$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Numune Alma
- Seçin ve su kolonu örnekleme önce bir gün örnekleme sitesini hazırlamak. Bu su kolonunun tabakalı katmanları sondaj ve buz delik erime nedeniyle rahatsızlıklardan sonra reform sağlayacaktır. GPS ile matkap sitenin konumunu tanımlayın.
- Su sütunu erişmek için, bir 4-inç Jiffy uçuş uzatma ve kesme bit bağlı bir Jiffy buz burgusu ile buz bir delik delerek başlar. Delik delme donmasını önlemek için, su kolonunun üst seviyesinde sondaj yaklaşık 4-6 santim durdurarak sıvı suya sondaj kaçınıyorum.
- Delik önce örnekleme için 15 ile 60 cm çapı genişlemiş gerekecektir. Bu, bir bakır boru yoluyla ısıtılmış polietilen glikol sirküle bir delik eritici (Hotsy Model) kullanılması ile gerçekleştirilir. Delik erime genellikle 18 saat kadar sürer.
- Önce su kolonu örnekleme, emin olun gerekli tüm ekipman ve örnek stOraj damarları örnekleme yerinde monte edilir. Örnekleme malzemeleri: Niskin şişe (5-10 lt kapasiteli), derinlik-kalibre kablo ile Vinç, Messenger, her örnekleme derinlik için yeterli numune şişeleri ve numune taşıma için soğutucular.
- Gölün su filtreleme örnekleme gününde tamamlanması gerektiği gibi, günün erken saatlerinde (~ 5 am) örnekleme başlayın. Kalibre edilmiş bir bağlanmış bir Niskin örnekleyici kullanılarak: (6-m, 15 m-ve buz deliğe piyezometrik su seviyesi ile ölçülen 18-m örnekleme derinlikleri, bu çalışma için) istenen derinlikleri su numuneleri (1-5 L) toplamak el vinci. Su sütunu olumsuz yönde etkilenmemesi için daha derin olanlar önce sığ derinliklerde toplamak.
- Mağaza göl örnekleri soğutucular ve örnek sitesinden bir ATV (tüm arazi aracı) bağlı bir kızak kullanılarak alanına laboratuara taşımacılığında. Alan laboratuar hemen aşağıdaki Örnekleme: Numuneler işlenmiş veya (sıvı azot flaş dondurma örn) stabilize edilmelidir.
2. DevelopmeZenginleştirme Kültürlerin nt
- Zenginleştirme kültürlerin ekimi için, nazik filtrasyon (<0.3 atm) kullanılarak 47 mm 0.45 mikron gözenek büyüklüğüne polyethersulfone filtreleri üzerine göl suyunun 0.5-1 L Konsantre. Doğal toplumun çeşitliliğinin istenirse, 47 mm 0.45 mikron gözenek büyüklüğüne polyethersulfone filtreler üzerine ikinci bir numune filtre ve. 4 ökaryot filogenetik çeşitliliği Bielewicz ark göre protokolleri uygulayın.
- Filtre olarak aynı örnekleme derinlik toplanan filtre göl suyunun ~ 20 mL içeren 50 ml steril falcon tüp filtre aktarın. Yavaşça steril bir pipet kullanarak filtre hücreleri yıkayın.
- 25 cm 2 steril hücre kültürü şişesi için hücre süspansiyonu aktarın. 45 mL kültür hacmini artırmak için her bir örnek derinliği toplanan filtre göl suyu ekleyin. Farklı kültür ortamı üzerinde zenginleşme istendiğinde birden her örnekleme derinlik çoğaltır ayarlayın.
- 50X s ile kültür şişeleri SupplementKalın en Bazal Orta, BG11 ve F / 2: şu kültür ortamının 1X bir son konsantrasyon elde etmek terile çözümler. Mixotrophic organizmaların ekimi, set-up iki F/2-supplemented gemi gereklidir ve matara birine steril pirinç 2-3 tane eklemek durumunda.
- Lütfen ABD laboratuvara Sevkiyat öncesi Antarktika'daki en az 4 hafta boyunca sıcaklık kontrollü bir büyüme inkübatör düşük sıcaklıkta (4 ° C) ve düşük ışınım (20 ľmol fotonlar m -2 s -1) de kültür şişeleri inkübe edin. 2 hafta inkübasyondan sonra uygun büyüme ortamı içeren agar üzerinde zenginleştirme kültür izolatları arzu ediyorsanız, plaka 250 uL.
- ABD, steril 50 ml falcon tüpleri transfer zenginleştirme kültürleri gönderilecek. Talebi sevk gereksinimi "dondurmak değil" ve istek nakliye üzerine "soğuk tutmak". Antarktika'dan nakliye işlemi nispeten hızlı (2 hafta ticari hava) ve oldukça güvenilir olmasına rağmen, titiz organ kaybı olasılığı vardırtaşıma işlemi sırasında izm. Böylece, araştırmacılar nakliye işlemi sırasında bazı türlerin kaybının değerlendirilmesi, böylece nakliye öncesinde bir alt örnek korumak isteyebilirsiniz.
