הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

סימולצית מעבדה של הברזל (II) -rich Precambrian ימי גאות מערכת לחקור את הצמיחה של חיידקים פוטוסינתטיים

11.7K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/54251

⸱

24 ביולי 2016

 ,  ,  , 
1Department of Geosciences, University of Tuebingen, 2Department of Geological and Atmospheric Sciences, Iowa State University

במאמר זה

סיכום

אנחנו מדומים מערכת גאות הימית ferruginous Precambrian בטור זרימה דרך אנכי בקנה מידה במעבדה. המטרה היתה להבין כיצד פרופילים גיאוכימיים של O 2 ו- Fe (II) להתפתח כפי כחוליות תוצרת O 2. התוצאות מראות על הקמת chemocline בשל Fe (II) חמצון ידי מיוצר photosynthetically O 2.

תקציר

רעיון קונבנציונלי להפקדה של כמה תצורות ברזל Banded Precambrian (BIF) ממשיך בהנחת ברזל שחור [Fe (II)] גא ממקורות הידרותרמיות באוקיינוס ​​Precambrian היה חמצון על ידי חמצן מולקולרי [O 2] המיוצר על ידי כחוליות. BIFs הבכור, שהופקדו לפני האירוע חמצון הגדול (Goe) בסביבות 2.4 מיליארד שנים (Gy) לפני, יכלו להיווצר על ידי חמצון ישירה של Fe (II) על ידי anoxygenic photoferrotrophs בתנאים anoxic. כשיטה לבדיקת דפוסי גיאוכימיים מינרלוגיות המתפתחים בתרחישים ביולוגיים שונים, עצבנו טור זרימה דרך אנכי ארוך 40 סנטימטר כדי לדמות Fe anoxic (II) -rich נציג מערכת גאות הימית של אוקיינוס ​​קדום בסולם מעבדה . הגליל היה ארוז עם מטריקס חרוז זכוכית נקבובי כדי לייצב את הדרגתיים גיאוכימיים, דגימות נוזל כימות ברזל יכול להילקח ברחבי עמודת המים. החמצן המומס היההלא פולשני לאתר באמצעות optodes מבחוץ. תוצאות מניסויים ביוטיים כי מעורב ונתיבים גאים של Fe (II) מלמטה, שיפוע אור ברור מלמעלה, ובהווה כחוליות בעמודת המים, עדות ברורה תכנית להקמת Fe (III) משקע מינרליים ופיתוח של chemocline בין Fe (II) ו- O 2. עמודה זו מאפשרת לנו לבחון את השערות להיווצרות של BIFs ידי culturing כחוליות (ובסופו של photoferrotrophs בעתיד) בתנאי Precambrian ימיים מדומים. יתר על כן אנו משערים כי מושג הטור שלנו מאפשר הסימולציה של סביבות כימיות ופיסיקליות שונות - כולל משקעים ימיים או אֲגַמִי רדודים.

מבוא

Precambrian (4.6 כדי 0,541 Gy לפני) האווירה חוו הצטברות הדרגתית של חמצן photosynthetically מיוצר (O 2), אולי מלווה שינויים צעד לעבר "אירוע חמצון הגדול" כביכול (Goe) בכ 2.4 Gy לפני, ו שוב נאופרוטרוזואיקון (לפני 1 כדי 0,541 Gy) כמו O אטמוספרי 2 ניגש 1 רמות מודרניות. כחוליות הם השרידים האבולוציונית של אורגניזמים הראשון המסוגל חמצנית הפוטוסינתזה 2. מחקרים ראיות ודגימת גיאוכימיות לתמוך תפקיד בסביבות החוף רדוד מחסה קהילות פעילות של כחוליות או אורגניזמים המסוגלים פוטוסינתזה חמצנית או phototrophs חמצנית, יצירת נאות מדבר חמצן המקומית באוקיינוס ​​השטח מתחת אווירה anoxic בעיקר 3-5.

בתצהיר של תצורות ברזל טריטון (BIFs) ממי ים ברחבי נקודות Precambrian לברזל (II) (Fe (II)) כמו ג גיאוכימיים גדולonstituent של מי ים, ולו ברמה מקומית, במהלך בתצהיר שלהם. חלק BIFs הגדול הם פיקדונות מים עמוקים, ויצר ממדף המדרון קונטיננטלית. כמות Fe שהופקדה אינה עולה בקנה אחד מבחינת מאזן מסה עם קונטיננטלית בעיקר (כלומר, בליה) מקור. לכן, חלק גדול מן Fe בוודאי שסופקו שינוי הידרותרמיות של קרקעית הים mafic או ultramafic קרום 6. אומדני השיעור של Fe שהופקדו סירה של בסביבות החוף עולה בקנה אחד עם Fe (II) שסופק אוקיינוס ​​השטח באמצעות גאות 7. על מנת Fe להיות מועברת בזרמי גאות, חייבים להיות נוכח הצורה המצומצמת, ניידת - כמו Fe (II). מדינת החמצון הממוצעת של Fe נשמרה BIF היא 2.4 8 וזה מקובל לחשוב BIF לשמר Fe שהופקד החל Fe (III), נוצר כאשר גאות Fe (II) היה מחומצן, ככל הנראה על ידי חמצן. לכן, היכרות עם פוטנציאל Fe (II) מנגנוני חמצון לאורך המדרון environments חשוב להבין איך BIF נוצר. יתר על כן, אפיון גיאוכימיים מעודן של משקעים ימיים זיהה כי תנאי ferruginous, שבו Fe (II) נכח עמודת מי anoxic תפסו חלק מתמשך של האוקיינוסים ברחבי Precambrian, וייתכן שלא היה מוגבלים רק על הזמן והמקום שם BIF הופקד 9. לכן, לפחות שני מיליארדים שנים של ההיסטוריה של כדור הארץ, ממשקי חיזור בין Fe (II) ו- O 2 באוקיינוסים הרדודים היו דבר שבשגרה סבירה.

מחקרים רבים לנצל אתרים מודרניים שהנם אנלוגים כימיים ו / או ביולוגיים של תכונות שונות של אוקיינוס ​​Precambrian. דוגמא טובה לכך הן אגמי ferruginous שבו Fe (II) הוא יציב ובהווה במי משטח שטוף שמש תוך פעילות פוטוסינתזה (לרבות על ידי כחוליות) זוהה 10-13. תוצאות מחקרים אלה מספקים תובנה מאפיינים גיאוכימיים מיקרוביאלי של oxic כדי anoxic / ferchemocline ruginous. עם זאת באתרים אלה הנם מרובדת בדרך כלל פיסיים עם אנכים קצת ערבוב 14, ולא הממשקים הכימיים המתרחשים במערכת גאות, והם חשבו לתמוך בייצור החמצן ביותר Precambrian זמן 4.

