1. 셋업 위노그라드스키 열을 설정하려면 다음과 같은 기본 소모품이 필요합니다. 현장에서 샘플을 수집하는 삽, 양동이 및 병 약 1L의 졸업실린더 또는 플라스틱 물병과 같은 수직, 투명한 용기 플라스틱 랩 및 고무 밴드 큰 믹싱 그릇과 큰 숟가락을 저어 황 공급원(달걀 노른자 또는 황산칼슘) 유기 탄소의 공급원 (셀룰로오스, 파쇄 된 신문의 형태로) 빛의 원천 (햇볕이 잘 드는 창문 또는 책상 램프) 습지, 습지, 연못 또는 개울에서 채취한 토양 또는 진흙 같은 서식지에서 물 선택 사항 이 프로토콜에 설명된 일부 선택적 실험에는 다음이 필요합니다. 소금 다른 색의 셀로판 철의 공급원(예: 네일 또는 강철 울) 광원이 있는 냉장고 광원 근처의 라디에이터 플라스틱 물병을 사용하는 경우, 기둥이 원통모양이 되도록 목 부위를 잘라냅니다. 빛이 플라스틱을 관통할 수 있도록 포장지를 제거합니다. 생 계란 살모넬라를 포함 할 수 있으며 주의처리해야합니다. 적절한 손 씻기 기술을 따라야합니다. 또는 삶은 달걀을 사용할 수 있습니다. 또한 진흙이나 퇴적물을 하수 또는 기타 유해 물질로 오염되었는지 확실히 알 수있는 방법은 없습니다. 장갑은 진흙을 혼합하고 열을 설정할 때 사용해야합니다. 2. 위노그라드스키 기둥 조립 삽을 사용하여 파고 들어 양동이에 진흙을 수집합니다. 퇴적물은 물 가루 근처에 있어야 하며 물로 완전히 포화상태여야 합니다. 각 위노그라드스키 열을 채우기 에는 충분한 진흙이 필요합니다. 샘플 병으로 동일한 소스에서 일부 물을 수집합니다 (컬럼 당 약 3000 mL이 필요합니다). 실험실에서 1리터 볼륨 컬럼의 ~75%를 채우기 위해 진흙을 첫 번째 믹싱 볼에 충분히 전달합니다. 다음으로, 숟가락을 사용하여 덩어리를 분해하는 동안 큰 바위, 나뭇 가지 또는 잎을 제거하기 위해 체질. 교반하는 동안 믹싱 볼에 수집 한 물 중 일부를 추가합니다. 물 진흙 혼합물의 일관성이 밀크 쉐이크와 같을 때까지 추가합니다. 덩어리가 없는지 계속 확인합니다. 물 진흙 밀크 쉐이크의 약 1/3을 두 번째 그릇에 옮기. 달걀 노른자와 잘게 썬 신문 한 줌을 넣고 섞습니다. 기둥이 약 1/4 가득 차 때까지 진흙, 달걀 노른자 및 신문의 혼합물을 열에 추가합니다. 기둥이 약 3/4 가득 차때까지 일반 물 진흙 혼합물을 열에 추가합니다. 컬럼에 물을 추가하여 작은 공간(~1/2인치)만 위에 둡니다. 플라스틱 랩으로 컬럼을 덮고 고무 밴드로 고정하십시오. 실온에서 빛의 기둥을 배양합니다. 다음 4~8주 동안 표 1에 설명된 대로 다양한 색층의 개발과 기포 형성을 위해 위노그라드스키 열의 변화를 모니터링한다. 또한 다른 레이어가 개발하는 데 걸리는 시간을 기록해야 합니다. 3. 클래식 위노그라드스키 열에 대한 선택적 수정 물을 추가하고 교반하기 전에 수집 된 진흙에 1L 위노그라드 스키 컬럼 당 25-50g의 소금을 추가합니다 (단계 2.3). 소금의 추가는 할로필 (소금을 사랑하는) 박테리아를 위해 선택됩니다. 철과 같은 대체 기판은 손톱이나 강철 울의 형태로 달걀 노른자 및 파쇄 된 신문 (단계 2.4)과 함께 기둥에 추가 될 수 있습니다. 이것은 갈라이오넬라와같은 철 산화 박테리아를 풍부하게 하고 녹색 층으로 나타납니다. 대신 실온 (단계 2.9), 기둥은 열성 애호가 (열 사랑) 박테리아 또는 환각 (냉간 사랑) 박테리아를 선택하는 광원이있는 냉장고에서 선택하기 위해 라디에이터 근처에 배양 될 수 있습니다. 컬럼이 배양(단계 2.9)으로 수신하는 빛의 양은 또한 고광, 저조도 또는 어둠에 다른 열을 배치하여 달라질 수 있습니다. 들어오는 빛의 파장은 다른 세균 군을 위해 선택하는 색상을 결정하기 위해 인큐베이션(단계 2.9)으로 다르게 그늘진 셀로판으로 컬럼을 덮어 제한될 수 있다. 4. 데이터 분석 1-3 주 후, 고전 위노그라드 스키 기둥의 진흙 층 의 상단에 일부 녹색 착색을 볼 수 있어야합니다 (도 2A). 이들은 시아노균 층의 성장의 첫번째 표시입니다. 시간이 지남에 따라, 다른 층의 모양과 진화를 모니터링 하는 것을 계속, 각 다른 세균 성 유형을 나타내는. 힌트: 개념 및 표 1을 참조하여 어떤 박테리아가 다른 층에 기여하는지 이해하십시오. 그림 2A: 21 일 동안 실온에서 배양 된 고전 위노 그라드 스키 기둥의 사진. 기둥의 상부에 있는 시아노박테리아를 나타내는 녹색 퇴적물을 유의하십시오. 클래식 위노그라드스키 열에 대한 수정도 준비된 경우 각 열의 결과를 비교합니다. 수정된 각 위노그라드스키 열의 레이어를 관찰합니다. 다음 사항에 유의하십시오. 열에 동일한 수의 레이어가 있습니까? 레이어가 동일한 색상과 두께입니까? 레이어가 동일한 깊이에서 발생합니까? 각 열을 개발하는 데 얼마나 걸었습니까? 한 열이 다른 열보다 더 느리게 발전했습니까? <!–5. Results In this experiment, water and sediment were collected from a freshwater habitat. Two Winogradsky columns were constructed and allowed to develop: a classical Winogradsky column incubated in the light at room temperature (Fig. 2A) and a Winogradsky column incubated in the dark at room temperature (Fig. 2B). Figure 2B: A photo of classical Winogradsky column (left), incubated at room temperature in light for 68 days and a Winogradsky column incubated at room temperature in the dark for 68 days (right). After allowing the columns to develop for 7-9 weeks, the layers in the classical column can be compared to the column incubated in the dark (Fig. 2B). In the classical Winogradsky column, a green cyanobacterial layer can be observed near the top of the tube. Near the center of the tube, a red-purple layer can be observed, indicative of purple nonsulfur bacteria. Under this layer, a purple-red layer is observed, indicative of purple sulfur bacteria. Directly under this layer, black sediment can be observed in the anaerobic