Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

إنشاء الميكروبية إثراء الثقافات حقيقية النواة من بحيرة القطب الجنوبي الطبقية كيميائيا وتقييم القدرة على تثبيت الكربون

Published: April 20, 2012 doi: 10.3791/3992
Automatic Translation
1, 1, 1
1Department of Microbiology, Miami University

Summary

حقيقيات النوى الجراثيم وكلاهما مصدر للكربون photosynthetically المشتقة وأعلى الأنواع المفترسة في بحيرات القطب الجنوبي بشكل دائم المغطاة بالجليد. ويصف هذا التقرير نهجا ثقافة تخصيب اليورانيوم لعزل عملية الأيض حقيقيات النوى الجراثيم تنوعا من القطب الجنوبي للبحيرة، بحيرة بوني، وغير العضوية ويقيم إمكانية تثبيت الكربون باستخدام فحص النظائر المشعة للنشاط ريبولوز-1 كربوكسيلاز ،5-bisphophate (RubisCO) أوكسيجيناز.

Protocol

1. عينة اكتساب

  1. اختيار وإعداد موقع أخذ العينات قبل يوم واحد لأخذ عينات عمود الماء. وهذا سوف يسمح للطبقات طبقية لعمود الماء لإصلاح بعد اضطراب بسبب الحفر وذوبان الجليد حفرة. تحديد مكان موقع الحفر بواسطة نظام تحديد المواقع.
  2. للوصول إلى عمود المياه، وأبدأ من خلال حفر حفرة في الجليد مع اوجير الجليد لمح البصر تعلق على تمديد لمح البصر الرحلة 4 بوصة، وقطع بعض الشيء. لمنع تجميد الحفر في الحفرة، في محاولة لتجنب عمليات الحفر في المياه السائلة من خلال وقف عمليات الحفر حوالي 4-6 بوصة فوق الجزء العلوي من عمود الماء.
  3. سيتم حفر حفرة يجب أن اتسعت من قطرها من 15 إلى 60 سم قبل أخذ العينات. يتم ذلك عن طريق استخدام melter حفرة (النموذجي Hotsy) الذي يدور ساخنة البولي ايثيلين جلايكول من خلال أنبوب نحاسي. ذوبان ثقب عادة ما يستغرق ما يصل الى 18 ساعة.
  4. قبل أخذ عينات عمود الماء، وضمان أن جميع المعدات اللازمة وسانت عينةويتم تجميع السفن orage في موقع أخذ العينات. مواد أخذ العينات ما يلي: زجاجة Niskin (5-10 سعة لتر)، الونش مع كابل متعمقة معايرة، رسول، وزجاجات عينة كافية لكل عمق أخذ العينات ومبردات لنقل العينات.
  5. يبدأ أخذ العينات في وقت مبكر من اليوم (~ 5 صباحا)، كما ينبغي أن يستكمل تصفية مياه البحيرة في اليوم لأخذ العينات. جمع عينات من المياه (1-5 لتر) من الأعماق المطلوبة (لهذه الدراسة: 6 متر، 15 متر وعمق 18 م أخذ العينات، ويقاس من مستوى المياه piezometric في حفرة الجليد) باستخدام العينات Niskin تعلق على معايرة يد ونش. للحيلولة دون اضطراب في عمود الماء جمع أعماق ضحلة قبل أعمق منها.
  6. تخزين عينات بحيرة في مبردات ووسائل النقل من موقع العينة إلى المختبر الميداني باستخدام زلاجات ملحقة ATV (كل مركبة التضاريس). وينبغي أن تتم معالجة عينات أو استقر (على سبيل المثال: فلاش التجميد في النيتروجين السائل) في مجال أخذ العينات المخبرية التالية مباشرة.