אנלוג טבעי כדי לחקור את הפיתוח של נווה מדבר חמצן ימי מתחת אווירת anoxic, ותמורת Fe (II) מערכת גאות -rich בטור מים עיליים שטוף שמש אינו זמינה על כדור הארץ המודרנית. לכן, מערכת במעבדה שיכול לדמות אזור הגאות ferruginous וגם לתמוך בצמיחה של כחוליות ו photoferrotrophs נדרשת. ההבנה וההזדהות של תהליכים מיקרוביאליים האינטראקציה שלהם עם בתווך מימי גאות המייצג ים Precambrian מקדם את ההבנה יכול להשלים את המידע שנצבר מהרשומה רוק כדי להבין את התהליכים biogeochemical ייחודי מלא על פני כדור הארץ הקדום.

לצורך מטרה זו, טור מעבדה בקנה מידה נועד שבו Fe (II) -rich בינוני הים (pH הניטראלי) נשאב לתוך החלק התחתון של הטור, ו נשאב החוצה מהחלק העליון. תאורה סופק בראש כדי ליצור "אזור photic" 4 ס"מ רוחב שתמכו בצמיחת של כחוליות ב -3 ס"מ העליון. סביבות טבעיות הן מרובדת והתייצב בדרך כלל על ידי מילויים physicochemical, כמו מליחות או טמפרטורה. על מנת לייצב את עמוד מים על בקנה מידת מעבדה, צילינדר הטור ארוז עם מטריקס חרוז זכוכית נקבובי שעזר לשמור על הקמת תבניות גיאוכימיים שהתפתחו במהלך הניסוי. זרם גז רציף N 2 / CO 2 יושם כדי לשטוף האמיץ של הטור על מנת לשמור על אווירת anoxic רעיונית של אוקיינוס ​​לפני Goe 15. לאחר זרימה מתמדת של Fe (II) הוקמה, כחוליות היו מחוסנות לאורך הטור, ו growt שלהםח היה פיקוח על ידי ספירת תאים על דגימות הוסרו דרך נמלי דגימה. חמצן היה פיקוח באתרו על ידי הצבת רדידי optode רגיש חמצן על הקיר הפנימי של הטור גליל המדידות נעשו עם סיב אופטי מבחוץ הטור. התפצלות המימייה Fe הייתה לכמת ידי דגימות הסרה מנמלי דגימה אופקיות נפתר עומק ונותחה עם שיטת Ferrozine. הניסויים השליטים אביוטי והתוצאות להפגין הוכחה של קונספט - כי אנלוגי בקנה מידה מעבדתי של עמודת מים העתיקה, שמרו בבידוד מהאטמוספרה, הוא בר השגה. כחוליות גדלות ויוצר חמצן, והתגובות בין Fe (II) והחמצן היו פתירות. בזאת, מתודולוגיה עיצוב, הכנה, הרכבה, ביצוע, ודגימה של טור כזה מוצגת, יחד עם תוצאות ריצת 84 שעות של הטור בעוד מחוסן עם sp Synechococcus cyanobacterium הימי. PCC 7002.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. הכנת Culturing בינוני

הערה: מידע על ציוד, כימיקלים וציוד דרושים לשם ההכנה של מדיום התרבות מפורט בטבלה 1 נטוי קודי alphanumerical בסוגריים מתייחסים לציוד המפורט בלוח 2 שמוצג באיור 1..

  1. הכן 5 ליטר של ימית Phototroph (MP) בינוני (המכונה להלן כמו "מדיום") בעקבות פרוטוקול של וו et al. 16. התאם את ה- pH ל -6.8 באמצעות 1 anoxic וסטרילי M HCl או 0.5 M Naco 3. כמקור Fe (II), להוסיף 3.5 מיליליטר של anoxic M 1 וסטרילי FeCl 2 -solution להשיג פה סופי (II) בריכוז של 500 מיקרומטר לאחר סינון הפתרון הבינוני לשלב הבא.
  2. אחסן את הפתרון הבינוני ב 5 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות על מנת לזרז Fe (II) מינרלים קרבונט ופוספט. Fe (II) בנוסף ו Fe תוצאות משקעים מינרליים בבית pH שינוי, ולכן מחדש את pH חזרה ל -6.8. מסנן המדיום בבית anoxic (100% N 2) שבתא הכפפות באמצעות יחידת מסנן 0.22 מיקרומטר. לוותר המדיום מסונן לתוך בקבוק זכוכית סטרילית 5 L (E.'1) בתוך הכפפות, וכובע עם פקק גומי בוטיל סטרילי.
  3. שטוף את האמיץ של הבקבוק הבינוני עם N 2 / CO 2 (V / V, 90/10) על ידי החדרת מחט חד פעמי אחד מחובר לקו הגז לתוך הפקק, ומחט שני שפועל אוורור. הקפד לשנות את העוצמת האמיצה 10 פעמים. לדוגמא, עם זרימת גז קבועה של 10 מיליליטר / sec, לשטוף את הנפח האמיץ של 50 מ"ל לפחות 50 שניות (השווה Hungate & מייסי 17).
  4. מכסה את הבקבוק הבינוני (E) כי עכשיו הוא מוכן להשתמש בנייר כסף ולאחסן אלומיניום ב RT בתנאים כהים למנוע photooxidation של Fe (II). אפשר 3 ימים להכנה בינונית.

2. הכנת התרבות

"> הערה:.. התרבות של sp Synechococcus PCC 7002 המשמש בניסוי טור מתואר הסוג כחוליות photoheterotrophic ימיים unicellular 18 זה סופק על ידי ד"ר מ Eisenhut (המכון לביוכימיה הצמח, אוניברסיטת דיסלדורף, גרמניה) . לצורך המחקר הנוכחי תרבות המניות הייתה גדל על מדיום anoxic MP ללא Fe נוסף (II).

  1. הכן 100 מ"ל בינוני MP בעקבות פרוטוקול של וו et al. 16 אבל כלוריד Ferric תחליף עם 1 מ"ל / L ציטרט אמוניום וברזל ב -6 מ"ג / מ"ל.
  2. בתנאים anoxic (שבתא הכפפות, 100% N 2), לוותר על המדיום לתוך בקבוק סרום סטרילי אחד 120 מ"ל, כובע עם פקק גומי בוטיל סטרילית crimp עם מכסה אלומיניום. שינוי אמיץ כדי N 2 / CO 2 (V / V, 90/10) (השוו Hungate & מייסי 17) לחסן עם 5% של התרבות המניות. בהמשך לאחסן את תרבות חממת אור של 25 מעלות צלזיוס ו 600 Lux מתוך חבית גדולהgsten נורה.
  3. מאז Synechococcus sp. PCC 7002 הוא רגיש לאור, בעקבות העברה, לכסות את בקבוק הסרום עם מגבת נייר דקה עבור 24 השעות הראשונות בתוך האינקובטור האור. אפשר התרבות לגדול במשך 6-8 ימים. פוטוסינתזת פעילות תגרום החמצון של Fe (II) Fe (II) לא יהיה סטטי עבור הזמנים של צמיחה הסלולר, ולכן ולהעביר את התרבות לאחר 7 ימים כדי לשמור Fe (II) בטווח הבינוני התאים מותאמים Fe (II).
  4. לפקח על צפיפות תאים על ידי לקיחת דגימות עבור מדידות צפיפות אופטית (OD): צפיפות התאים (תאים / מיליליטר) של התרבות ניתן לקבוע באמצעות הספיגה של מדגם השעית תא-ספקטרומטר צילום באורך גל של 750 19 ננומטר. קשר לינארי בין OD 750 וספירת תאים מיקרוסקופית ישירה של תרבות בשלב יומן יקבע את צפיפות התאים המוחלטת 20.
  5. ברגע צפיפות התאים של 10 8 תאים / מ"ל הוא הגיע,לעטוף את בקבוק הסרום עם רדיד אלומיניום על מנת להפסיק את ייצור חמצן על ידי פוטוסינתזה.
  6. הסר את O 2 ההשעיה התא באמצעות מסנן מזרק סטרילי 0.22 מיקרומטר מצורף מחט חד פעמי ארוך (100 מ"מ) מוכנס לתוך במדיום נוזלי. שטוף את אמיץ ומזרימים בועות תרבות עם N 2 / CO 2 למשך 5 דקות (השוו Hungate & מייסי 17). שמור על מדגם בחושך עד חיסון לתוך הטור.

