Name: 선캄브리아 해양 용승 시스템 광합성 박테리아의 성장을 탐구하는이 풍부한 철 (II)의 실험실 시뮬레이션 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 45 s
Description: 탐색하세요 선캄브리아 해양 용승 시스템의 실험실 시뮬레이션 방법으로 철(II) 산화와 광합성 시아노박테리아의 성장을 연구합니다. 이 기술은 초기 지구 대기 산소화 과정과 밴드철광석 퇴적 메커니즘을 이해하는 데 활용됩니다.

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저자는 공개 아무것도 없어.

선캄브리아 바다에서 미생물 커뮤니티에 의해 규제, 또는 활동의 결과 및 일반적인 화학적 조건으로 수정되었습니다. BIF의 기원을 해석에서 연구자들은 일반적으로의 퇴적 또는 BIF의 지구 화학, 예를 들면, 스미스 등. (23)와 존슨 등. (24)에 따라 미생물의 존재 활동을 추론. 고대의 환경 지구 화학적 유사체가 현대적인 환경에서 현대 생물의 연구는 가치있는 접근 방식, 예를 들어, 크로우 등. (11)와 Koeksoy 등. (14)이다. 세 번째 방법은 선캄브리아 바다에서 일어나는 프로세스를 모의 실험 설계 시스템, 예 Krepski 등의 생물을 이용된다. 25. 이러한 유형의 접근법은 특정 가설 테스트, 화학 또는 현대 시스템에 존재할 수있는 생물학적 요인을 제거하기 위해 유용하지...