2. DevelopmeNT الثقافات التخصيب

  1. للزراعة من الثقافات تخصيب اليورانيوم، والتركيز 0،5-1 لتر من مياه البحيرة على 47 ملم مسام ميكرون 0.45 المرشحات polyethersulfone حجم باستخدام الترشيح لطيف (<0.3 ATM). إذا كان المطلوب التنوع في المجتمع الطبيعي، وتصفية النموذج الثاني على 47 ملم 0.45 ميكرون حجم المسام المرشحات polyethersulfone والمتابعة وفقا لبروتوكولات وآخرون Bielewicz. 4 للتنوع حقيقي النواة النشوء والتطور.
  2. نقل مرشح إلى 50 مل أنبوب صقر العقيمة التي تحتوي على ~ 20 مل من مياه البحيرة التي تمت تصفيتها التي تم جمعها من عمق أخذ العينات نفس المرشح. غسل بلطف خلايا من مرشح باستخدام ماصة معقمة.
  3. نقل تعليق خلية إلى 25 سم 2 معقم خلية قارورة الثقافة. إضافة تصفية مياه البحيرة التي تم جمعها من كل عمق عينة لزيادة حجم ثقافة إلى 45 مل. إعداد عدة نسخ متماثلة لكل عمق أخذ العينات وإذا رغبت التخصيب على وسائل الإعلام ثقافة مختلفة.
  4. تكملة قوارير ثقافة مع 50X Sterile حلول لتركيز النهائي من 1X من وسائل الإعلام ثقافة التالية: متوسطة جريئة للبصل، وBG11 F / 2. إذا كان مطلوبا زراعة الكائنات mixotrophic، مجموعة المتابعة سفينتين F/2-supplemented وإضافة 2-3 حبات الأرز عقيمة إلى واحدة من القوارير.
  5. احتضان ثقافة القوارير في درجات الحرارة المنخفضة (4 درجة مئوية) والإشعاع منخفض (20 الفوتونات μmol م -2 S -1) في نمو درجة الحرارة التي تسيطر عليها حاضنة لل4 أسابيع على الأقل في القارة القطبية الجنوبية قبل شحنها إلى الولايات المتحدة المختبر الخاص بك. وإذا رغبت العزلات، لوحة 250 ميكرولتر من ثقافة تخصيب اليورانيوم على لوحات تحتوي على وسائل الاعلام أجار النمو المناسب بعد حضانة 2 أسابيع.
  6. لشحنها إلى الولايات المتحدة، والثقافات نقل عملية التخصيب الى معقم أنابيب فالكون 50 ملليمترا. طلب شرط شحن "لا تجميد" و "الحفاظ على الهدوء" في شحن الطلب. في حين أن عملية الشحن من القارة القطبية الجنوبية هو سريع نسبيا (2 اسابيع من قبل الطيران التجاري)، وموثوق بها للغاية، هناك احتمال لفقدان الجهاز الحساسيةالمذهبين أثناء عملية النقل. وبالتالي، قد المحققين يريدون الحفاظ على عينة فرعية قبل الشحن حتى يمكن تقييم تلك الخسارة من أنواع معينة أثناء عملية الشحن.
  7. لدى وصوله الى الولايات المتحدة، وتوج نقل 5 مل من ثقافة تخصيب اليورانيوم إلى 45 مل من وسائط النمو المناسب في قارورة 125 مل مخروطي العقيمة مع اسفنجة العقيمة. ينبغي الحفاظ على الثقافات تخصيب اليورانيوم كما يقف الثقافات في درجة حرارة الغرفة التي تسيطر نمو البيئية (نهاري غرفة النمو، VWR) في 4 درجات C/20 الفوتونات μmol م -2 ث -1. ينبغي أن تنقل إلى وسائل الإعلام الثقافات جديد كل 30 يوما.