3. הכנת פריטים חלקים נפרדים עבור ניסיוני Set-up

הערה: המידע על הציוד הדרוש עבור הניסוי הגדרת כמויות ומפרטים מפורטים בטבלה 2.   חלקים של הפריטים אשר ישמשו עבור ניסוי ההגדרה ערוכים מראש מסומן בנפרד באות גדולה אחת (AG), המפורטים בטבלה 2 וגם הוצגו תקריבים באיור 1 גם כן. קודי alphanumerical נטויים בסוגריים בפרוטוקול מתייחסים לציוד המפורט בלוח 2 מוצגים באיור 1.

  1. על מנת להכין את יציאות דגימה (ד) עבור העמודה, לסגור את הנמלים עם פקקי גומי בוטיל הדוקים (א .3). הכנס אחד מחט נירוסטה (ד ') לתוך פקק גומי בוטיל. ודא כי קצה המחט נמצא במרכז של הטור.
    1. חבר את המחט אל צינור גומי (D.2) ולאטום את החיבור באמצעות צינור כיווץ בחום (d.3). חבר את הקצה השני של הצינור למחבר צינור נעילת Luer קטן ( 'D.5), לאטום את החיבור עם צינור כיווץ בחום (d.3) ומכסה את מחבר הצינור עם מכסה פלסטיק מתאים (d.6) .
      הערה: בהתאם למספר הרצוי של יציאות דגימה יש צורך לספק נמל ראשי, עם יציאות דגימה שונות - therefoמחדש להכניס את המחטים נירוסטה (ד .1) בזווית אלכסונית לתוך פקק גומי בוטיל.
  2. על מנת לחבר את הבקבוקים הבינוניים פריקים לעמודה, לשנות פקקי גומי בוטיל ביצוע השלבים הבאים:
    1. הכנס שתי נימי נירוסטה (E.3; E.4) לתוך פקק גומי בוטיל (E.2). חבר את צינורות גומי המתאים (E.6) נימים אלה ואת החותם את הקשר עם צינורות הצטמקות חום (E.5).
    2. הוספת מחבר צינור (E.7) אל הקצה השני של הצינור של נימי יותר (E.3) וגם לתקן במחבר זה עם צינור כיווץ בחום (E.5).
    3. חבר מחט נירוסטה (E.11) אל הקצה החופשי של צינור האחר המחוברים נימים הקצרים (E.4), לאטום את החיבורים עם צינורות כיווץ בחום (E.5), והכנס את הקצה השני של מחט נירוסטה לתוך פקק גומי בוטיל קטן (E.10).
    4. הכנס שתי נימי נירוסטה (ז'3) לתוך פקק גומי בוטיל גדול (G.2) ולצרף את צינורות הגומי המתאימים (G.4; G.5). חבר את הקצה החופשי של צינור גומי הקצר (G.4) כדי נימי בקבוק פריקות בינוני (W2). לצייד את הקצה החופשי של הצינור הארוך יותר (G.5) עם מחבר צינורית קטן (G.6). חזור על שלבים אלה כדי להכין עוד פקק גומי בוטיל עבור בקבוק פריק שני.
  3. הכן את הפקק עבור בלוח ההפצה הבינוני (F) על ידי החדרת שתי מחטי נירוסטה (F.3) לתוך פקק גומי בוטיל (F.2) כדי לייצר קווי אספקה ​​שני בתקשורת עבור העמודה. צרף צינור גומי (ו .4) לכל אחד מחטים ולהתחבר נימי בקבוק אחד בינוני (ג 1) לאחד צינורות גומי, בהתאמה.
  4. על מנת להכין את הבלוטות עבור קו האספקה ​​הבינונית (B), לחבר אחד בינוניאספקת נימים (C2) למחבר צינור קטן (ב .3) עם צינור גומי (B.4). חזור על שלב זה עבור אחר בלוטת אספקה ​​בינונית.
    1. השתמש נימי הפריקה הבינוניות הארוך יותר (W1) במקום להכין בלוטות עבור הקו הפריק הבינוני ובצע את השלבים הקודמים (השווה (B) באיור 1).
      הערה: זה מועיל לתייג כניסה ויציאה עם צבעים שונים של קלטת לסייע הרכבה נכונה.
  5. הרכב את החלקים עבור לוח חילוף גזים האמיצים (C) על ידי החדרת שני Luer הארוך לנעול מחטי נירוסטה (ג .2) לתוך צינור גומי (ג 1) ולוודא כי קצות המחטים להגיע 4 סנטימטר מחוץ אחר קצה הצינורית. מלאו את הצינור עם פולימרים דבק (C.8) ולתת יבש הרכבה במשך שעה לפחות 6.
    1. רופף למלא שני מזרקים זכוכית מנעול Luer (C.3) עם כותנה (ג .4).
    2. בנפרד להכין שתי בוטיל לשפשףבער פקקים (ג .5), אחד עם מחט נירוסטה המוכנסת (ג .6) והשני עם מחט נירוסטה (C.7). אל תחברו את מזרקי הזכוכית, עדיין.
  6. הכן מזרק זכוכית (E.8) מלא כותנה (E.9) לשימוש מאוחר יותר עולה בקנה אחד עם חבילת בקבוק וגז בינוני (GP).
  7. להרכיב את הציוד עבור חפיסת גז 10 L (GP) על ידי חיבור צינור גומי (gp.1) על השסתום של חבילת הגז. הכנס מחבר צינור (gp.2) לתוך הקצה החופשי של צינור גומי. חזור על הליך זה עבור חפיסת גז 10 L שנייה.