선캄브리아는 (4.6 Gy를 0.541으로 전) 분위기가 광합성 생산 된 산소의 점진적 형성을 경험 (O 2), 아마도 약 2.4 Gy의에서 이른바 &quot;위대한 산화 이벤트&quot;(GOE)에서 단계 변화에 의해 구두점 전 및 다시 대기 O와 신 원생대 (1-0.541 Gy를 전) 2 현대 레벨 1에 접근했다. 시아 노 박테리아는 산소를 광합성이 할 수있는 첫 번째 생물의 진화 잔재입니다. 지구 화학적 증거 및 모델링 연구는 주로 무산소 분위기 3-5 아래 표면 바다에서 로컬 산소 오아시스를 생성, 시아 노 박테리아 또는 산소를 광합성 또는 산소를 광 영양 생물의 수 생물의 활동 지역 사회를 품고 얕은 연안 환경의 역할을 지원합니다. 철 선캄브리아 점 걸쳐 해수 줄무늬 철 구조물 증착 (BIFS) (II) (철 (II))의 주요 화학적 C로서이들 증착 동안 적어도 국부적 해수 onstituent,. 가장 큰 BIFS 중 일부는 대륙붕 및 사면을 형성, 깊은 물 예금이다. 증착 철의 양은 주로 대륙 (즉, 풍화) 소스와 질량 균형의 관점에서 호환되지 않습니다. 따라서 철의 많은에 mafic 나에 ultramafic 해저 지각 (6)의 열수 변질로부터 공급되어 있어야합니다. 철의 비율의 추정은 연안 환경의 아웃 보드가 용승 (7)을 통해 표면 바다에 공급 철 (II)와 일치 증착. 철은 용승 전류에 전송 받으려면 감소, 모바일 형태로 존재되어 있어야합니다 - 철과 같은 (II). BIF 보존 철의 평균 산화수는 2.4 (8)이며, 일반적으로는 철 BIF는 산소 가능성, (II)이 산화 된 철을 승이시 형성된 철 (III), 퇴적 유지한다고 생각된다. 따라서, 경사 environme 따라 전위의 Fe (II) 산화 메커니즘을 탐구국세청은 BIF 형성 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 또한, 해양 퇴적물의 세련된 지구 화학적 특성은 철 (Ⅱ) 무산소 물기둥의 존재 철분을 함유 조건, 선캄브리아에 걸쳐 바다의 지속적인 기능이었고, 단지 시간과 장소에 제한되지 않을 수 있음을 확인했습니다 여기서 BIF 9 증착 하였다. 따라서, 지구 역사의 적어도 이십억년를 들어, 얕은 바다에서의 Fe (II)와 O (2) 사이의 산화 환원 인터페이스 가능성이 평범했다. 많은 연구는 캄브리아기 바다의 다양한 기능의 화학적 및 / 또는 생물학적 유사체있는 현대적인 사이트를 사용합니다. 좋은 예는 광합성 활동 (시아 노 박테리아에 의해 포함) 동안의 Fe (II)는 10 ~ 13을 검출 하였다 햇볕에 쬐 표면 바다에서 안정적으로 존재하는 철분을 함유 호수입니다. 이 연구의 결과는 / FER을 무산소 할 수있는 호기의 지구 화학적 및 미생물 특성에 대한 통찰력을 제공ruginous chemocline. 그러나이 위치는 일반적으로 물리적으로 거의 수직 오히려 승이 시스템에서 발생하는 화학 인터페이스보다 14 믹싱 층화하고, 4 시간 선캄브리아 가장 산소 생성을 지원하는 것으로 생각된다. 자연 아날로그는 무산소 분위기 아래 해양 산소 오아시스의 발전을 탐구하고, 햇볕에 쬐 지표수 열에서의 Fe (II)이 풍부한 용승 시스템에서 현대 지구에서 사용할 수 없습니다합니다. 따라서, 함철 승이 영역을 시뮬레이션하며 박테리아 및 photoferrotrophs의 성장을 지원할 수있는 실험실 시스템이 필요하다. 선캄브리아 해수를 나타내는 이해와 미생물 공정의 식별과 용승 수성 매질과의 상호 작용에 대한 이해를 촉진하고 완전히 고대 지구에 특유의 생지 화학적 과정을 이해하기 위해 암석 기록에서 얻은 정보를 보완 할 수 있습니다. </p&gt; 이를 위해 실험실 규모 컬럼되는 철 (II)이 풍부한 해수 배지 (중성)이 컬럼의 바닥으로 펌핑 설계하고, 상부에서 펌핑. 조명은 최고 3cm의 시아 노 박테리아의 성장을지지 4cm 폭 &quot;빛의 영역&quot;을 만들기 위해 상단에 제공되었다. 자연 환​​경은 일반적으로 층화 및 염분이나 온도 등의 물리 화학적 구배에 의해 안정화된다. 실험실 규모의 수층을 안정화시키기 위해, 열 실린더는 실험 기간 동안 개발 된 화학적 패턴의 설정을 유지하는 데 도움이 다공질 유리 비드 매트릭스 채워졌다. 연속적인 N 2 / CO 2 가스 유동은 GOE 15 전에 바다 반사 무산소 분위기를 유지하기 위해 컬럼의 상부 공간을 세척하기 위해 적용 하였다. 철의 일정한 플럭스 (II)를 설치 한 후, 시아 노 박테리아는 열에 걸쳐 접종 및 growt했다H는 샘플링 포트를 통해 제거 된 샘플을 세포 수로 모니터링 하였다. 산소는 열 실린더 측정 내벽 열 외부 광섬유로 만들어진 상 산소 민감성 optode 박을 배치하여 현장에서 모니터링 하였다. 수성 철의 분화는 깊이 해결 수평 샘플링 포트에서 제거 샘플에 의해 정량화하고 Ferrozine 방법으로 분석 하였다. 비 생물 제어 실험 결과는 개념 증명을 보여 - 대기로부터 격리 유지 고대의 물기둥의 실험실 규모의 아날로그, 달성이다. 시아 노 박테리아가 성장하여 산소를 생산하고, 철 (II)와 산소의 반응을 확인할 수 있었다. 해양 cyanobacterium 인 Synechococcus 특검팀 접종 동안 여기서, 디자인, 제조, 조립, 실행, 이러한 열의 샘플링의 방법은 컬럼의 84 시간 실행에서 결과와 함께 제공됩니다. PCC (7002).