3. استخراج الخلايا المحللة من الإغناء المصفاة

  1. فلتر 5 مل من ثقافة التخصيب في الصعود إلى 25 مم Whatman GF / F مرشح باستخدام فراغ لطيف (<10 رطل). ويمكن تخزين مرشح لعدة أسابيع في -80 درجة مئوية قبل يعاير RubisCO النشاط.
  2. قطع مرشح إلى أقسام 4-5 مع مقص الصلب معقمة ونقل مليئة القطع مع ملقط معقم لأنبوب 2 مل كاب المسمار خمس الطريق كامل مع الخرز الزركونيا 0.1 ملم / السيليكا القطر.
  3. إضافة 1.25 مل من عازلة استخراج فلتر (50 bicine ملم، 10 ملم MgCl 2، 1 ملم EDTA، 5 ملغ / مل BSA، و 0.1٪ تريتون X-100، إضافة جديدة: 10 ملم NaHCO 3 و 10 ملي DTT، 3.3 مم أمينوكابرويك حامض، 0.7 benzamidine مم، درجة الحموضة 7.8) 13 وتعطيل الخلايا باستخدام الخافق Minibead ثلاث مرات ل30S بشأن تحديد سرعة 48. لمنع تسخين العينة، beadbeating البديل مع 1 دقيقة حضانة الجليد.
  4. منبذة الطين مرشح لمدة 2 دقيقة في 3000 XG في درجة مئوية 4 إلى تشكيل بيليه فضفاض من GF / F الألياف مرشح وحطام خلية جدار.
  5. إزالة قسامة 200 ميكروليتر وتزج في 800 ميليلتر من الجليد الباردة الأسيتون 90٪. قياس الكلوروفيل استخراج (CHL) 1 في معمل في قيم الطول الموجي من 664 نانومتر و 647 نانومتر 14. نقل وطاف على أنبوب microcentrifuge 1.5 مل.
  6. منبذة remainiنانوغرام طاف عند 4 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة على 15000 XG ونقل طاف (تجنب بيليه من الأغشية الخلوية غير قابلة للذوبان والبقاء GF / F ألياف فلتر) لتنظيف 1.5 مل أنبوب microcentrifuge. ربما الآن هذه المحللة الخلية القابلة للذوبان يمكن استخدامها في نشاط RubisCO فحص كربوكسيلاز.
  7. قد يتم تخزين المحللة في -80 درجة مئوية بعد إضافة الجلسرين 12.5٪ وتجميد فلاش في النيتروجين السائل. ويجوز للخسارة من النشاط تحدث بعد دورات تجميد / الذوبان متعددة تبعا لحساسية هذه الانزيمات في المحللة. ولذلك، يجب اختبار النشاط من جديد المحللة مقابل المجمدة من قبل على نطاق واسع خلية المحللة الاستخراج.

4. RubisCO تصفية نشاط كربوكسيلاز الفحص

  1. نقل 125 ميكرولتر من المحللة قابل للذوبان لولبية 15 مليلتر أنبوب microcentrifuge قبعة (كاب غير مطلوبة) التي تم الفتور على الجليد. لعينات مراقبة سلبية، إضافة 125 المحللة للذوبان ميكرولتر إلى 15 مل أنبوب المسمار microcentrifuge كأب، ولكن لا تضيف الركيزة (في الخطوة 4.7). تشغيلتكرار ردود الفعل بالنسبة لجميع العينات والمراقبة السلبية.
  2. تحضير 10 مل من عازلة فحص جديد (50 ملم Bicine، هيدروكسيد الصوديوم، ودرجة الحموضة 8.0، 50 مم NaHCO 3، 25 مم MgCl 2) والبرد على الجليد. ما يكفي من المخزن المؤقت لفحص جميع العينات سلبية والضوابط (100 ميكرولتر لكل عينة / مراقبة اضافية بالاضافة الى 100 ميكرولتر) إلى أنبوب 5 مل قسامة. تنفيذ كافة الخطوات اللاحقة تحت غطاء دخان.
  3. اضافة 40 ميكرولتر ناه 14 CO 3 (500 μCi / مل) لكل مليلتر من المخزن إلى المخزن المؤقت فحص aliquoted والحفاظ على المنطقة العازلة على الجليد.
  4. إزالة 10 ميكرولتر من المنطقة العازلة التي تحتوي على فحص 14 C وتمييع في 1 مل من عازلة فحص. بعد قلب لخلط، إضافة 100 ميليلتر من مزيج من 1:100 المخفف إلى 3 مل من التلألؤ الثاني الحيوي الآمن عد كوكتيل في قارورة التلألؤ. قلب لخلط. وينبغي أن التهم التلألؤ (بيكمان LS6500) أن يكون أكثر من 18،000 نسخة في الدقيقة قبل الاستمرار في فحص.
  5. عندما يكفي ناه تم إضافة 14 CO 3 إلى المخزن المؤقت فحص،نقل أنابيب رد فعل على حمام جاف مسبقا إلى درجة مئوية 25 و احتضان لمدة 3-5 دقائق.
  6. إضافة 100 العازلة فحص ميكرولتر إلى lysates واحتضان لمدة 5 دقائق عند 25 درجة مئوية.
  7. إضافة 20 ميكرولتر من 15 ملم bisphosphate ريبولوز، على عينات والسماح للتفاعل والمضي قدما لدقائق 5-10 عند 25 درجة مئوية.
  8. إضافة 100 حامض البروبيونيك ميكرولتر (100٪) (فيشر) لوقف رد الفعل. أجهزة الطرد المركزي لمدة 1 ساعة في 2000 XG لاستنفاد الفردية 14 C.
  9. نقل الحجم الكلي للعينات إلى قارورة تحتوي على 3 مل التلألؤ التلألؤ الثاني الحيوي الآمن كوكتيل العد. تحديد الاجتماع التحضيري للمؤتمر لمنتجات حامض نهاية مستقر عن طريق عد التلألؤ (B. ويت، R. تابيتا اتصال شخصي).
  10. حساب معدلات النشاط RubisCO على CHL أساس 14.

