-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

TR

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

tr_TR

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Science Education
Advanced Biology
Bir Winogradsky Sütunu Oluşturma: Bir Sediment Numunesindeki Mikrobiyal Türleri Zenginleştirmek İ...
Bir Winogradsky Sütunu Oluşturma: Bir Sediment Numunesindeki Mikrobiyal Türleri Zenginleştirmek İ...
JoVE Science Education
Microbiology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Science Education Microbiology
Creating a Winogradsky Column: A Method to Enrich the Microbial Species in a Sediment Sample

6.1: Bir Winogradsky Sütunu Oluşturma: Bir Sediment Numunesindeki Mikrobiyal Türleri Zenginleştirmek İçin Bir Yöntem

136,319 Views
08:08 min
April 30, 2023
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

Kaynak: Elizabeth Suter1, Christopher Corbo1, Jonathan Blaize1
1 Wagner Koleji, Biyolojik Bilimler Bölümü, 1 Kampüs Yolu, Staten Island NY, 10301

Winogradsky sütunu, tortu mikrobiyal topluluklarını, özellikle kükürt döngüsünde yer alanları zenginleştirmek için kullanılan minyatür, kapalı bir ekosistemdir. Sütun ilk olarak 1880'lerde Sergei Winogradsky tarafından kullanılmış ve o zamandan beri fotosentezleyiciler, kükürt oksitleyiciler, sülfat azaltıcılar, metanojenler, demir oksitleyiciler, nitrojen döngüleyiciler ve daha fazlası gibi biyojeokimyada yer alan birçok farklı mikroorganizmanın çalışmasında uygulanmıştır (1,2).

Dünyadaki mikroorganizmaların çoğunluğu kültürlenemez olarak kabul edilir, yani bir test tüpünde veya bir petri kabında izole edilemezler (3). Bu, mikroorganizmaların belirli metabolik ürünler için başkalarına bağımlı olması da dahil olmak üzere birçok faktörden kaynaklanmaktadır. Bir Winogradsky sütunundaki koşullar, diğer organizmalarla etkileşimleri de dahil olmak üzere bir mikroorganizmanın doğal yaşam alanını yakından taklit eder ve bunların bir laboratuvarda yetiştirilmesine izin verir. Bu nedenle, bu teknik, bilim adamlarının bu organizmaları incelemelerine ve onları izole bir şekilde büyütmek zorunda kalmadan Dünya'nın biyojeokimyasal döngüleri için ne kadar önemli olduklarını anlamalarına izin verir.

Dünya'nın ortamları, topraklar, okyanus suyu, bulutlar ve derin deniz çökeltileri gibi her türlü habitatta gelişen mikroorganizmalarla doludur. Tüm habitatlarda mikroorganizmalar birbirine bağımlıdır. Bir mikroorganizma büyüdükçe, şekerler gibi karbon açısından zengin yakıtların yanı sıra besinler, vitaminler ve oksijen gibi solunum gazları da dahil olmak üzere belirli substratları} tüketir. Bu önemli kaynaklar tükendiğinde, farklı metabolik ihtiyaçlara sahip farklı mikroorganizmalar çiçek açabilir ve gelişebilir. Örneğin, Winogradsky sütununda, mikroplar önce eklenen organik materyali tüketirken, sütunun alt katmanlarındaki oksijeni tüketir. Oksijen tükendiğinde, anaerobik organizmalar daha sonra devralabilir ve farklı organik maddeleri tüketebilir. Farklı mikrobiyal toplulukların zaman içinde bu ardışık gelişimine ardışıklık denir (4). Mikrobiyal ardışıklık, mikrobiyal aktivitenin tortunun kimyasını değiştirdiği ve daha sonra diğer mikropların aktivitesini etkilediği bir Winogradsky sütununda önemlidir. Topraklardaki ve çökeltilerdeki birçok mikroorganizma, substrat konsantrasyonlarına bağlı olarak iki farklı habitat türü arasındaki geçiş bölgeleri olan gradyanlar boyunca da yaşar (5). Gradyandaki doğru noktada, bir mikrop optimum miktarda farklı substrat alabilir. Bir Winogradsky sütunu geliştikçe, özellikle oksijen ve sülfürde bu doğal gradyanları taklit etmeye başlar (Şekil 1).