עיקור 4. של הטור ואת הציוד

הערה: בהתאם את תכונות החומר, הציוד לעקר על ידי אחד משלושת השיטות הבאות:

  1. לעקר ציוד זכוכית ידי בתנור יבש (180 מעלות צלזיוס במשך 4.25 שעות):
    1. לעקר את הציוד להכנה בינוני (ראה טבלה 1 וסעיף 1.2) בנפרד ומראש. לכן, להכין 2 x 5 בקבוקי זכוכית L ו- לכסות את הפתח ואת צוואר הבקבוק עם רדיד אלומיניום. Pack 4 x 5 מ"ל ו -5 x 2 טפטפות מ"ל זכוכית לתוך מיכל עמיד לחום התנור לעקר את כל הציוד.
    2. לעקר את הציוד עבור העמודה להגדיר בשלב שני. עוטף את מזרקי הזכוכית (C.3; E.8; F.1 - מוכן בסעיף 3) ברדיד אלומיניום לוודא כי פקקי הגומי בוטיל המקבילים יוסרו.
    3. מניחים את חרוזי זכוכית (א .2) בכוס זכוכית לכסות את החלק העליון עם רדיד אלומיניום. כמו כן לכסות את צלחת זכוכית השקופה (א .4), 4 x מחברי צינור גדולים (ב .2) ואת מחבר 3 כיוונים (G.7) ​​ברדיד אלומיניום בתנור לעקר הכל.
  2. לעקר פלסטיק ונוזלי autoclavable ידי חיטוי (120 ° C, 10 בר, 20 דק '):
    1. בשלב הראשון, sterilize בקבוק Widdel עם המדיום, פתרון -buffer NaHCO 3 ו פקקי גומי 2 בוטיל עבור בקבוק זכוכית 5 L.
      הערה: פקקים גומי בוטיל ערוכים לראשונה על ידי הרתחה במים ultrapure 3 פעמים ולאחר מכן autoclaved בכוס זכוכית עם קצת מים, מכוסה בנייר אלומיניום. הפקקים הרטובים קלים יותר להכניס בקבוקי זכוכית.
    2. במקום שני בשלב לעקר את הציוד עבור העמודה הניסיונית להגדיר. על מנת להכין את העמודה עבור עיקור ב החיטוי, לעטוף את הפתח העליון, פתחי אספקת מדיה, פתחי פריקת תקשורת, ואת האמיץ לפרוק ברדיד אלומיניום לפני המעוקר.
    3. מכסים את יציאות הדגימה (D.'5) עם כובעי פלסטיק המתאים (D.'6) ולוודא להסיר את מלחציים (d.4) לפני מעוקר.
    4. עוטף את פקקי הגומי בוטיל ו הנימים המתאימים עבור הבקבוקים הבינוניים הפריקים (E.2; G.2 x 2 - הכנתיסעיף n 3), הפקקים הקטנים עבור מזרקי הזכוכית (2 x ג .5; E.'10 '; F.'2 - מוכן בסעיף 3) ואת הנימים מחוברות בלוטות ההיצע פריקים הבינוניות (s2; W1 - מוכן בסעיף 3.4) לתוך רדיד אלומיניום לעקר את כל הציוד ב החיטוי.
    5. לאחר העיקור, לייבש את העמודה מעוקר וציוד בתנור ב 60 מעלות צלזיוס למשך 4 אחר hr.
  3. מאז צינורות המשאבה (pt) אינו autoclavable, לעקר אותם פתרון אתנול (EtOH) (80% EtOH, 20% מים). למלא כוס מתאימה עם פתרון EtOH ומקום בצינור המשאבה בה, על מנת להבטיח כי הצינור הוא מלא לחלוטין עם פתרון EtOH. מוציא לאחר 3 שעות ו לעטוף ישירות לתוך רדיד אלומיניום מראש מעוקרים (תנור המעוקר) ולתת להתייבש ב RT עבור שעה 2.