5. ممثل النتائج

نحن المستخدمة في تخصيب اليورانيوم لزراعة عزل ضوئي تكيفا مع البرودة والأولانيات mixotrophic المقيمين في القطب الجنوبي Lأك بوني. للقبض على أكبر تنوع من الكائنات الحية، ونحن اختبار نمو 3 أنواع وسائل الإعلام: متوسطة جريئة للبصل (BBM) 15، F/2-Si البحرية متوسط ​​16 و 17 و 18 BG11 متوسطة. وكشف الفحص البصري للثقافات تخصيب اليورانيوم بواسطة المجهر الضوئي التي كانت تهيمن على الثقافات بواسطة الأولانيات ضوئي (المشار إليها من خلال وجود صبغة الكلوروفيل في معظم الخلايا)، وتؤوي مجموعة متنوعة من morphologies الخلية اعتمادا على عمق أخذ العينات من الذي اتخذ اللقاح و نوع من وسائل الإعلام المستخدمة في ثقافة (الشكل 1).

قمنا بقياس معدلات الحد الأقصى لنشاط كربوكسيلاز حفزتها RubisCO انزيم كوكيل لإمكانية تثبيت الكربون. تم رصد أيضا CHL وفرة كتقدير من الكتلة الحيوية أولاني ضوئي (الشكل 2). على الرغم من زراعة من جميع الثقافات في ظل نظام درجة الحرارة / الضوء نفسه (أي 4 درجات C/20 μmol م -2 S -1) تثبيت الكربون، وإمكانيةوتفاوتت الكتلة الحيوية ضوئي بشكل كبير بين الثقافات تخصيب اليورانيوم. وقد لوحظ نشاط في أقصى RubisCO الثقافات تخصيب متزايد سواء في BBM (الإغناء 4 و 6) أو BG11 (الإغناء 13 و 14) وسائط النمو، في حين أن الثقافات المخصب في المتوسط ​​نمو F / 2 (الإغناء 19 و 21 و 23) عرضت لمدة 4 - إلى أدنى 34 أضعاف الأنشطة كربوكسيلاز أقصى. وكانت هذه الخلافات ليس بسبب انخفاض مستويات الكتلة الحيوية في الثقافات F / 2، كما أعرب عن نشاط كربوكسيلاز على أساس CHL. وعلاوة على ذلك، لم RubisCO النشاط لم تكن متطابقة مع تركيز 1 CHL (R = -0.023، P> 0.1؛. الشكل رقم 2، والشكل). كان للثقافات BBM تلقيح مع مياه البحيرة من م م و 15 (6 الإغناء 4 و 5) على أعلى المستويات CHL 1، في حين أن جميع الثقافات الأخرى المعروضة CHL منخفض نسبيا، بغض النظر عن نشاط انزيم RubisCO (الشكل 2).