region of the column, indicative of sulfate reducing bacteria. The column grown in the dark (Fig. 2B) developed differently than the classical Winogradsky column. Like the classical column, the dark column yielded black sediment near the bottom of the column, indicative of sulfate reducing bacteria. The dark column did not yield the green cyanobacterial layer, nor the red, purple, or green layers indicative of purple nonsulfur, purple sulfur, and green sulfur bacteria, respectively. These groups are dependent on light for growth, and therefore unable to grow in the dark. The precise results of each Winogradsky column will vary widely with their incubation conditions and their source habitats. Microbial communities originating from freshwater habitats will not be accustomed to high salt concentrations and the addition of salt may slow down or inhibit growth. Conversely, there may be sufficient halophilic bacteria in brackish and saltwater habitats so that the addition of salts makes no difference or even enhances the growth of particular layers when compared to a column without added salts. Sandy sediments are more porous than muddy sediments. If enough sulfide is produced in such porous sediments, sulfides can diffuse all the way to the top of the column and inhibit growth of aerobic organisms. In this case, the column may only contain layers indicative of anaerobes and may not contain any aerobes, such as the cyanobacteria. Freshwater generally contains less sulfate than saltwater. Sulfate is important for the growth of sulfate-reducing bacteria. Sulfate reducers create sulfide as a byproduct and are indicated by the development of a black layer in the bottom of the column. If sulfate is not supplemented to freshwater communities, sulfate reducers may not produce enough sulfide. The creation of the sulfide byproduct is important for the growth of green and purple sulfur bacteria and the nonphotosynthetic sulfur oxidizers. In these cases, sulfur oxidizers can still grow using the egg yolk as a source of sulfur, even if the sulfate reducers (black layer) never develop. Different wavelengths of light should select for organisms with different absorption pigments. A column kept in the dark will only allow for nonphotosynthetic organisms to grow, including sulfate reducers, iron oxidizers, and methanogens. Photosynthesizers have pigments that absorb light at different wavelengths within the visible range (~400-700nm). By covering a column with, for example, blue cellophane, blue light (~450-490nm) is blocked from entering the column. All of the photosynthesizers in the column have pigments which require the blue wavelengths (6) and their growth should be inhibited. On the other hand, red cellophane will block light of ~635-700nm. These wavelengths are important for the pigments used by cyanobacteria (6), while purple sulfur, green sulfur, and purple nonsulfur bacteria may still be able to grow. Different microbial communities may have vastly different adaptive abilities to cope with changes in temperatures. High temperatures can enhance rates of microbial activity when sufficient thermophiles are present. On the other hand, in the absence of thermophiles, high temperatures may decrease overall microbial activity. Similarly, low temperatures may decrease overall microbial activity unless the microbial community contains sufficient psychrophiles. –>