עצרת 5. הטור ואת הציוד

  1. מניח את הטור (א) על משטח שטוח ולייצב עם עמדת מעבדת מלחציים. הקפד לעבוד בתנאים סטריליים (למשל, בתוך 40 ס"מ של מבער בונזן או מתחת למכסה המנוע למינרית זרימה). מוציא בזהירות את רדיד האלומיניום מן הפתח עליון ולמלא בכוס-החרוזים המעוקרים (א .2).
    1. הכן את זכוכית השעון (א .4) על מנת בשר ומהדק בעמודה על ידי יישום דבק הפולימרים (A.5) אל פני השטח הפנימיים באזור שבו זה יהיה במגע עם הטור. לחץ קל את כוס השעון במקום בחלק העליון של העמוד כדי להדביק את שני החלקים יחד בחוזקה. אפשר לפחות 6 שעות עבור ההתקנה להתייבש.
      הערה: אפשר למקם חוט גמיש סטרילי, דק שבין קצה הטור ואת זכוכית השעון, על מנת להסיר את זכוכית השעון בקלות לאחר הניסוי.
  2. תוך כדי עבודה בתנאים סטריליים לצרף את החלקים הבאים לעמודה:
    1. חבר את צינורות הגומי (ב'1) ומחברי הצינור המקבילים (ב .2) אל פתחי ההיצע פריקים הבינוניים (השווה (B) באיור 1).
    2. חבר את מחברי צינור של בלוטות (ב .3) לאספקת מדיה ולפרוק (מוכן בסעיף 3.4) אל המחברים המתאימים בעמודה (השווה (B) באיור 1).
    3. צרף בלוח חילוף גזים האמיצים (השווה (C) באיור 1 - מוכן בסעיף 3.5) כדי האמיץ לפרוק בעמודה ולחבר את מזרקי הזכוכית (C.3) אל מחטי נירוסטה המתאימות (ג .2) ולהוסיף פקקי הגומי בוטיל המתאימים (ג .6; C.7 - המוכנים בסעיף 3.5.2) לתוך מזרקי זכוכית מלאה כותנה (C.3).
  3. הכנס את פקקי גומי בוטיל עבור הבקבוקים הפריקים (2 x G.20; - מוכן בסעיף 3.2) לשני בקבוקי זכוכית סטרילית 3 L (: 1.G), ולחבר את מחברי צינור של בקבוקים (G.6) למחבר 3 כיווני (G.7).
  4. חבר את הקצה החופשי של נימי בינוני פריקות בלוטה (W1) אל הקצה החופשי של נימי בקבוק פריק (W2) עם צינורות משאבה (pt). חזור על הליך זה עבור נימי פריקת הבלוטה הבינוניות השני והבקבוק הפריק השני.
  5. חבר את הקצה החופשי של נימי בקבוק אחד בינוניות (S1) אל הקצה החופשי של נימי בינוני אספקת בלוטה (s2) עם צינורות המשאבה (pt). חזור על הליך זה עבור נימי הבקבוק הבינוניות השניות ואת נימי בלוטת אספקת הבינוני השניות.
  6. הרכב את לוח החלוקה הבינוני על ידי הוספת הפקק עם הנימים המתאימים (F.2 - מוכן בסעיף 3.3) לתוך מזרק הזכוכית של המדיוםלוח הפצה (F.1).
  7. חבר את לוח החלוקה הבינוני למחבר של פקק גומי בוטיל עבור הבקבוק הבינוני (E.7 - להשוות F באיור 1).
  8. חבר את קו N 2 / CO 2 גז ללוח חילוף גזים האמיץ אל Luer לנעול מחט נירוסטה (ראה מיקום (LLF) באיור 1), ולשטוף את התקנת הטור ומערכת נימים עם N 2 / CO 2 בלחץ נמוך (<10 mbar). לשמור על יצוא של גז בקצים הפתוחים של נימי הבקבוק הבינוניות (E.3), למחבר 3 הכיוונים (ג 7), ואת יציאות דגימה (D.5). לפיכך, הקפד לקבל את הכמוסות של יציאות הדגימה (d.6) פתוחות מעט, כדי לשמור על תנאים סטריליים באמצעות overpressure גז זורם החוצה.
    1. שטוף את ההתקנה המלאה לפחות 20 דקות.
      הערה: בנוסף, אפשר לסגור את outgassing מחט (ג .6) של לוח חילוף גזים האמיץ עם צינור גומי מתאים מלחציים כדי להגביר את היעילות של שטיפת ההתקנה המלאה.
  9. בינתיים, למלא שקית גז 10 L (GP) עם N 2 / CO 2 (V / V, 90/10), לאחר 10 סיבובים של מילוי deaerating (באמצעות משאבת ואקום) כל נפח כדי להבטיח את התיק לחלוטין anoxic . הקפד לסגור את השסתום של חבילת הגז לאחר המילוי הסופי. חזור על הליך זה עם חבילת גז שנייה אבל לסגור את הברז לאחר deaeration (כלומר, להשאיר אותו ריק).
    הערה: חבילת הגז N 2 / CO 2 מילא תחובר אל הבקבוק הבינוני כדי לפצות את נפח אמיץ ההגדלה בשל אובדן בינוני על ידי שאיבה. חנקן 2 / CO 2 סמוק, אבל חבילת גז ריקה, תהיה מאוחר להיות מחובר הבקבוקים הפריקים על מנת לאפשר גז להימלט אמיץ עקב הגדלת נפח פריקה נוזלית.
  10. הכנס tהוא בוטיל פקק גומי (E.10 - מוכן בסעיף 3.2.3) לתוך מזרק זכוכית סטרילית מלא כותנה (E.8 - מוכנה בסעיף 3.6).
  11. מניח את הבקבוק הבינוני המלא וסגר (E - מוכן בסעיף 1) על ספסל המעבדה ליד הפקק לבקבוק הבינוני (E.2), ולהכין לחבר את פקק הבקבוק הבינוני באמצעות ההליך הבא:
    1. סגור את זרימת גז N 2 / CO 2 לתוך הנימים (E.3) על ידי סגירת צינור גומי המקביל (חלק ה 5.) עם מהדק צינור.
    2. קל להרים את פקק הגומי בוטיל מהבקבוק הבינוני ולשטוף את האמיץ עם N 2/2 CO (50 mbar) בתליית מזרק -filled מעוקר, כותנה עם נטייה, מחט מתכת ארוכה (1 מ"מ x 140 מ"מ) לתוך הבקבוק הבקבוק הבינוני (השווה 17 Hungate & מייסי).
    3. להסיר במהירות את פקק הגומי בוטיל מהבקבוק הבינוני והכנס את פקק גומי בוטיל המוכן (E.2) לתוך הבקבוק הבינוני (E).
    4. שנה את מחט המתכת הארוכה של המזרק (ששמש בעבר להדחת האמיץ) כדי מחט חד פעמי (0.9 מ"מ x 45 מ"מ; נפוצה) ולהזריק לתוך הפקק כדי לשטוף את האמיץ של הבקבוק הבינוני עם N 2 / CO 2.
    5. ודא שיש יצוא קל של גז בסוף הפתוח של מזרק הגז (E.8 - התאסף בסעיף 5.10) מחובר הפקק של הבקבוק הבינוני. שטוף את האמיץ של הבקבוק הבינוני (E) ואת מזרק הזכוכית (E.8) דקות לפחות 4.
  12. בינתיים, להדק את כובעי פלסטיק (d.6) של יציאות הדגימה (D.'5) ולסגור את צינור הגומי המתאים (D.2) עם מהדק (d.4).
    הערה: אם יש צורך, פתח אתמחט outgassing (ג .6) של לוח חילוף גזים האמיץ שוב כדי לשמור על יצוא גז בסוף הפתוח של המחט.
  13. מניח את חבילת גז 10 L, מלא N 2/2 CO (מוכן בסעיף 5.9), על ספסל המעבדה. ודא כי מחבר הצינור נמצא בעמדה ליד הקצה הפתוח של מזרק הזכוכית (E.8) מחובר הבקבוק הבינוני.
  14. לאחר השטיפה האמיצה של הבקבוק הבינוני (E) עבור 4 דקות לפחות, לסגור את קו גז N 2 / CO 2 של מזרק השטיפה ובמהירות למשוך את המזרק מתוך הפקק (E.2). Overpressure הנותר של גז בתוך האמיץ של הבקבוק הבינוני ישוחרר באמצעות מזרק הזכוכית (E.8).
    1. לפתיחה מהירה של השסתום של חבילת הגז ולחץ קל על התיק כדי לשמור על תזרים שלילי של N 2 / CO 2 כדי לשטוף את הצינור המחבר של חבילת הגז.
    2. ברגע overpressure הוא שוחרר מהבקבוק בינוני, במהירות לחבר את המחבר של חבילת גז (gp.3) למחבר המקביל מזרק זכוכית (E.8).
  15. חבריו חבילת גז 10 L ריק (GP) כי היה סמוקה בעבר 10 פעמים עם N 2/2 CO (מוכן בסעיף 5.9) אל הנמל החופשי של מחבר 3 כיוונים (G.7) ​​מחובר בקבוקי הפריק. הקפד לשמור את השסתום של חבילת הגז סגור.
  16. הפחתת הלחץ של קו הגז N 2 / CO 2 (<0.1 mbar) בחלונית חילוף הגזים אמיץ (C באיור 1; עמדת LLF) כדי לשמור על יצוא של גז מהמחט outgassing (ג .6).
  17. הכנס את צינורות המשאבה (pt) לתוך המשאבה (P) ולהסיר את מהדק הצינור מצינור הגומי המקביל (E.6) של הבקבוק הבינוני (E).
    1. פתח את השסתום של חבילת הגז (GP)מחובר הבקבוקים הפריקים (G) על מנת לאפשר לאוויר להשתחרר לתוך חבילת הגז בעוד בקבוקי הפריק להתמלא בינוני יצוא.
  18. הפעל את המשאבה ולנטר את לוח החלוקה הבינוני (ראה (F)) מתמלא בינוני. הקפד להסיר את שאריות הגז בלוח כפי שהוא מתמלא על ידי מחזיק אותו בעמדה הפוכה. גז משתחרר דרך הנימים מחוברים למשאבה.
  19. צג את הטור מתמלא בינוני, ולהתאים את המשאבה לשיעור שאיבה תקין של 0.45 L / יום, אשר ניתן להמיר שטף אנכי של 10 המ"מימ Fe (II) / m 2 / ד, כדי לדמות את שטף של עניין כימי.
  20. התקן את מקור האור (L) 2 ס"מ מעל הקצה העליון של העמודה ולכסות את ס"מ 10 העליון סביב הטור עם קלטת כהה ו / או רדיד אלומיניום על מנת למנוע את האור הקורן מתוך החלק העליון של העמודה מאירים את החלק התחתון של הטור. מכסים את כולוהתקנה עם כיסוי טקסטיל כהה על מנת למנוע תאורה בעמודה ממקורות אור חיצוניים.