الشكل 1
الشكل 1.ممثل الثقافات تخصيب الجراثيم حقيقي النواة التي حددتها لنمو الكائنات الحية المختلفة. وتعطى هوية للثقافة في أسفل اليسار من لوحات. كل الصور تمثل الميكروسكوب ضوء إنشاؤها باستخدام الغمر النفط في التكبير 1000X.

الشكل 2
الشكل 2. المحتملة قدرة تثبيت الكربون والكلوروفيل استخراجها 1 المستويات في القطب الجنوبي الثقافات الميكروبية تخصيب حقيقي النواة معزولة من بحيرة بوني ونمت على وسائط الثقافة المختلفة. انظر الجدول رقم 1 للحصول على تفاصيل ثقافة أقحم: ارتباط بيرسون بين الكلوروفيل إمكانية تثبيت الكربون في وفرة والثقافات القطب الجنوبي الميكروبية تخصيب حقيقي النواة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وأفادت الدراسات الجزيئية الأخيرة من درجة عالية من التنوع وحيدة الخلية حقيقيات النوى عبر مجموعة من البيئات 3، 19، 20، ولكن نظرا لعدم وجود عزلة عبر طائفة كاملة من الموائل أولاني الأدوار الوظيفية لهذه الأنواع الفردية في الشبكات الغذائية هي إلى حد كبير غير معروف. في هذه الدراسة، وقد وصفت نحن منهجيات لإثراء حقيقي النواة لأنواع الجراثيم واظهار براعة التمثيل الغذائي من بيئة undersampled نسبيا، وبشكل دائم المغطاة بالجليد في القطب الجنوبي البحيرة. عرضت الثقافات المخصب من أعماق مختلفة لأخذ العينات في بوني بحيرة معدلات التفاضلية تثبيت الكربون التي كانت تعتمد على نمو متوسط. على سبيل المثال، وانخفاض إمكانية تثبيت الكربون في الثقافات المخصب في 2 / F مقابل BBM أو وسائل الإعلام BG نمو 11 يعكس على الأرجح تنوع الاختلافات في أولاني والقدرة على التمثيل الغذائي. BBM متوسط ​​نمو يختار لأنواع الطحالب الخضراء (أو براسينوفيت) وثقافاتنا يبدو أن زراعة محصول واحد من الأنواع الطحالب الخضراء (الشكل1A، B). وتعرف هذه الكائنات إلى حد كبير على photoautotrophy. واحد من عزل الأيض بحيرة المعارض بوني ذاتي التغذي الضوئي النقي، وكان شرطا صارما للضوء ومصدر الطاقة الوحيد 1. في المقابل، تم تصميم المتوسطة F / 2 نمو لإثراء لمجموعة واسعة من الأولانيات البحرية، بما في ذلك الكائنات mixotrophic يحتمل أن تكون 12. في حين أننا لم تستكشف بالكامل تنوع الثقافات F / 2، وجهات النظر المجهرية من هذه التخصيب تظهر بوضوح مجموعة من الأولانيات من مختلف morphologies الخلية (الشكل 1C، D). وبالتالي، خفضت RubisCO النشاط في الثقافات F / 2 والذي قد يعود إلى استخدام وسائل بديلة لاكتساب الكربون / الطاقة. دعما لهذا التوقع، والثقافات النقية من العزلات القطب الجنوبي ذاتي التغذي الضوئي يحمل أعلى بكثير أقصى معدلات كربوكسيلاز RubisCO بالمقارنة مع القطب الجنوبي أن يعزل mixotrophy المعرض (Dolhi ومورغان قبلة، نتائج غير منشورة). المزيد من الدراسات من enz متغايرةهذا النشاط yme في هذه العينات تساعد على تميز تماما براعة التمثيل الغذائي للثقافات تخصيب أولاني وتجري حاليا في مختبر لدينا. وبالإضافة إلى ذلك، سيتم استكمال البيانات الفسيولوجية وصفها في هذه الورقة مع النشوء والتطور وmetagenomic معلومات تسلسل كجزء من جهد كبير لوصف تسلسل المجتمعات الميكروبية في جميع أنحاء العالم ودعا مشروع Microbiome الأرض ( http://www.earthmicrobiome.org/~~V ) .

