Представлено здесь протокол для одноклеточных, эпифлюоресцентных микроскопических основе техники для количественной оценки выпаса в водных хищных эукариот с высокой точностью и таксономическим разрешением.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Представлено здесь протокол для одноклеточных, эпифлюоресцентных микроскопических основе техники для количественной оценки выпаса в водных хищных эукариот с высокой точностью и таксономическим разрешением.
Выяснение трофических взаимодействий, таких как хиртация и его последствия, является частой задачей для многих исследователей в области экологии. Изучение микробных сообществ имеет много ограничений, и определение хищника, добычи и хищнических ставок часто бывает трудно. Представленный здесь оптимизированный метод, основанный на добавлении флуоресцентно обозначенной добычи в качестве трассировщика, что позволяет надежно квадализировать показатели выпаса у водных хищных эукариот и оценку переноса питательных веществ на более высокие трофические уровни.
Гетеротрофные прокариоты являются ключевым биологическим компонентом в водных системах и составляют значительную долю биомассы планктона1,2,3. Факторы, контролирующие их изобилие, разнообразие и активность, имеют решающее значение для понимания их роли в биогеохимическом велоспорте (т.е. судьбе органического углерода и других питательных веществ и притока энергии от прокариот до более высоких трофических уровней). Простейшие выпаса является одним из этих важных факторов. Бактериальная бактерия гетеротрофных нанофлагеллетов и цилиатов налагает сильный сверху вниз контроль над прокариотическим изобилием, функцией сообщества, структурой, разнообразием и даже клеточной морфологией и темпами роста конкретных бактериальных групп4, 5,6. В некоторых системах, протисты служат основной причиной бактериальной смертности6,7.
Стандартный подход, используемый для оценки простейшие бактерии, которая используется в течение некоторого времени, включает в себя использование флуоресцентно помеченных бактерий (FLB) в качестве аналогов добычи и эпифлюоресценции микроскопии. Cell-специфические тарифы поглощения можно обусловить путем количественной оценки числа помеченных частиц добычи в вакуолах протистановых пищевых продуктов в течение выбранного курса8. Этот подход имеет ряд преимуществ. Tracer добавляется в естественные образцы с естественными сборками хищника и добычи. Существует минимальная манипуляция образца до инкубации, минимальное изменение образца добавленным трассировщиком FLB, и время инкубации короткие, чтобы обеспечить звуковые результаты, полученные при близких к условиям initu. Кроме того, в условиях с низким числом бактериораилистов или зоопланктона (например, морских морских систем) показатели исчезновений FLB, добавленных в образцы в небольших количествах (2%-3% трассировки), могут быть обнаружены с помощью цитометрии потока в долгосрочной перспективе (12-24 ч) инкубационные эксперименты. Затем, номера FLB в начале и конечных точках (интеграция воздействия всех бактериофоров) количественно поток цитометрии (для деталей, см. предыдущую публикацию9). Однако такой параметр представляет собой только общий агрегированный уровень бактериори, который не может быть непосредственно отнесен к какой-либо конкретной протистанской и зоопланктонных групп или видов.
В целом, количественная оценка протистана видов или морфотипа конкретных бактериальных показателей смертности в водной среде точно и с экологическим значением может быть сложной задачей. Некоторые протеисты селективных grazers, и размер и форма клетки добавил FLB трассировщик может исказить естественные темпы усвоения добычи10,11. Кроме того, протистановская активность и обмен веществ являются высокочувствительными к температуре12; поэтому количество добавленного трассировщика FLB необходимо тщательно манипулировать для каждого отдельного типа выборки (не только на основе естественного изобилия, размера и морфологии бактерий и преобладающих типов бактериора, но и на температуре). Большинство исследований сосредоточено на массовой пастбищной деятельности протистана; однако, бактериам охарактериции конкретных видов протистана часто имеет гораздо более высокое информационное значение и может быть предпочтительнее. В этом случае необходимы таксономические знания протеистических видов, присутствующих в образце, и понимание их поведения. Таким образом, значительное количество времени и труда требуется для получения хороших результатов по конкретным видам ставки бактериори, связанные с конкретной группы протистана или видов.
Несмотря на эти трудности, этот подход остается наиболее подходящим инструментом, доступным в настоящее время для оценки протистана бактерии в естественных условиях. Представлено здесь всеобъемлющий, простой в последующей метод для использования FLB в качестве трассировщика в водных микробных исследований экологии. Учитываются все упомянутые проблемные аспекты подхода и описан улучшенный рабочий процесс, в качестве примеров можно привести два эксперимента из контрастных сред, а также контрастные виды цилиат.