- ABD'de geldikten sonra, bir 125 ml steril Erlenmeyer şişesinde uygun büyüme ortamı 45 mL içine zenginleştirme kültür transferi 5 mL steril bir sünger ile kaplandı. Zenginleştirme kültürleri 4 de kontrollü çevre büyüme odası (sadece gündüz Büyüme Odası, VWR) ° C/20 ľmol fotonlar m -2 s -1 bir sıcaklık kültürler ayakta olarak muhafaza edilmelidir. Kültürler taze medya her 30 günde bir transfer edilmelidir.
3. Filtreli zenginleşme gelen Hücre Lysate Ekstraksiyon
- Hafif vakumlu (<10 psi) ile bir 25 mm Whatman GF / F filtresi üzerine zenginleştirme kültür filtrenin 5 mL. Filtre -80 birkaç hafta saklanabilir ° C önceden RUBISCO'nun aktivite içlin için.
- Steril çelik makas ile 4-5 bölüme filtre kesin veaktarmak 2 ml vidalı kapaklı tüpe steril forseps adet 0.1 mm çapında zirkonyum / silika boncuklar ile tam yolu beşte birini doldurdu.
- 10 mM NaHCO 3, 10 mM DTT, 3.3 mM aminokaproik: taze eklemek; filtre ekstraksiyon tamponu 1.25 ml (50 mM bicine, 10 mM MgCl2, 1 mM EDTA, 5 mg / ml BSA,% 0.1 Triton X-100 ekleme asit, 0.7 mM benzamidin, pH 7.8) 13 ve hız ayarı 48. 30'lu için Minibead çırpıcı üç kez kullanarak hücrelerin bozabilir. 1 dakika buz inkübasyon ile örnek ısıtma, alternatif beadbeating önlemek için.
- GF / F filtresi elyaflar ve hücre duvarı kalıntı gevşek bir pelet oluşturmak için 4 ° C'de 3.000 x g'de 2 dakika süre ile santrifüje bulamaç filtre.
- Buz% 90 aseton 800 uL bir 200 ul tablet ve suya batırın çıkarın. Ekstrakte klorofil ölçün (chl) 664 nm ve 647 nm dalga boyunda 14 değerlerinde bir spektrofotometre bir. 1.5 ml mikrosantrifüj tüpüne süpernatant aktarın.
- Remaini Santrifüj4 at ng süpernatant ° 2 15.000 xg'de dk ve temiz bir 1.5 mL mikrosantrifüj tüpe (çözünmez hücre zarının pelet ve kalan GF / F filtre lifleri kaçının) Süpernatant aktarmak için C. Bu çözünür hücre lizatı artık RUBISCO'nun karboksilaz aktivite tayini için kullanılabilir.
- Lizat -80 ° C'de sıvı azot içinde% 12.5 gliserol ve flaş donma eklenmesinden sonra saklanabilir. Aktivite kaybı lizatı enzimlerin hassasiyetine bağlı olarak birden fazla donma / çözülme döngüsünden sonra oluşabilir. Bu nedenle, taze donmuş lizatı karşı aktivitesi büyük ölçekli hücre lizatı çekimlerinden önce test edilmelidir.
4. RUBISCO'nun karboksilaz Aktivitesi Filtre Testi
- Buz üzerinde soğutulmuş olan bir 15 ml vidalı kapaklı mikrosantrifüj tüpü (gerekli değildir kap) çözünür lizat 125 uL aktarın. Negatif kontrol örnekleri için, 15 ml vidalı kapaklı mikrosantrifüj tüpüne 125 uL çözünür lizat ekleyebilirsiniz, ancak (Adım 4.7) substrat ilave etmeyiniz. Çalıştırmaktüm örnekler ve negatif kontroller için reaksiyonlar çoğaltın.
- 10 taze tahlil tamponu mL (50 mM Bicine-NaOH, pH 8,0, 50 mM NaHCO 3, 25 mM MgCl2) ve buz üzerinde soğutucu hazırlayın. Yeterli bir 5 ml tüp örnekleri ve negatif kontroller (örnek / kontrol artı 100 uL ekstra başına 100 uL) tümü için tahlil tampon kısım. Bir çeker ocak altında sonraki tüm adımları uygulayın.
- 14 CO 3 (500 μCi / ml) mL başına bölünüp tampon tahlil tamponu NaH 40 uL ekleyin ve buz üzerinde tampon tutun.
- 14 C içeren tahlil tampon 10 uL kaldırmak ve deney tamponu 1 mL içinde tamamlanır. Karıştırmak için ters sonra, bir sintilasyon flakonda kokteyl sayma Bio-Safe II sintilasyon 3 mL 1:100 sulandırılmış karışımı 100 mcL ekleyin. Karıştırmak için ters çevirin. Sintilasyon sayımı (Beckman LS6500) yöntemi ile devam etmeden önce 18.000 kopya üzerinde olmalıdır.