ويمكن أيضا للفحص تعديل فلتر وصفها في هذا التقرير يمكن تطبيقها على خلية المحللة المستخرج من عينات المياه التي تمت تصفيتها البحيرة. ومع ذلك، لتطبيقات جديدة من هذا الاختبار، ينبغي تحديد حجم الأمثل المحللة بواسطة يعاير ثلاثة مجلدات مختلفة، وباستخدام هذا الاجتماع التحضيري للمؤتمر والتي ينتج ما لا يقل عن 3 إلى 4 مرات أعلى من الضوابط السلبية. تحليلات من إمكانية تثبيت الكربون بالتزامن مع تحليل الأنزيمي من األنشطة متغايرةوالبحوث السابقة في مجتمعات أولاني الطبيعية تقديم وجهة نظر أكثر تفصيلا لدور القدرة غذائي أولاني ودورة الكربون في البيئات المائية. نحن نطبق هذا النهج في الوقت الراهن لفهم دور العوامل البيئية غير الحيوية في براعة التمثيل الغذائي أولاني في بوني لايك وغيرها من بحيرات القطب الجنوبي. سوف كربوكسيلاز RubisCO طريقة فحص مرشح أن يكون أداة قيمة لدراسة إمكانية تثبيت الكربون والتنوع في التمثيل الغذائي صغير الثقافات تخصيب اليورانيوم على نطاق وكذلك نظم البحيرة كلها.

قبل استحداث أدوات زراعة الجزيئية المستقلة، والتي جرى العرف الأولانيات بواسطة زراعة وتصنيفها على أساس تصنيفيا مورفولوجيا المحمولة الخاصة بهم. وبالتالي، ليس هناك تاريخ طويل من تخصيب اليورانيوم والعزلة من الأولانيات المقيمين في طائفة واسعة من الموائل. التحقيقات في وقت مبكر وخاصة ذات قيمة تاريخية لتحديد التصنيف مفصلة (النظر في: 21، 22). في حين عزل الأولانياتتستخدم لتخصيب النهج القائمة على أمر نادر الحدوث نسبيا في بيئات المياه العذبة في القطب الجنوبي، عدة عزلات أولاني البحرية من تخصيب اليورانيوم من مياه البحر في القطب الجنوبي تتوفر 23-26. وبالإضافة إلى ذلك، وتكرس ثقافة مجموعات عدة إلى أولاني والعزلات microalgal (على سبيل المثال: جمع ثقافة Provasoli-Guillard، https://ncma.bigelow.org/~~V ). أنتجت تقنيات التسلسل يمكن الاعتماد عليها ورخيصة قاعدة بيانات ضخمة من تسلسل الجيني protistan غير المزروعة. في حين أن قواعد البيانات هذه كانت مفيدة للغاية فيما يتعلق بالتنوع وتوزيع هذه المجموعة المهمة من الكائنات الدقيقة، وهناك فجوة آخذة في الاتساع في تسلسل ربط البيانات مع فهمنا لعلم البيئة وعلم وظائف الأعضاء أولاني. وبالتالي، فإن تقنيات الزراعة التقليدية، ولا سيما في البيئات undersampled مثل الموائل المائية القطبية لا تزال تلعب دورا هاما من أجل فهم أهمية والأدوار البيئيةمن الأولانيات في رياضة الدراجات الجيوكيميائية العالمية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدينا ما يكشف.