<table><tbody><tr><td>Widdel 플라스크 (5 L)</td><td>Ochs</td><td>110015</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>유리 병 (5 L)</td><td>Rotilabo</td><td>Y682.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>유리 피펫 (5 ml)</td><td></td><td>51714</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>0.22 &micro; m Steritop 필터 유닛 (0.22&nbsp; &마이크로; m 폴리에테르설폰 막)</td><td>Millipore</td><td>X337.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>알루미늄 호일</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>멸균 루어 잠금 유리 주사기, 면</td><td></td><td>C681.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>루어 잠금 스테인리스 스틸 바늘 (150 mm, 1.0&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>201015</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>시그마</td><td>433209</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Sigma</td><td>208094</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>CaCl2</td><td>Sigma</td><td>C4901</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>NH4Cl</td><td>시그마</td><td>A9434</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>Sigma</td><td>P5655</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>KBr</td><td>Sigma</td><td>P3691</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma</td><td>P9541</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>유리 실린더</td><td></td><td>Y310.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Glass wool</td><td></td><td>7377.2</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Glass beads (&oslash; 0.55 - 0.7& 주의; mm)</td><td></td><td>11079105</td><td>biospec.com</td></tr><tr><td>부틸 고무 마개(&oslash; 1.2cm)</td><td></td><td>271024</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>페트리 접시, 유리(&oslash; 8.0&nbsp; cm)</td><td></td><td>T939.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>폴리머 접착제</td><td></td><td>OTTOSEAL S68</td><td>adchem.de</td></tr><tr><td>광학 산소 센서 호일 (산소 분석을 위해, 아래 참조)</td><td></td><td>&ndash; 요청시 &ndash;</td><td>presens.de</td></tr><tr><td>고무 튜브(35mm, 7&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770350</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Luer Lock 튜브 커넥터 (3.0 mm, Luer lock male = LLM)</td><td></td><td>P343.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer Lock 튜브 커넥터 (3.0 mm, Luer lock female = LLF)</td><td>P335.1</td><td></td> <td>carlroth.com</td></tr><tr><td>고무 튜브 (25 mm, 0.72 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>고무 튜브 (50 mm, 7&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770350</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Luer Lock 스테인리스 스틸 바늘(150mm, 1.0mm ID)</td><td></td><td>201015</td><td></td></tr><tr><td>labor-ochs.de Luer Lock 유리 주사기(10ml)</td><td></td><td>C680.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>루즈 코튼&nbsp;</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>부틸 고무 마개 (&oslash; 1.75 cm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 바늘 (40mm, 1.0&nbsp; mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4665120</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>Luer Lock 스테인리스 바늘 (150mm, 1.5mm ID)</td><td></td><td>201520</td><td></td></tr><tr><td>labor-ochs.de 위치: Luer Lock 암 커넥터 부분 C.7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>폴리머 접착제</td><td></td><td>OTTOSEAL S68</td><td>adchem.de</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 바늘 (120mm, 0.7mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4665643</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>고무 튜브(40mm, 0.74mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td></td></tr><tr><td>newageindustries.com 열수축 튜브(35&nbsp; mm, 3mm ID 축소)</td><td></td><td>541458 - 62</td><td>conrad.de</td></tr><tr><td>튜브 클램프</td><td></td><td>STHC-C-500-4</td><td>tekproducts.com</td></tr><tr><td>Luer Lock 튜브 커넥터(1.0mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer Lock 플라스틱 캡(LLM)</td><td></td><td>CT69.1</td><td></td></tr><tr><td>carlroth.com 유리병(5L)</td><td>Rotilabo</td><td>Y682.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>부틸 고무 스토퍼( GL45)</td><td></td><td>444704</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 캐필러리 (300 mm, 0.74 mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 캐필러리 (50 mm, 0.74 mm ID)</td><td></td><td>56737</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>수축 튜빙 (35 mm, 3&nbsp; mm ID 축소)</td><td></td><td>541458 - 62</td><td>conrad.de</td></tr><tr><td>고무 튜빙 (100 mm, 0.74 mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td></td></tr><tr><td>newageindustries.com Luer Lock 튜브 커넥터 (1.0 mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer Lock 유리 주사기 (10 ml)</td><td></td><td>C680.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>루즈 코튼&nbsp;</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>부틸 고무 스토퍼 (&oslash; 1.75 cm)</td><td></td><td>271050</td><td></td></tr><tr><td>labor-ochs.de 스테인레스 스틸 바늘 (40 mm, 0.8&nbsp; mm ID)</td><td>Sterican</td><td>4657519</td><td>bbraun.de</td></tr><tr><td>Luer lock 유리 주사기(5ml)</td><td></td><td>C679.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>부틸 고무 마개(&oslash; 1.75mm)</td><td></td><td>271050</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>고무 튜브(40mm, 0.74mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>유리병(2L)</td><td>Rotilabo</td><td>X716.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>부틸 고무 마개(GL45용)</td><td></td><td>444704</td><td></td></tr><tr><td>labor-ochs.de 스테인리스강 캐필러리(50mm, 0.74mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>고무 튜브(30mm x 0.74mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td>newageindustries.com</td></tr><tr><td>고무 튜브(100mm x 0.74mm ID)</td><td></td><td>2600185</td><td></td></tr><tr><td>newageindustries.com Luer Lock 튜브 커넥터(1.0mm, LLF)</td><td></td><td>P334.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer Lock 3-way 커넥터 (LLF, 2x LLM)</td><td></td><td>6134</td><td>cadenceinc.com</td></tr><tr><td>광원</td><td>삼성</td><td>SI-P8V151DB1US</td><td>samsung.com</td></tr><tr><td>연동 펌프</td><td>Ismatec</td><td>EW-78017-35</td><td>coleparmer.com</td></tr><tr><td>펌핑 튜빙 (0.89&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>EW-97628-26</td><td>coleparmer.com</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 캐필러리(200mm, 0.74mm ID)</td><td></td><td>56736</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 캐필러리(400mm, 0.74mm ID)</td><td></td><td>56737</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>Supel-Inert Foil (Tedlar - PFC) 가스 팩(10 L)</td><td></td><td>30240-U</td><td>sigmaaldrich.com</td></tr><tr><td>고무 튜브(30 mm, 6&nbsp; mm ID)</td><td></td><td>770300</td><td>labor-ochs.de</td></tr><tr><td>Luer Lock 튜브 커넥터 (3.0 mm, LLM)</td><td></td><td>P343.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Luer Lock 튜브 커넥터 (3.0 mm, LLF)</td><td></td><td>P335.1</td><td>carlroth.com</td></tr><tr><td>Gas-tight syringe (20&nbsp; ml)</td><td></td><td>C681.1</td><td></td></tr><tr><td>carlroth.com Bunsen 버너</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>산소 정량화를 위한 광섬유 산소 미터</td><td>Presens</td><td>TR-FB-10-01</td><td>presens.de</td></tr><tr><td>진공 펌프</td><td></td><td>&ndash;</td><td></td></tr><tr><td>산소 옵토데스용 실리콘 접착제</td><td>Presens</td><td>PS1</td><td>presens.de</td></tr></tbody></table>

