אאוקריוטים חיידקים הם גם מקור של פחמן photosynthetically הנגזרות ואת הדף מינים טורפים ב לצמיתות מכוסי קרח אגמים אנטארקטיקה. דו"ח זה מתאר תרבות והעשרה הגישה לבודד מטבולית אאוקריוטים חיידקים צדדי מן האגם אנטארקטיקה, אגם בוני, ומעריך את הפוטנציאל אורגניים קיבוע פחמן באמצעות assay radioisotope עבור Ribulose-1 ,5-bisphophate פעילות oxygenase (RuBisCO) carboxylase.
אגם בוני הוא אחד רבים לצמיתות מכוסי קרח אגמים הממוקם בעמקים יבש מקמרדו אנטארקטיקה. כיסוי קרח רב שנתי שומרת על עמודת המים מרובדת כימית שלא כמו גופים אחרים בפנים הארץ של מים, בעיקר מונע קלט חיצוני של פחמן וחומרים מזינים מן הזרמים. Biota חשופים ללחצים סביבתיים רבים, בהם חסר כל השנה תזונה חמורה, בטמפרטורות נמוכות, גוון קיצוני, hypersalinity ו -24 שעות חושך בחורף 1. אלה תנאים סביבתיים קיצוניים להגביל את biota באגם בוני כמעט אך ורק מיקרואורגניזמים 2.
חד תאיים אאוקריוטים חיידקים (המכונה "protists") הם שחקנים חשובים אופניים biogeochemical העולמי 3 ו ממלאים תפקידים אקולוגיים חשובים רכיבה על אופניים של פחמן האגמים יבשים העמק, כובש את שני התפקידים הראשיים שלישוני של האינטרנט המזון הימית. ב יבש העמק אינטרנט מימיים מזון, protists כי אני לתקןפחמן norganic (autotrophy) הם המפיקים הגדולים של פחמן אורגני עבור אורגניזמים organotrophic 4, 2. Phagotrophic או protists heterotrophic המסוגלים בליעת חיידקים protists קטנים יותר לשמש הטורפים הטובים ביותר במארג המזון 5. לאחרונה, שיעור ידוע של האוכלוסייה הפרוטיסטי מסוגל חילוף החומרים mixotrophic משולב 6, 7. Mixotrophy ב protists כולל היכולת לשלב יכולת הפוטוסינתזה עם בליעה phagotrophic של מיקרואורגניזמים טרף. צורה זו של mixotrophy שונה חילוף החומרים mixotrophic במינים חיידקים, אשר בדרך כלל כרוך מומס ספיגת מולקולות פחמן. כרגע יש מבודד לפרוטיסטים מעט מאוד מן האגמים הקוטב לצמיתות קרח כתרים, ומחקרים של גיוון הפרוטיסטי ואקולוגיה בסביבה קיצונית זו היה מוגבל 8, 4, 9, 10, 5. הבנה טובה יותר של גמישות מטבולית הפרוטיסטי על מארג מזון פשוט יבש האגם העמק יסייע בפיתוח מודלים של ROLE של protists במחזור הפחמן העולמי.
העסקנו תרבות והעשרה הגישה לבודד protists phototrophic פוטנציאל mixotrophic מאגם בוני. בעומק דגימה בעמודת המים נבחרו בהתבסס על המיקום של הייצור מקסימה ראשונית הפרוטיסטי פילוגנטי מגוון 4, 11, כמו גם משונות הגורמים העיקריים המשפיעים אביוטי trophic לפרוטיסטים מצבים: עומק דגימה רדודים מוגבלים עבור החומרים המזינים העיקריים, בעוד דגימה עומק עמוקות יותר מוגבלים על ידי זמינות האור. בנוסף, דגימות אגם מים נוספו עם סוגים שונים של מדיה צמיחה כדי לקדם את הצמיחה של מגוון רחב של אורגניזמים phototrophic.
RuBisCO מזרז את קצב הגבלת צעד בנסון קלווין Bassham (CBB) מחזור, מסלול העיקרי שבאמצעותו אורגניזמים autotrophic לתקן פחמן אורגני ולספק פחמן אורגני על רמות גבוהות יותר trophic רשתות המזון הימית 12 ו יבשתי. במחקר הנוכחי, Wדואר להחיל assay radioisotope שונה עבור דגימות מסוננות 13 כדי לעקוב אחר פעילות carboxylase המרבי כ-proxy עבור פוטנציאל קיבוע הפחמן צדדיות מטבולית בתרבויות בוני אגם העשרה.
מחקרים מולקולריים האחרונות דיווחו על מגוון גבוה של חד תאיים אאוקריוטים במגוון של סביבות 3, 19, 20, אולם בשל חוסר מבודד על פני מגוון רחב של בתי גידול לפרוטיסטים התפקידים תפקודית של אותם מינים בודדים רשתות המזון בעיקר לא ידוע. במחקר זה, שתיארנו מתודולוגיות להעשיר עב?…
The authors have nothing to disclose.
המחברים מודים Priscu ג', א Chiuchiolo ו LTER מקמרדו צוות האגמים לסיוע באיסוף ושימור דגימות באנטארקטיקה. אנו מודים Ratheon שירותי פולאר ומסוקים PHI לתמיכה לוגיסטית. Micrographs אור נוצרו במרכז של מיאמי על מיקרוסקופיה מתקדמים מרכז הדמיה. עבודה זו נתמכה על ידי משרד NSF מענקים של תוכניות פולאר 0631659 ו 1056396.
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) |