- Yeterince NaH 14 CO 3 deney tamponu ilave edildiğinde,3-5 dakika için 25 ° C ile inkübe için önceden belirlenmiş bir kuru banyosuna reaksiyon tüpleri hareket eder.
- Lizatları ila 100 uL deney tamponu ekleyin ve 25 de 5 dakika inkübe ° C.
- Numuneler için, 15 mM Ribuloz bisfosfatın 20 uL ekleyin ve reaksiyon 25 dakika için 5-10 ilerlemesine izin ° C.
- Reaksiyonu durdurmak için 100 uL propionik asit (100%) (Fischer) eklenir. Tüzel kişiliği olmayan 14 C tüketmeye 2.000 xg az 1 saat santrifüjleyin
- 3 ml Bio-Safe II sintilasyon sayma kokteyl içeren sintilasyon şişelerine, numunelerin toplam hacmi aktarın. Kıvılcım sayımı (B. Witte, R. Tabita kişisel iletişim) tarafından asit stabil son ürünleri kopya belirleyin.
- Bir chl temeli 14 RUBISCO'nun etkinlik oranları hesaplayın.
5.. Temsilcisi Sonuçlar
Biz soğuk adapte fototrofik ve Antarktika L ikamet eden mixotrophic protistler yalıtmak için zenginleştirme kültürü kullanılmıştırAKE Bonney. Kalın Kullanıcı Bazal Orta (BBM) 15, F/2-Si Deniz Orta 16, 17 ve BG11 Orta 18: organizmaların büyük bir çeşitlilik yakalamak için, biz üç büyüme medya türleri test. Işık mikroskobu ile zenginleştirme kültürlerin görsel denetim kültürleri fototrofik protistler (en hücrelerinde klorofil pigmentinin varlığı ile gösterilir) hâkim olduğunu göstermiştir ve bir inokulum alındığı örnekleme derinliğine bağlı olarak hücre morfolojileri çeşitliliği ve barındırmaktaydı kültürü kullanılan ortam tipi (Şekil 1).
Biz karbon fiksasyonu potansiyeli için bir vekil olarak RUBISCO'nun enzim tarafından katalize karboksilaz aktivitesi maksimum hızları ölçüldü. Chl bir bolluk da fototrofik protist biyokütle tahmini (Şekil 2) olarak izlendi. Aynı sıcaklık / ışık rejimi (yani 4 ° C/20 mol m -2 s -1), karbon fiksasyonu potansiyeli altındaki tüm kültürlerin ekimi rağmenve fototrofik biyokütle zenginleştirme kültürleri farklı biçimde hissedildi. Kültürler, bir 4 sergilenen F / 2 büyüme medyumu (zenginleşmesi 19, 21, 23) üzerindeki zenginleştirilmiş iken maksimum RUBISCO'nun aktivitesi, BBM (zenginleşmesi 4 ve 6) ya da BG11 (zenginleşmesi 13 ve 14) büyüme ortamında ya da büyüyen bir zenginleşmesi kültürler gözlendi - 34 kat daha düşük maksimum karboksilaz faaliyetleri. Karboksilaz aktivitesi Chl bir bazında olduğu gibi bu farklılıklar, F / 2 kültürde düşük biyokütle düzeyleri nedeniyle değildi. Ayrıca, RUBISCO'nun aktivite chl bir konsantrasyon (.; Şekil 2, inset r = -0,023, p> 0.1) ile ilişkili değildir. Diğer tüm kültürler, bir, bağımsız olarak RUBISCO'nun enzim aktivitesinin (Şekil 2) nispeten düşük Chl teşhir ederken 6 m ve m 15 (zenginleşmesi 4 ve 5) den göl suyu ile inoküle BBM kültürler, yüksek Chl, bir seviyesine sahipti.

Şekil 1..Temsilcisi mikrobiyal ökaryot zenginleştirme farklı organizmaların büyümesi için seçtik kültürler. Kültür Kimlik panelleri sol alt verilmiştir. Tüm görüntüler 1000X büyütmede immersiyon yağı kullanılarak oluşturulan ışık mikrografikleri temsil eder.

Şekil 2. Potansiyel karbon fiksasyon kapasitesi ve ekstrakte klorofil Gölü Bonney izole ve çeşitli kültür ortamında yetişen Antarktika mikrobiyal ökaryot zenginleştirme kültürleri bir düzeyde. Kültürü için Tablo 1'e bakınız Ankastre:. Klorofil arasındaki Pearson korelasyon Antarktika mikrobiyal ökaryot zenginleştirme kültürleri bir bolluk ve karbon fiksasyonu potansiyeli.