선캄브리아 해양 용승 시스템 광합성 박테리아의 성장을 탐구하는이 풍부한 철 (ii)의 실험실 시뮬레이션

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

일부 선캄브리아 줄무늬 철 구조물 (BIF)을 증착하기위한 종래의 개념 선캄브리아 바다 열수 출처 1 철 [철 (II)] 승이은 분자 산소에 의해 산화 된 것으로 가정하여 진행한다 O 2] 박테리아에 의해 생산. 전 약 24억년 (Gy를)에서 이전에 좋은 산화 이벤트 (GOE)에 증착 된 가장 오래된 BIFS는, 무산소 조건에서 anoxygenic photoferrotrophs에 의해 철 (II)의 직접 산화에 의해 형성 할 수 있었다. 다른 생물학적 시나리오에 따라 개발하는 지구 화학적 및 광물 학적 패턴을 테스트하기위한 방법으로, 우리는 실험실 규모의이 풍부한 해양 용승 시스템 고대 바다의 대표적인 무산소의 Fe (II)을 시뮬레이션 할 수있는 40cm 길이의 수직 흐름을 통해 열 설계 . 실린더는 화학적 구배를 안정화 다공질 유리 비드 매트릭스로 포장하고, 철 정량 액체 시료 수층에 걸쳐 수행 될 수있다. 용존 산소이었다외부에서 optodes를 통해 비 침습적 발견했습니다. 물 열에서 하단, 상단에서 별개의 빛 그라데이션 및 시아 노 박테리아의 존재에서의 Fe (II)의 용승 플럭스를 포함 생물 실험, 철의 형성을위한 쇼 명백한 증거의 결과 (III) 미네랄 침전물과 chemocline 개발 철 사이 (II) 및 O 2. 이 열은 우리가 시뮬레이션 해양 선캄브리아 조건 (미래 photoferrotrophs에서) 시아 노 박테리아를 배양하여 BIFS의 형성 가설을 테스트 할 수 있습니다. 얕은 바다 또는 호수의 퇴적물을 포함하여 - 또한 우리는 우리의 열 개념은 다양한 화학적, 물리적 환경의 시뮬레이션 수 있다는 가설.