הרכבת חיסון 6. של חיידקים לתוך הטור

הערה: ניסוי מלא אביוטי שלב זה הוא דלג.

  1. מאז תרבית התא תהיה מוזרק ישירות לתוך העמוד דרך פקקי גומי בוטיל נמלי הדגימה העיקריות לאורך הצד של הטור, הקפד הכין שישה מזרקים עם מחטים כי הם מספיק זמן כדי להגיע למרכז גוף הטור.
  2. לעקר את החלק החיצוני של פקקי גומי בוטיל משש יציאות הדגימה העיקריות בעמודה (א .3) עם פתרון EtOH (80%).
  3. יש בקבוק סרום עם התרבות חיסון מוכן (מוכן בסעיף 2) ו לעקר את פקק גומי בוטיל ידי בוערים מספר טיפות של תמיסת EtOH. שטוף את המזרק עם N 2 / CO סטרילי 2 לפני נטילת aliquot של תרבות. קח 1 מ"ל of פתרון תא anoxic ולהזריק אותו לתוך למרכז הטור דרך פקקי גומי בוטיל נמלי הדגימה העיקריות (א .3).
    הערה: בהתאם התפתחות חיידקים, ייתכן שיהיה צורך להתאים את קצב השאיבה (או אפילו להפסיק שאיבה) בימים הראשונים של שלב-בפיגור צמיחת תאים ופיתוח למנוע התרבויות מלהיות דהוי.

7. דְגִימָה

הערה: כדי לאסוף דגימות ברחבי ההדרגתיים הכימי המתפתחים בתוך הטור, יש צורך להתחיל דגימה מנמלי הדגימה העליונות לפני היציאות העמוקות, כמו אובדן נפח מתרחש. הקפד לשמור על תנאים סטריליים (למשל, על ידי עבודה בתוך 40 ס"מ של מבער בונזן או מתחת למכסה המנוע למינרית זרימה).

  1. לאסוף את הדגימות הראשונות 24 שעות לאחר חיסון. שטוף את המזרק אשר ישמש עבור דגימה באות N סטרילי 2 / CO 2, כדי למנוע הזרקת חמצן לתוך saיציאות mpling (D). הקפד למלא את המזרק עם N 2 / CO 2 לפני הדגימה.
  2. להסיר במהירות את מכסה הפלסטיק (d.6) ולהכניס את המזרק הדגימה למחבר צינור (D.5). שמרו על פער קטן בין מזרק מחבר הצינור. שחרר את הגז מן המזרק ולשטוף את מחבר צינור עם N 2 / CO 2.
    1. בתוקף לחבר את המזרק למחבר הצינור. הסר את מהדק (d.4) ולהתחיל לקחת מדגם של כ -1 מ"ל.
  3. לאחר הציור המדגם לפני הסרת המזרק, חבר את המהדק (d.4). ואז להסיר את המזרק הדגימה ובתקיפות לסגור את מחבר צינור (D.5) עם מכסה פלסטיק המקביל (d.6).
  4. מייד לחזור על שלבי 7.1-7.3 עבור דגימה מכל נמל.
  5. אסוף את הסט הבא של דגימות כל 24 שעות.
    הערה: לקבלת דוגמיות נוספות צעדי זמן שונים, יש צורך להסיר ואהיה קטןount של המדגם (למשל, 0.2-0.4 מ"ל) בתחילה לפני הוצאת המדגם ניתן לקחת, כדי להסיר התקשורת שיורית בתוך הצינור הדגימה להשיג מדגמים מייצגים מתוך הטור.

8. שיטות ניתוח

  1. חמצן כימות:
    הערה: ריכוז החמצן בתוך מדיום הזרימה דרך האמיצה של הטור הוא לכמת הלא פולשני ולא הרסני באמצעות חיישני חמצן האופטיים וטלאי רדיד ניאון רגיש חמצן של 0.5 x 0.5 סנטימטר (שנקרא optodes), מודבק יחד קיר הזכוכית הפנימי של העמודה באמצעות דבק סיליקון (א .6). זה הובטח כי תיקוני הרדיד הרגישים החמצן אינם רגישים עבור מיני Fe על מנת להשיג קריאות אמינות.
    1. הקפד לכייל את התוכנה עם פרמטרי הכיול המתאימים optodes המשמשים בעמודה. חיישני החמצן האופטיים מגיעים עם calibrat ספציפייון לשקיל באמצעות מד חמצן סיב אופטי המקביל שבשליטת PC.
    2. התחל את המדידה ולטפל להחזיק את הסיב אופטי הפולימר של מטר החמצן בזווית ישרה אל הרדיד הרגיש החמצן כי הוא מודבק בתוך קיר הזכוכית השקוף של הטור.
    3. חזור על המדידה עבור כל נקודת מדידה אחת O 2 לאורך כל הטור.
  2. Fe (II) וניתוח Fe הכולל של דגימות מימיות:
    1. מאז Fe (II) הוא מתחמצן במהירות על ידי החמצן באוויר ב- pH נייטרלי, לייצב את דגימות נוזל עבור מימית Fe (II) כימות מיד 1 פתרון M HCl. לקבלת נפח דגימה סופי של 1 מ"ל לערבב מדגם נוזלי 0.5 מ"ל עם 0.5 מ"ל 2 M HCl.
    2. לכמת סך Fe לאחר דוגרים aliquot של M 1 מדגם HCl מיוצב עם hydrochloride hydroxylamine (10% wt / v, ב 1 HCl M) למשך 30 דקות. מגיב פעולה זו מפחיתה את כל Fe (III) כדי Fe (II), אשר ניתן לכמת אז דרך assay Ferrozine 21.
    3. בצע Assay Ferrozine באמצעות קורא צלחת מיקרו-כייל. מדוד את הספיגה באורך גל של 562 ננומטר. הקפד יש סטנדרטים בטווח עבור לזיהוי Fe (II) וריכוזי Fe הכולל.
      הערה: אם ריכוזי Fe במדגם הנוזל יעלו כיולים רגילים, יש צורך לדלל את המדגם התייצב עם 1 M HCl.
    4. חשב את הריכוז של Fe (III) על ידי ההבדל בין סך Fe ו Fe (II).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

ניסוי בקרה

ניסויי שליטת אביוטי (10 ימים) הפגינו ריכוזי חמצן נמוכים בעקביות (O 2 <0.15 מ"ג / L) ללא תנודות משמעותיות Fe (II) -profile ברחבי עמודת המים הגאים. ההיווצרות של משקעים (כנראה Fe (III) (oxyhydr-) תחמוצות) במאגר הבינוני ואת הירידה הקלה בריכוזיות Fe (II) הכוללת מ 500 מיקרומטר עד 440 מיקרומטר מע...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

