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Methodenartikel

Fluoreszierend markierte Bakterien als Tracer, um neuartige Wege des organischen Kohlenstoffflusses in aquatischen Ökosystemen zu enthüllen

6.5K Aufrufe

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DOI:

10.3791/59903

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13. September 2019

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier wird ein Protokoll für eine einzellige, epifluoreszenzmikroskopische Technik zur Quantifizierung der Weideraten in aquatischen Raub-Eukaryoten mit hoher Präzision und taxonomischer Auflösung vorgestellt.

Zusammenfassung

Die Aufklärung trophischer Wechselwirkungen, wie Raubund und ihre Auswirkungen, ist eine häufige Aufgabe für viele Forscher in der Ökologie. Das Studium von mikrobiellen Gemeinschaften hat viele Einschränkungen, und die Bestimmung eines Raubtiers, Beute und Raubtierraten ist oft schwierig. Präsentiert wird hier eine optimierte Methode, die auf der Zugabe von fluoreszierend gekennzeichneter Beute als Tracer basiert, die eine zuverlässige Quantifizierung der Weideraten in aquatischen Raub-Eukaryoten und die Schätzung des Nährstofftransfers zu höheren trophischen Werten ermöglicht.

Einleitung

Heterotrophe Prokaryoten sind eine wichtige biologische Komponente in aquatischen Systemen und machen einen signifikanten Anteil der Planktonbiomasse1,2,3aus. Faktoren, die ihren Überfluss, ihre Vielfalt und ihre Aktivität kontrollieren, sind entscheidend für das Verständnis ihrer Rolle beim biogeochemischen Kreislauf (d. h. das Schicksal von organischem Kohlenstoff und anderen Nährstoffen und Energiefluss von Prokaryoten zu höheren trophischen Niveaus). Protozoen Weide ist einer dieser wichtigen Faktoren. Bacterivory von heterotrophen Nanoflagellaten und Ziliaraten erzwingt ....

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Protokoll

1. Probensammlung

  1. Sammlung von Reservoir-Wasser-Probe: die erste Fallstudie (Exp I; niedrigere natürliche in situ Raubtier und Beute Fülle System)
    1. Sammeln Sie Wasserproben von der gewünschten Stelle in geeigneter Tiefe. Bewahren Sie die Proben in einem temperaturgeregelten Kühler auf, der bei In-situ-Temperatur gefüllt wird (Vermeidung von Temperaturschock; es ist zu beachten, dass die Aufnahmeraten von Protisten temperaturabhängig sind) während des Transports zum Labor.
      ANMERKUNG: Unsere Probenahme wurde im meso-eutrophen Canyon-förmigen Reservoir von Mov durchgeführt (Südböhmen, Volumen 34,5 x 106 m3, maxi....

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Ergebnisse

Beispiel Experiment Ich wurde in der Wasserreservoir von 'mov (Südböhmen, CZ) durchgeführt, die eine natürliche Stätte mit geringerer natürlicher in situ Raubtier und Beute Fülle ist. Repräsentative Daten werden für die Allesfresser-Zilienart Halteria grandinellagemeldet, die ein reichlich vorhandener und effizienter Weidevon Picoplanktonpartikeln (<2 m) ist10,16,17,18

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Diskussion

Die Entschlüsselung der trophischen Interaktion in aquatischen Systemen ist immer eine Herausforderung28, vor allem auf der Nano-Plankton-Skala mit Protisten und ihre Beute, Bakterien. Wenn es um Nährstoffaufnahmewege und Quantifizierung geht, ist die Anwendung von Methoden, die erfolgreich auf höheren trophischen Ebenen eingesetzt werden, aufgrund der hohen Komplexität biotischer Wechselwirkungen weniger möglich. Dazu gehören beispielsweise stabile Isotopenkennzeichnungsansätze. Dieses Protokoll .......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Diese Studie wurde von der Tschechischen Wissenschaftsstiftung im Rahmen des Forschungsstipendiums 13-00243S bzw. 19-16554S unterstützt, das an K. S. bzw. D. S. verliehen wurde. Dieser Artikel wurde auch durch das Projekt "Biomanipulation als Instrument zur Verbesserung der Wasserqualität von Staudämmen" (Nr. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_025/0007417) unterstützt, das aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung im Rahmen des Operationellen Programms Forschung, Entwicklung finanziert wird. und Bildung.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,2-& Mikro; M Porengrößenfilter SPI liefert, https://www.2spi.com/B0225-MBSchwarz, Polycarbonat-Spurätz-Membranfilter, Durchmesser Approprit für verwendete
Filtergeräte 5-(4,6-Dichlortriazin-2-yl) Aminofluorescein (DTAF)
mit einstellbaren Volumina Jede Marke, verschiedene Größen
Zentrifuge22 000 x g
KryofläschchenJede Marke, 2 mL Größe
DAPI (4&akut;,6-Diamidino-2&akut;-Phenylindoldihydrochlorid)Jede Marke 1 mg ml-1
EpifloreszenzmikroskopVergrößerung von 400 x bis 1000 x
Filter geeignet für die Betrachtung im DAPI- und DTAF-Bereich
Zählgitter in einem der Okulare
FiltergerätIn der Regel mit einem Durchmesser von 25 mm 
FormaldehydEine Marke für die Mikroskopie
GlutaraldehydEine Marke für die Mikroskopie
Immersionsöl für die MikroskopieSpezifisches Öl mit geringer Fluoreszenz
Lugol&akut; Sie eine alkalische Lugol'-Lösung wie folgt: Lösung 1 - 10 g Kaliumiodid in 20 ml in MQ-Wasser auflösen, dann 5 g Jod hinzufügen. Lösung 2 - fügen Sie 5 g Natriumacetat hinzu  auf 50 ml MQ Wasser. Fügen Sie die Lösung 2 zur Lösung 1 hinzu und mischen Sie gründlich
Methanol stabilisiertes FormalinJede für Mikroskopiezwecke
Objektträger und DeckgläserJede Marke, die für Mikroskopiezwecke hergestellt wird 
MQ Wasser zum Verdünnen von ProbenJede Marke
 
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS; pH = 9)Marke0,05 M Na2HPO4-NaCl-Lösung, angepasst an pH 9
PPi-KochsalzlösungJede Marke0,02 M Na4P2O7-NaCl-Lösung. 0,53 g Na4P2O7 zu 100 ml MQ Wasser plus 0,85 g NaCl 
Probenahmegerät Geeignet für die Entnahme repräsentativer Stichproben z.B. Friedinger-Probenehmer für Seeplankton
NatriumthiosulfatlösungMarke%ige Lösung wird im Protokoll verwendet
UltraschallatorJede Marke30 W
VortexJede Marke, die ein gründliches Mischen der gelösten Stoffe und Proben
WasserbadJede Marke, die es ermöglicht, die Temperatur bei 60 μg zu halten; C
Automatische Pipetten jeder Marke Herstellen verfügbare MarkeJede Jede 3ermöglicht

Referenzen

  1. Azam, F., et al. The ecological role of water-column microbes in the sea. Marine Ecology Progress Series. 10, 257-263 (1983).
  2. Šimek, K., et al. A finely tuned symphony of factors modulates the microbial food w....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Fluoreszierende Bakterienbakterieller TracerProtisten-GrazingEpifluoreszenzmikroskopieEinzelzellanalyseorganischer Kohlenstofftransfermikrobielle Nahrungsnetzetrophische Interaktionen