제어 실험 비 생물 제어 실험 (십일)이 지속적으로 낮은 산소 농도를 보여 주었다 (O 2 &lt;유한 요소 (II에서 유의 한 변동와 0.15 ㎎ / ℓ)) -profile 위로 향하는 물기둥을 통해. 석출물의 형성은 (아마도의 Fe (III) (oxyhydr-)의 산화물) 배지 저장조와 연결을 통해 10 일 일부 산소 확산을 나타내는 500 μM 내지 440 μM의 총 철 (II) 농도의 약간의 감소 고무 (예 E.6도에서 gp.1 1) (22)이 실험은, 합리적으로 달성 하였다 최저 산소 농도 ≤0.15 ㎎ / ℓ이었고 민감한 산소 정량 및 검출 한계의 범위이다.<...

우리는 실험실 규모의 수직 흐름을 통해 열에서 선캄브리아 철분을 함유 해양 용승 시스템을 시뮬레이션. 목표는 O 2 및 Fe (II)의 방법 화학적 프로파일을 이해 시아 노 박테리아의 생산 O 2로 진화했다. 이 결과로 인해 광합성 제조 O 2에 의해 철 (II) 산화에 chemocline의 설립을 나타낸다.

선캄브리아 해양 용승 시스템 광합성 박테리아의 성장을 탐구하는이 풍부한 철 (II)의 실험실 시뮬레이션

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

이 실험적 접근 방식의 전반적인 목표는 ferruginous upwelling system을 시뮬레이션하고 시아노박테리아가 존재하고 광합성에 의해 산소를 생성할 때 물기둥에서 산소와 수성 철의 지구화학적 프로파일을 감지하는 것입니다. 이 새로 개발된 방법은 대기의 산소화 및 줄무늬 철층의 퇴적과 같은 지구 역사 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 선캄브리아기 바다에 여전히 존재했을 수 있는 지구화학적 조건을 실험실 규모로 시뮬레이션하고 현대적인 방법으로 조사하고 볼 수 있다는 것입니다.이 방법은 초기 지구 연구에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 지질 미생물 조사 및 퇴적물체의 화학적 변동과 같은 다른 현대 환경에도 적용할 수 있습니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 실험을 설정하는 것이 간단하지 않기 때문에 어려움을 겪을 수 있지만 비디오는 프로토콜에서 수행되는 가장 중요한 단계에 대한 정보를 제공합니다. 박테리아 배양, 셋업의 초기 조립 단계 및 멸균 재료에 대한 참고 사항은 모두 텍스트 프로토콜에 설명되어 있습니다.Synechococcus 7002에 대한 세포 용액은 이후 실험을 위해 무산소여야 합니다. 따라서 0.22 미크론 여과 주사기를 통해 무산소 질소 이산화탄소로 용액을 버블링하고 스토퍼에 두 번째 바늘을 넣어 압력을 초과하여 해제하여 용해성 산소를 제거합니다. 광합성과 산소 생성을 멈추려면 배양 병을 덮으십시오.5분 동안 거품이 일어난 후 머리 공간을 씻어냅니다. 컬럼을 조립하려면 평평한 표면에 놓고 실험실 스탠드와 클램프로 고정하십시오. 멸균 상태에서 작업하고 상단 개구부에서 알루미늄 호일을 조심스럽게 제거하십시오.그런 다음 멸균된 유리 구슬로 컬럼을 채웁니다. 다음으로, 기둥을 단단히 닫을 수 있도록 시계 유리를 준비합니다. 기둥과 접촉할 내부 표면에 접착제를 바르십시오.그런 다음 열 상단까지 가볍게 누릅니다. 최소 6시간 동안 그대로 두십시오. 첨부 파일 만들기를 진행합니다.먼저 헤드 스페이스 가스 교환 패널을 헤드 스페이스 벤트에 부착합니다. 그런 다음 적절한 부틸 고무 마개를 면으로 채워진 유리 주사기에 삽입합니다. 그런 다음 Luer Lock 유리 주사기를 해당 스테인리스 스틸 바늘에 연결합니다.그런 다음 다른 Luer Lock 스테인리스 스틸 바늘을 사용하여 무산소 가스 라인을 헤드 스페이스 가스 교환 패널에 연결합니다. 몇 번 더 연결한 후 중간 분배 패널을 중간 병의 부틸 스토퍼에 연결해야 합니다. 컬럼 주입 및 모세관 시스템을 저압에서 무산소 가스로 세척합니다.가스가 매체 병 모세관, 3방향 커넥터 및 샘플링 포트를 통해 빠져나가도록 합니다. 최소 20분 동안 주입제를 통해 가스를 플러시합니다. 스토퍼를 중간 병에 연결하려면 먼저 해당 튜브의 호스 클램프로 무산소 가스 흐름을 닫으십시오.그런 다음 중간 병에서 부틸 고무 마개를 가볍게 들어 올립니다. 다음으로, 구부러진 바늘이 있는 멸균 면으로 채워진 주사기를 50mbar로 분사하는 중간 병의 머리 공간에 삽입하고 머리 공간을 무산소 가스로 씻어냅니다. 