Polares Grants 0631659 e 1056396.
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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