Acknowledgments

المؤلفان بالشكر J. Priscu، Chiuchiolo ألف وفريق ماك موردو المياه العذبة LTER للحصول على المساعدة في جمع وحفظ العينات في القارة القطبية الجنوبية. نشكر Ratheon خدمات القطبية ومروحيات PHI لتقديم الدعم اللوجستي. وقد تم توليد الميكروسكوب ضوء في مركز ميامي للفحص المجهري المتقدم ومركز التصوير. وأيد هذا العمل من قبل مكتب جبهة الخلاص الوطني من برامج المنح القطبية 0631659 و 1056396.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BBM Sigma-Aldrich B5282
BG11 Sigma-Aldrich C3061
F/2 Sigma-Aldrich G9903
GF/F filter, 25 mm Fisher Scientific 09-874-64
GF/F filter, 47 mm Fisher Scientific 09-874-71
Polyethersulfone filter, 0.45 μm pore, 47 mm Pall Corporation 61854
Sterile cell culture flask, 25 cm2 Corning 430639
Diurnal growth chamber VWR international 35960-076
Zirconia/silica beads, 0.1 mm diamter Biospec Products 11079101z
Mini-Bead beater Biospec Products 3110BX
Screw-cap microcentrifuge tube (1.5 μL) USA Scientific, Inc. 1415-8700
NaH14CO3 ViTrax VC 194 Keep in aliquots of 400 μL at -20°C
RuBP Sigma-Aldrich R0878-100mg Dissolve in 10 mM Tris-propionic acid (pH 6.5)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Morgan-Kiss, R. M., Priscu, J. P., Pocock, T., Gudynaite-Savitch, L., Hüner, N. P. A. Adaptation and acclimation of photosynthetic microorganisms to permanently cold environments. Microbiol Mol. Biol. Rev. 70, 222-252 (2006).
  2. Priscu, J. C., Wolf, C. F., Takacs, C. D., Fritsen, C. H., Laybourn-Parry, J., Roberts, J. K. M., Berry-Lyons, W. Carbon transformations in the water column of a perennially ice-covered Antarctic Lake. Biosci. 49, 997-1008 (1999).
  3. Caron, D. A., Worden, A. Z., Countway, P. D., Demir, E., Heidelberg, K. B. Protists are microbes too: a perspective. ISME J. 3, 4-12 (2009).
  4. Bielewicz, S., Bell, E. M., Kong, W., Friedberg, I., Priscu, J. C., Morgan-Kiss, R. M. Protist diversity in a permanently ice-covered Antarctic lake during the polar night transition. ISME J. 5, 1559-1564 (2011).
  5. Laybourn-Parry, J. No place too cold. Science. 324, 1521-1522 (2009).
  6. Roberts, E. C., Laybourn-Parry, J. Mixotrophic cryptophytes and their predators in the Dry Valley lakes of Antarctica. Freshwat. Biol. 41, 737-746 (1999).
  7. Roberts, E. C., Priscu, J. C., Laybourn-Parry, J. Microplankton dynamics in a perennially ice-covered Antarctic lake-Lake Hoare. Freshwat Biol. 27, 238-249 (2004).
  8. Bell, E. M., Laybourn-Parry, J. Mixotrophy in the Antarctic phytoflagellate Pyramimonas gelidicola. J. Phycol. 39, 644-649 (2003).
  9. De Wever, A., Leliaert, F., Verleyen, E., Vanormelingen, P., Van der Gucht, K., Hodgson, D. A. Hidden levels of phylodiversity in Antarctic green algae: further evidence for the existence of glacial refugia. Proc. Biol. Sci. , 276-3591 (2009).
  10. Laybourn-Parry, J. Survival mechanisms in Antarctic lakes. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 357, 863-869 (2002).
  11. Lizotte, M. P., Priscu, J. C. Distribution, succession and fate of phytoplankton in the dry valley lakes of Antarctica, based on pigment analysis. Ecosystem Dynamics in a Polar Desert: The McMurdo Dry Valleys. Priscu, J. C. , 229-240 (1998).
  12. Ellis, R. J. Most abundance protein in the world. Tren. Biochem. Sci. 4, 241-244 (1979).