그런 다음 고무 마개를 빠르게 제거하고 모세관과 함께 준비된 마개로 교체하십시오.이 작업은 산소와 박테리아가 추가되지 않도록 무균 상태에 엄격히 주의하면서 신속하게 수행해야 합니다. 그런 다음 긴 금속 바늘을 제거하여 뚜껑을 닫습니다. 그런 다음 유리 주사기의 긴 금속 바늘을 일회용 바늘로 변경하고 스토퍼에 무산소 가스를 주입하여 중간 병의 헤드 공간을 플러시합니다.최소 4분 동안 이 작업을 수행합니다. 그런 다음 가스 라인을 닫고 마개에서 주사 바늘을 당겨 빼냅니다. 남은 가스 과압은 유리 주사기를 통해 빠져나갑니다.계속 진행하려면 가스 팩에 가벼운 압력을 가하면서 무산소 가스가 적재된 가스 팩에 주사기를 연결합니다. 가스 팩은 매체가 병에서 펌핑될 때 병의 부피 손실을 보상합니다. 다음으로, 미리 세척 된 빈 10 리터 가스 팩을 방전 병에 부착 된 3 방향 커넥터의 빈 포트에 연결합니다.가스 팩의 밸브를 닫아 두십시오. 이제 무산소 가스의 압력을 0.1mbar 미만으로 줄여 가스 방출 바늘에서 가스의 안정적인 유출을 유지하십시오. 그런 다음 펌프를 설정하고 호스의 클램프를 해제하여 미디어에 액세스합니다.이제 빈 가스 팩의 밸브를 열고 펌프를 시작하십시오. 팩은 매체로 채워질 때 배출 병에서 변위된 공기를 수집합니다. 매체로 채워진 매체 분배 패널을 모니터링하고 거꾸로 된 위치에 유지하여 패널이 채워질 때 나머지 가스를 제거합니다.가스는 펌프에 연결된 모세관에서 방출됩니다. 펌프를 하루에 0.45리터로 조정하고 매체로 채워지는 컬럼을 모니터링합니다. 마지막으로 광원을 설치합니다.기둥의 위쪽 끝에서 2cm 위에 배치합니다. 그런 다음 기둥의 위쪽 10cm를 어두운 테이프 또는 알루미늄 호일로 덮습니다. 그런 다음 어두운 직물로 전체 주입액을 덮습니다.접종을 위해 컬럼 본체의 중앙에 도달할 수 있을 만큼 충분히 긴 바늘이 있는 6개의 주사기를 준비합니다. 6개의 주요 샘플링 포트에서 부틸 고무 마개 외부를 살균하는 것으로 시작합니다. 80% 에탄올과 화염을 사용하십시오.그런 다음 주사기를 무산소 가스로 씻어냅니다. 다음으로, 1ml의 무산소 세포 용액을 추출하고 6개의 샘플링 포트에 있는 부틸 고무 마개를 통해 컬럼 중앙에 주입합니다. 필요한 경우 멸균 핀셋을 사용하여 주입용 바늘을 안정화합니다.24시간마다 컬럼에서 샘플을 채취합니다. 상단 포트에서 시작하여 아래로 작업합니다. 먼저 주사기를 무산소 가스로 세척합니다.그런 다음 무산소 가스로 채우십시오. 그런 다음 플라스틱 캡을 빠르게 제거하고 주사기를 튜브 커넥터에 거의 끼웁니다. 그런 다음 주사기에서 가스를 배출하고 주사기를 커넥터에 단단히 연결하십시오.이제 클램프를 제거하고 컬럼에서 1밀리리터 샘플을 채취합니다. 주사기를 빼기 전에 클램프를 다시 부착하십시오. 그런 다음 캡으로 커넥터를 단단히 닫습니다.이제 열 아래로 내려가는 다음 포트에서 이 프로세스를 반복합니다. 접종된 박테리아가 없는 10일간의 대조 실험에서는 용승 물기둥 전체에 걸쳐 용해성 철의 큰 변동 없이 일관되게 낮은 산소 농도를 보여주었습니다. 5일째에 가장 낮은 산소 수치는 리터당 15mg 미만이었으며, 이는 본질적으로 무산소 상태입니다.0일차에 접종하기 전에는 침전물이 보이지 않았으므로 용해성 철을 철 침전물로 산화시킬 수 있는 산소가 존재하지 않았습니다. 용해성 철 농도는 용승 물기둥 전체에 걸쳐 일정했습니다. 시아노박테리아 접종 후 84시간이 지나면 기둥의 상단 2cm 이내에 녹색이 발생하여 성장을 나타냅니다.마이너스 3cm의 주황색 띠는 시아노박테리아에 의한 산소 생산으로 인해 철이 침전되었음을 나타냅니다. 접종 전에는 초기 산소 농도가 기본적으로 0이었지만 성장 84시간 후에는 상부 컬럼의 산소 프로필이 크게 증가했습니다. 반대로, 상부 깊이에서 용해성 철의 감소도 측정되었습니다.이 동영상을 시청한 후에는 실험을 설정하고 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 액체 샘플을 수집하면 지구화학적 매개변수를 정량화하고 세포 분석을 수행할 수 있습니다. 마스터하면 하루 이내에 실험을 설정할 수 있습니다.실행을 시작한 후 적절하게 수행되면 몇 주 동안 물기둥의 변화를 모니터링 할 수 있습니다. 이 절차에 따라, 퇴적물 내 미생물 분포 및 은밀한 감소에 관한 추가 질문에 답하기 위해 대체 설정을 사용할 수 있습니다.