קהילות מיקרוביאלי באוקיינוס ​​Precambrian הוסדרו על ידי, או שונות כתוצאה, פעילותם ואת התנאים גיאוכימיים רווחים. בפרשו את מקורותיה של BIF, חוקרים בדרך כלל להסיק את קיומו או אי פעילות של מיקרואורגניזמים על בסיס סדימנטולוגיה או גיאוכימיה של BIF, למשל, סמית et al. 23 וג'ונסון et al. 24. המחקר של אורגניזמים מודרניים בסביבות מודרני שיש אנלוגים גיאוכימיים לסביבות עתיקות הוא גם גישה מועילה, למשל, קרואו et al. 11

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

מארק נורדהוף סייע בתכנון ויישום של חיבורי צינורות. אלן שטרובה עזרה כדי לבחור ולרכוש ציוד המשמש.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
בקבוק Widdel (5 ליטר)בקבוקי זכוכית Ochs110015 labor-ochs.de
(5 ליטר)RotilaboY682.1carlroth.com
פיפטות זכוכית (5 מ"ל)51714labor-ochs.de
0.22 ומיקרו; m יחידת מסנן Steritop (0.22  ומיקרו; m קרום Polyethersulfone)MilliporeX337.1carlroth.com
רדיד
מזרק זכוכית סטרילי Luer Lock, מלא בכותנהC681.1
carlroth.com מחטי נירוסטה Luer Lock (150 מ"מ, 1.0  מ"מ ID)201015labor-ochs.de
NaClSigma433209sigmaaldrich.com
MgSO4Sigma208094sigmaaldrich.com
CaCl2SigmaC4901sigmaaldrich.com
NH4ClSigmaA9434sigmaaldrich.com
KH< תת>2PO4SigmaP5655sigmaaldrich.com
KBrSigmaP3691sigmaaldrich.com
KClSigmaP9541
sigmaaldrich.com גלילY310.1carlroth.com
צמר7377.2carlroth.com
חרוזי זכוכית (ø 0.55 - 0.7& נ.ב.פ; מ"מ)11079105
biospec.com פקק גומי בוטיל (ø 1.2 ס"מ)271024צלחת
פטרי labor-ochs.de, זכוכית (ø 8.0  ס"מ)T939.1דבק
פולימריםcarlroth.com OTTOSEAL S68adchem.de
רדיד חיישן חמצן אופטי (לניתוח חמצן, ראה להלן)– על פי בקשה –presens.de
צינורות גומי (35 מ"מ, 7  מ"מ ID)770350labor-ochs.de
מחבר צינור Luer Lock (3.0 מ"מ, Luer lock זכר = LLM)P343.1carlroth.com
מחבר צינור Luer Lock (3.0 מ"מ, Luer lock נקבה = LLF)P335.1carlroth.com
צינורות גומי (25 מ"מ, 0.72 מ"מ ID)2600185newageindustries.com
צינורות גומי (50 מ"מ, 7  מ"מ ID)770350labor-ochs.de
מחט נירוסטה Luer Lock (150 מ"מ, 1.0 מ"מ ID)201015
מזרק זכוכית labor-ochs.de Luer Lock (10 מ"ל)C680.1carlroth.com
כותנה רופפת –
פקק גומי בוטיל (ø 1.75 ס"מ)271050labor-ochs.de
מחט נירוסטה (40 מ"מ, 1.0  מ"מ ID)Sterican4665120bbraun.de
מחט נירוסטה Luer Lock (150 מ"מ, 1.5 מ"מ ID)201520
מיקום labor-ochs.de: Luer Lock חלק מחבר נקבה בדבק
OTTOSEAL S68adchem.de
צינורות גומי (40 מ"מ, 0.74 מ"מ ID)2600185newageindustries.com
צינורות מתכווצים בחום (35  מ"מ, 3 מ"מ ID מכווץ)541458- 62conrad.de
מהדקSTHC-C-500-4
tekproducts.com מחבר צינור Luer Lock (1.0 מ"מ, LLF)P334.1
carlroth.com מכסה פלסטיק Luer Lock (LLM)CT69.1
בקבוק זכוכית carlroth.com (5 ליטר)RotilaboY682.1
פקק גומי בוטיל carlroth.com (עבור GL45)444704labor-ochs.de
נימי נירוסטה (300 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי)56736sigmaaldrich.com
נימי נירוסטה (50 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי)56737
sigmaaldrich.com צינורות מתכווצים (35 מ"מ, 3  מ"מ פנימי מכווץ)541458 - 62conrad.de
צינורות גומי (100 מ"מ, 0.74 מ"מ ID)2600185newageindustries.com
מחבר צינור Luer Lock (1.0 מ"מ, LLF)P334.1מזרק
זכוכית carlroth.com Luer Lock (10 מ"ל)C680.1carlroth.com
כותנה רופפת –
פקק גומי בוטיל (ø 1.75 ס"מ)271050labor-ochs.de
מחט נירוסטה (40 מ"מ, 0.8  מזהה מ"ממזרק זכוכית Sterican4657519 bbraun.de
Luer Lock (5 מ"ל)C679.1
פקק גומי בוטיל carlroth.com (ø 1.75 מ"מ)271050צינורות
גומי labor-ochs.de (40 מ"מ, 0.74 מ"מ ID)2600185
בקבוק זכוכית newageindustries.com (2 ליטר)RotilaboX716.1carlroth.com
פקק גומי בוטיל (עבור GL45)444704labor-ochs.de
נימי נירוסטה (50 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי)56736sigmaaldrich.com
צינורות גומי (30 מ"מ x 0.74 מ"מ קוטר פנימי)2600185newageindustries.com
צינורות גומי (100 מ"מ x 0.74 מ"מ קוטר פנימי)2600185
newageindustries.com מחבר צינור Luer Lock (1.0 מ"מ, LLF)P334.1carlroth.com
Luer Lock מחבר תלת כיווני (LLF, 2x LLM)6134
cadenceinc.com מקור אורSamsungSI-P8V151DB1USsamsung.com
משאבה פריסטליתIsmatecEW-78017-35
צינורות שאיבה coleparmer.com (0.89  מזהה מ"מEW-97628-26coleparmer.com
מ"מ ID)770300labor-ochs.de
מחבר צינור Luer Lock (3.0 מ"מ, LLM)P343.1
מחבר צינור Luer Lock carlroth.com (3.0 מ"מ, LLF)P335.1
carlroth.com מזרק אטום לגז (20  מ"ל)C681.1carlroth.com
מבער–
מד חמצן סיבים אופטיים לכימות חמצןPresensTR-FB-10-01
presens.de משאבת–
דבק סיליקון לאופטודות חמצןPresensPS1presens.de
אלומיניום זכוכית זכוכית פולימרים C.7 מחט נירוסטה (120 מ"מ, 0.7 מ"מ ID) Sterican 4665643 bbraun.de צינור )) נימי נירוסטה (200 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי)56736 sigmaaldrich.com נימי נירוסטה (400 מ"מ, 0.74 מ"מ קוטר פנימי)56737 sigmaaldrich.com נייר כסף אינרטי (Tedlar - PFC) חבילת גז (10 ליטר)30240-U sigmaaldrich.com צינור גומי (30 מ"מ, 6  בונסן ואקום