Первое тематическое исследование было проведено в эпилимонтической среде из мезотрофического зоохранилища Чёмов в Чешской Республике, которое показывает, что пасерс и бактериальное изобилие сравнимо с большинством поверхностных пресноводных тел (ср.5,7). Второй тематический исследование было проведено в узкоспецифической среде внутри ловушек водного плотоядного растения Utricularia reflexa, в котором содержится чрезвычайно большое количество обоих выпаса миксотрофических цилиатов (Tetrahymena utriculariae) и бактериальных клеток. Показаны расчеты клеточных коэффициентов выпаса и бактериальных постоянных запасов в обоих типах образцов. Затем обсуждается ряд экологических толкований результатов, и, наконец, предлагаются примеры возможных последующих исследований.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Коллекция образцов
2. Фиксация собранных образцов
3. Фильтрация образцов
4. Перечисление бактериальных чисел на фильтрах
5. Определение протистана изобилия
6. Определение общинной структуры цилиатов в образцах планктона
ПРИМЕЧАНИЕ: Ciliate общин в пресноводных средах обитания очень разнообразны14,15,16,18, и их микроскопическое определение является сложной задачей. Сортировка групп цилиата в функциональные гильдии10,14,16,17 позволяет более детальный анализ различных групп цилиатов как пелагические бактериора.
7. Оценка показателей выпаса цилиатов
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Пример эксперимента я был запущен в Зимовском водохранилище (южная Чехия, СЗ), который является природным местом с более низким природным на месте хищника и добычи изобилия. Представленные представительные данные сообщается для всеядных цилиат видов Halteria grandinella, который является обильным и эффективным grazer из пикопланктона (Яlt;2 мкм) частиц10,16,17,18
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Расшифровка трофического взаимодействия в водных системах всегда бросает вызов28,особенно в нано-планктонных масштабах с участием протеистов и их добычи, бактерий. Когда дело доходит до усвоения питательных веществ пути и количественной оценки, применение методов, успешно используемых на более высоких трофических уровнях менее возможно, из-за высокой сложности биотических взаимодействий. К ним относятся, например, стабильные подходы к маркировке изотопов. Этот протокол показывает преимущества испо...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано Чешским научным фондом в рамках научно-исследовательского гранта 13-00243S и 19-16554S, присуждаемого К. З. и Д.С., соответственно. Эта статья была также поддержана проектом "Биоманипуляция как инструмент для улучшения качества воды в водохранилищах плотин" (No C.02.1.01/0.0/0.0/16-025/0007417), финансируемый Европейским фондом регионального развития, в оперативных программах исследований, разработок и образования.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,2-&микро; M поровые фильтры | Расходные материалы SPI, https://www.2spi.com/ | B0225-MB | черные, поликарбонатные трековые травильные мембранные фильтры, подходящий диаметр для фильтрующих аппаратов используется |
| 5-(4,6-дихлортриазин-2-ил) аминофлуоресцеин (DTAF) | Любые марки | ||
| Автоматические пипетки с регулируемым объемом | Любая марка, различные размеры | ||
| Центрифуга | 22 000 х г | ||
| Криовиалы | Любая марка, 2 мл размер | ||
| DAPI (4&aute;,6-Diamidino-2´-phenylindol dihydrochloride) | Любая марка | 1 мг мл-1 | |
| Эпифлоресцентный микроскоп | Увеличение от 400 x до 1000 x | ||
| Фильтры, подходящие для просмотра в диапазоне | |||
| Счетная сетка в одном из окуляров | |||
| Фильтрующий аппарат | Обычно диаметром 25 мм | ||
| Формальдегид | Марка для микроскопии | ||
| Глутаральдегид | Марка для микроскопии | ||
| Иммерсионное масло для микроскопии | Специфическое масло с низкой флуоресценцией | ||
| Lugol´ | Сделайте | щелочной раствор Люголя следующим образом: Раствор 1 - растворите 10 г йодида калия в 20 мл в MQ воды, затем добавьте 5 г йода. Раствор 2 - добавить 5 г ацетата натрия до 50 мл MQ воды. Добавьте раствор 2 в раствор 1 и тщательно перемешайте | |
| стабилизированный метанолом формалин | Любая марка, доступная для микроскопических целей | ||
| Предметные стекла и покровные стекла | Любая марка, произведенная для микроскопических целей | ||
| MQ вода для разбавления проб | любой марки<бр/> | ||
| Фосфатно-солевой буфер (PBS; pH = 9) | Любая марка | 0,05 M Na2HPO4-раствор NaCl, скорректированный до pH 9 | |
| PPi-salt buffer | Любая марка | 0,02 M Na4P2O7-раствор NaCl. Добавьте 0,53 г Na4P2O7 в 100 мл воды MQ плюс 0,85 г NaCl | |
| Устройство для отбора проб | Подходит для получения репрезентативной выборки | Например, Фридингер Пробоотборник для озерного планктона | |
| Раствор тиосульфата натрия | Любая марка | 3% раствор используется в протоколе | |
| Соникатор | Любая марка | 30 Вт | |
| Вихрь | Любая марка, позволяющая тщательное перемешивание растворенных веществ и проб | ||
| Водяная баня | Любая марка, позволяющая поддерживать температуру на уровне 60°°; С |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.