laboratory-simulation-an-iron-ii-rich-precambrian-marine-upwelling

Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

미생물 eukaryotes 모두 영구 얼음으로 덮인 남극 호수에서 photosynthetically 파생 카본과 최고의 육식 종의 원천입니다. 이 보고서는 남극 호수, 호수 Bonney에서 metabolically 다양한 미생물의 eukaryotes를 분리하기 위해 농축 문화 접근법을 설명하고 Ribulose-1 ,5-bisphophate carboxylase의 oxygenase (RubisCO) 활동을 위해 방사성 동위 원소 분석을 사용하여 무기 탄소 고정 가능성을 평가합니다.

탄소 고정 가능성 화학 층상 남극 호수 및 평가에서 미생물 진핵 농축 문화의 확립

박테리아 군집을 포함하는 습지 토양 유래 농축 배양으로 시작합니다.배양은 Feammox 활성, 철 환원과 결합된 암모늄 산화를 나타내며, 이는 이러한 대사 과정을 수행할 수 있는 박테리아의 농축을 나타냅니다.배지를 사용하여 배양액을 연속적으로 희석합니다.희석된 샘플을 철철과 암모늄이 보충된 테스트 한천 플레이트에 줄무늬로 만듭니다.철 또는 암모늄이 부족하거나 암모늄 대신 유기 탄소가 포함된 철이 포함된 대조 플레이트를 사용하여 비 Feammox 경로를 통한 철 환원을 배제합니다.질소-이산화탄소 혼합물이 들어 있는 혐기성 장갑 가방에 모든 플레이트를 배양합니다.암모늄을 산화시키면서 철을 제일철로 환원시키는 박테리아는 테스트 플레이트에서만 회색 콜로니를 형성합니다.이것은 농축 배양에서 Feammox 박테리아의 존재를 확인합니다.테스트 플레이트에 Feammox 부산물이나 대조 플레이트에 유기 탄소를 사용하는 다른 박테리아는 회색 콜로니를 형성하지 않습니다.회색 군집을 분리하고 추가...

습지 토양 유래 농축 배양에서 암모늄 산화 철 환원제의 분리 

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