  13. Tortell, P. D., Martin, C. L., Corkum, M. E. Inorganic carbon uptake and intracellular assimilation by subarctic Pacific phytoplankton assemblages. Limnol. Oceanogr. 51, 2102-2110 (2006).
  14. Jeffrey, S. W., Humphrey, G. F. New spectrophotometric equations for determining chlorophyll a, b, c1, c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton. Biochem. Physiol. Pflanz. 167, 191-194 (1975).
  15. Morgan, R. M., Ivanov, A. G., Priscu, J. C., Maxwell, D. P., Hüner, N. P. A. Structure and composition of the photochemical apparatus of the Antarctic green alga, Chlamydomonas subcaudata. Photosyn. Res. 56, 303-314 (1998).
  16. Guillard, R. R. L. Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates. Culture of Marine Invertebrate Animals. Smith, W. L., Chanley, M. H. , Plenum Publishing. New York. 29-60 (1975).
  17. Johnson, M. D., Tengs, T., Oldach, D., Stoecker, D. K. Sequestration, performance, and functional control of cryptophyte plastids in the ciliate Myrionecta rubra (Ciliophora. J. Phycol. 42, 1235-1246 (2006).
  18. Rippka, R., Deruelles, J., Waterbury, J., Herdman, M., Stanier, R. Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria. J. Gen. Microbiol. 111, 1-61 (1979).
  19. Not, F., del Campo, J., Balague, V., De Vargas, C., Massana, R. New insights into the diversity of marine picoeukaryotes. PLoS ONE. 4, e7143 (2009).
  20. Sherr, B. F., Sherr, E. B., Caron, D. A., Vaulot, D., Worden, A. Z. Oceanic Protists. Oceanography. 20, 130-135 (2007).
  21. Finlay, B. J. Protist taxonomy: an ecological perspective. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 359, 599-610 (2004).
  22. Foissner, W. Protist diversity: estimates of the near-imponderable. Protist. 150, 363-368 (1999).
  23. Gast, R. J., Moran, D. M., Dennett, M. R., Caron, D. A. Kleptoplasty in an Antarctic dinoflagellate: caught in evolutionary transition. Environmental Microbiology. 9, 39-45 (2007).
  24. Gast, R. J., Moran, M. A., Beaudoin, D. J., Blythe, J. N., Dennett, M. R., Caron, D. A. High abundance of a novel dinoflagellate phylotype in the Ross Sea. Antarctica. J. Phycol. 42, 233-242 (2006).
  25. Moran, D. M., Anderson, O. R., Dennett, M. R., Caron, D. A., Gast, R. J. A Description of Seven Antarctic Marine Gymnamoebae Including a New Subspecies, Two New Species and a New Genus: Neoparamoeba aestuarina antarctica n. subsp., Platyamoeba oblongata n. sp., Platyamoeba contorta n. sp. and Vermistella antarctica n. gen. n. sp. Journal of Eukaryotic Microbiology. 54, 169-183 (2007).
  26. Rose, J. M., Vora, N. M., Countway, P. D., Gast, R. J., Caron, D. A. Effects of temperature on growth rate and gross growth efficiency of an Antarctic bacterivorous protist. The ISME journal. 3, 252-260 (2009).

Tags

علم الأحياء المجهرية، العدد 62، بحيرة في القطب الجنوبي، والوديان الجافة ماكموردو، زراعة التخصيب، حقيقيات النوى الميكروبية، RubisCO
إنشاء الميكروبية إثراء الثقافات حقيقية النواة من بحيرة القطب الجنوبي الطبقية كيميائيا وتقييم القدرة على تثبيت الكربون
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dolhi, J. M., Ketchum, N.,… More

Dolhi, J. M., Ketchum, N., Morgan-Kiss, R. M. Establishment of Microbial Eukaryotic Enrichment Cultures from a Chemically Stratified Antarctic Lake and Assessment of Carbon Fixation Potential. J. Vis. Exp. (62), e3992, doi:10.3791/3992 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter