Fysiologische karakterisering van het koraal holobieont met behulp van een nieuw micro-respirometrie-instrument

Metabolische activiteit, die kan worden gedefinieerd als de som van alle organismale activiteit waarbij energie betrokken is, is van cruciaal belang voor het begrijpen van de functie en evolutie van het leven op aarde. Op koraalriffen zijn metingen van het metabolisme erg belangrijk voor het beschrijven van patronen zoals symbiose, of het proces tussen een gastheer en bijvoorbeeld de symbiont Symbiodiniaceae in het koraalgastheerweefsel. En het kan ons niet alleen vertellen hoe het organisme normaal functioneert, maar ook hoe dat organisme functioneert als er bijvoorbeeld klimaatstressoren in het spel zijn.

Om de apparatuur en koraalopstelling te starten, verbindt u de twee waterbadplaten met behulp van blauwe polypipe en connectoren. Zorg ervoor dat de motorplaat zichtbaar is door de transparante waterbadplaten wanneer de respirometriekamers niet op hun plaats zitten. Sluit vervolgens de basis van het waterbad aan op de basismotorplaat met de magnetische tandwielen voordat u dit geheel op een stroombron aansluit en de stroom inschakelt.

Om de respirometriekamer in elkaar te zetten, voegt u de magnetische kraal toe aan de glazen kamer en plaatst u de ondoorzichtige plastic stroom door de standaardbasis in de glazen kamer. Plaats de kamers stevig in de waterbaden en zorg ervoor dat de glazen kamers in contact staan met het temperatuurgecontroleerde water voor het experiment. Gebruik de regelknoppen van de klep om de waterstroom naar behoefte te moduleren, waarbij u een continue en zachte stroom toepast die is ingesteld op 75 liter per uur, met langzaam roeren met 30 omwentelingen per minuut.

Ga verder met het verbinden van de zuurstofvezeloptische kabels met de zuurstofsensorspots, die signalen van de kamer via de kabel detecteren en verzenden. Zorg ervoor dat u de glasvezel aansluit op de bijpassende poorten in de zuurstofmodule. Steek de kabels in de gaten die in de zijkant van de dekselkamers zijn geboord en zorg ervoor dat u contact maakt met de spots.

Bevestig indien nodig de witte, dunne, zelfklevende sanitaire tape om de kabel goed te laten passen en stevig in de waterkamer te laten blijven. Zorg ervoor dat het individuele koraal te zien is met bruine tentakels naar boven gericht in de kamer. Meet ten slotte de ademhaling met behulp van de zuurstofmeetsoftware.

Na het importeren van de respirometriegegevens met behulp van het R-pakket respR, werd de inspectiefunctie gebruikt om te controleren op veelvoorkomende anomalieën zoals niet-numerieke of ontbrekende waarden, en om de zuurstoftijdreeksen uit te zetten en een voortschrijdende snelheid te berekenen. De rolsnelheid werd stabiel na het tijdstip van 3000. De afnemende zuurstof werd pas waarneembaar na rij 200 in de voltijdreeks.

De functie voor het automatisch onderstrepen van de gegevens, die lineaire gebieden van de gegevens identificeert, werd gebruikt om snelheden te extraheren. Een lineair gebied van ongeveer 3.000 tot 5.000 werd geïdentificeerd als het meest lineaire gebied. De adjust_rate-functie werd gebruikt om de achtergrondpercentages van de controle-experimenten te bepalen.

Ten slotte werden de tarieven omgerekend naar de gewenste outputeenheden met behulp van verschillende parameters. De oppervlaktespecifieke snelheid, dat wil zeggen de absolute snelheid gedeeld door de oppervlakte van het monster, werd verkregen als output. De resultaten van ademhaling in het donker bij de geteste kleine monstergrootte gaven de efficiëntie van deze methode aan bij het vastleggen van een lage signaaldrempel.

Verder werden de representatieve ademhalingswaarden voor blanco's verkregen, evenals een vergelijking tussen controle en hoge temperatuur voor zeer kleine monsters. Ondanks het belang is er een gebrek aan methoden, en dus een gebrek aan gegevens over de belangrijkste stofwisselingssnelheden die te maken hebben met koraalriffen, vooral als het gaat om koraalnakomelingen, die vaak erg klein zijn, waardoor het moeilijk te meten is. Daarom hebben we dit goedkope, zeer flexibele fysiologische respirometriesysteem ontwikkeld dat is ontworpen om de ademhalingsfrequentie, IE-stofwisseling, te meten in zeer kleine organismen, en in dit geval koraaljuvenielen.