מקורות

  1. Lyons, T. W., Reinhard, C. T., Planavsky, N. J. The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere. Nature. 506 (7488), 307-315 (2014).
  2. Raymond, J., Blankenship, R. E. The origin of the oxygen-evolving complex. Coord. Chem. Rev. 252 (3-4), 377-383 (2008).
  3. Kendall, B., Reinhard, C. T., Lyons, T., Kaufman, A. J., Poulton, S. W., Anbar, A. D. Pervasive oxygenation along late Archaean ocean margins. Nature Geosci. 3 (9), 647-652 (2010).
  4. Olson, S. L., Kump, L. R., Kasting, J. F. Quantifying the areal extent and dissolved oxygen concentrations of Archean oxygen oases. Chem. Geol. 362 (1), 35-43 (2013).
  5. Satkoski, A. M., Beukes, N. J., Li, W., Beard, B. L., Johnson, C. M. A redox-stratified ocean 3.2 billion years ago. Earth Planet. Sci. Lett. 430 (1), 43-53 (2015).
  6. Holland, H. D. Oceans - Possible Source of Iron in Iron-Formations. Econ. Geol. 68 (7), 1169-1172 (1973).
  7. Holland, H. D., Lazar, B., Mccaffrey, M. Evolution of the Atmosphere and Oceans. Nature. 320 (6057), 27-33 (1986).
  8. Klein, C., Beukes, N. J. Time distribution, stratigraphy, and sedimentologic setting, and geochemistry of Precambrian iron-formations. The Proterozoic Biosphere. Schopf, J. W., Klein, C. , Cambridge University Press. 139-146 (1992).
  9. Poulton, S. W., Canfield, D. E. Ferruginous Conditions: A Dominant Feature of the Ocean through Earth's History. Elements. 7 (2), 107-112 (2011).
  10. Busigny, V., et al. Iron isotopes in an Archean ocean analogue. Geochim. Cosmochim. Acta. 133, 443-462 (2014).
  11. Crowe, S. A., et al. Photoferrotrophs thrive in an Archean Ocean analogue. PNAS. 105 (41), 15938-15943 (2008).
  12. Jones, C., et al. Biogeochemistry of manganese in ferruginous Lake Matano, Indonesia. Biogeosciences. 8 (10), 2977-2991 (2011).
  13. Lliros, M., et al. Pelagic photoferrotrophy and iron cycling in a modern ferruginous basin. Sci. Rep. 5 (13803), (2015).
  14. Koeksoy, E., Halama, M., Konhauser, K. O., Kappler, A. Using modern ferruginous habitats to interpret Precambrian banded iron formation deposition. Int. J. Astrobiol. , 1-13 (2015).
  15. Canfield, D. E. A new model for Proterozoic ocean chemistry. Nature. 396 (6710), 450-453 (1998).
  16. Wu, W. F., et al. Characterization of the physiology and cell-mineral interactions of the marine anoxygenic phototrophic Fe(II) oxidizer Rhodovulum iodosum - implications for Precambrian Fe(II) oxidation. FEMS Microbiol. Ecol. 88 (3), 503-515 (2014).
  17. Hungate, R. E., Macy, J. The Roll-Tube Method for Cultivation of Strict Anaerobes. Bull. Ecol. Res. Comm. 17 (1), 123-126 (1973).
  18. Van Baalen, C. Studies on marine blue-green algae. Bot. mar. 4 (1-2), 129-139 (1962).
  19. Sakamoto, T., Bryant, D. A. Growth at low temperature causes nitrogen limitation in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002. Arch. Microbiol. 169 (1), 10-19 (1998).
  20. Swanner, E. D., Mloszewska, A. M., Cirpka, O. A., Schoenberg, R., Konhauser, K. O., Kappler, A. Modulation of oxygen production in Archaean oceans by episodes of Fe(II) toxicity. Nature Geosci. 8 (2), 126-130 (2015).
  21. Stookey, L. L. Ferrozine - a New Spectrophotometric Reagent for Iron. Anal. Chem. 42 (7), 779-784 (1970).
  22. Fitch, M. W., Koros, W. J., Nolen, R. L., Carnes, J. R. Permeation of Several Gases through Elastomers, with Emphasis on the Deuterium Hydrogen Pair. J. Appl. Polym. Sci. 47 (6), 1033-1046 (1993).
  23. Smith, A. J. B., Beukes, N. J., Gutzmer, J. The Composition and Depositional Environments of Mesoarchean Iron Formations of the West Rand Group of the Witwatersrand Supergroup, South Africa. Econ. Geol. 108 (1), 111-134 (2013).
  24. Johnson, C. M., Beard, B. L., Klein, C., Beukes, N. J., Roden, E. E. Iron isotopes constrain biologic and abiologic processes in banded iron formation genesis. Geochim. Cosmochim. Acta. 72 (1), 151-169 (2008).
  25. Krepski, S. T., Emerson, D., Hredzak-Showalter, P. L., Luther, G. W., Chan, C. S. Morphology of biogenic iron oxides records microbial physiology and environmental conditions: toward interpreting iron microfossils. Geobiology. 11 (5), 457-471 (2013).
  26. Posth, N. R., Konhauser, K. O., Kappler, A. Microbiological processes in banded iron formation deposition. Sedimentology. 60 (7), 1733-1754 (2013).
  27. Maliva, R. G., Knoll, A. H., Simonson, B. M. Secular change in the Precambrian silica cycle: Insights from chert petrology. Geol. Soc. Am. Bull. 117 (7-8), 835-845 (2005).
  28. Kappler, A., Pasquero, C., Konhauser, K. O., Newman, D. K. Deposition of banded iron formations by anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria. Geology. 33 (11), 865-868 (2005).
  29. Krepski, S. T., Hanson, T. E., Chan, C. S. Isolation and characterization of a novel biomineral stalk-forming iron-oxidizing bacterium from a circumneutral groundwater seep. Environ. Microbiol. 14 (7), 1671-1680 (2012).
  30. Czaja, A. D., Johnson, C. M., Beard, B. L., Roden, E. E., Li, W. Q., Moorbath, S. Biological Fe oxidation controlled deposition of banded iron formation in the ca. 3770 Ma Isua Supracrustal Belt (West Greenland). Earth. Planet. Sci. Lett. 363 (1), 192-203 (2013).
  31. Melton, E. D., Schmidt, C., Kappler, A. Microbial iron(II) oxidation in littoral freshwater lake sediment: the potential for competition between phototrophic vs. nitrate-reducing iron(II)-oxidizers. Front. Microbiol. 3 (197), 1-12 (2012).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

חמצון ברזל(II)צמיחת ציאנובקטריהתצורת ברזל פסיתעמודה בזרימה רציפהמטריצת חרוזי זכוכיתזיהוי חמצן מומסתנאים אנוקסייםשטף Fe(II)מדרג תאורה
סימולצית מעבדה של הברזל (II) -rich Precambrian ימי גאות מערכת לחקור את הצמיחה של חיידקים פוטוסינתטיים
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.