Figure 1
Şekil 1: Bir Winogradsky sütununda gelişen oksijen (O2) ve sülfür (H2S) gradyanlarının bir temsili.

Bir Winogradsky sütununda, bir gölet veya sulak alandan gelen çamur ve su şeffaf bir sütunda karıştırılır ve tipik olarak ışıkta inkübe edilmesine izin verilir. Topluluğa genellikle selüloz ve kükürt şeklinde karbon kaynakları vermek için kolona ek substratlar eklenir. Fotosentezleyiciler tipik olarak tortunun üst katmanlarında büyümeye başlar. Bu fotosentetik mikroorganizmalar büyük ölçüde oksijen üreten ve yeşil veya kırmızı-kahverengi bir tabaka olarak görünen siyanobakteriler'den oluşur (Şekil 2, Tablo 1). Fotosentez oksijen üretirken, oksijen suda çok çözünmez ve bu tabakanın altında azalır (Şekil 1). Bu, üst katmanlardaki yüksek oksijen konsantrasyonlarından alt katmanlardaki sıfır oksijene kadar değişen bir oksijen gradyanı oluşturur. Oksijenli katmana aerobik katman ve oksijensiz katmana anaerobik katman denir.

Anaerobik tabakada, mevcut substratların türüne ve miktarına, ilk mikropların kaynağına ve tortunun gözenekliliğine bağlı olarak birçok farklı mikrobiyal topluluk çoğalabilir. Kolonun dibinde, organik maddeyi anaerobik olarak parçalayan organizmalar gelişebilir. Mikrobiyal fermantasyon, selülozun parçalanmasından organik asitler üretir. Bu organik asitler daha sonra bu organikleri sülfat kullanarak oksitleyen ve yan ürün olarak sülfür üreten sülfat indirgeyiciler tarafından kullanılabilir. Sülfat indirgeyicilerin aktivitesi, tortu siyaha dönerse belirtilir, çünkü demir ve sülfür siyah demir-sülfür mineralleri oluşturmak üzere reaksiyona girer (Şekil 2, Tablo 1). Sülfür ayrıca yukarı doğru yayılır ve sülfür konsantrasyonlarının kolonun altında yüksek ve kolonun üstünde düşük olduğu başka bir gradyan oluşturur (Şekil 1).

Kolonun ortasına yakın bir yerde, kükürt oksitleyiciler yukarıdan oksijen ve aşağıdan sülfür kaynağından yararlanır. Doğru miktarda ışıkla bu katmanlarda fotosentetik kükürt oksitleyiciler gelişebilir. Bu organizmalar yeşil ve mor kükürt bakterileri olarak bilinir ve genellikle yeşil, mor veya mor-kırmızı filamentler ve lekeler olarak görünürler (Şekil 2, Tablo 1). Yeşil kükürt bakterileri sülfür için daha yüksek bir toleransa sahiptir ve genellikle mor kükürt bakterilerinin hemen altındaki katmanda gelişir. Mor kükürt bakterilerinin üzerinde, mor kükürt olmayan bakteriler de gelişebilir. Bu organizmalar, sülfür yerine elektron vericisi olarak organik asitleri kullanarak fotosentez yapar ve genellikle kırmızı, mor, turuncu veya kahverengi bir tabaka olarak görünür. Fotosentetik olmayan kükürt oksitleyiciler, mor kükürt olmayan bakterilerin üzerinde gelişebilir ve bunlar genellikle beyaz filamentler olarak görünür (Şekil 2, Tablo 1). Ek olarak, Winogradsky sütununda kabarcıklar da oluşabilir. Aerobik katmanlardaki kabarcıklar, siyanobakteriler tarafından oksijen üretimini gösterir. Anaerobik katmanlardaki kabarcıklar muhtemelen organik maddeyi anaerobik olarak parçalayan ve yan ürün olarak metan oluşturan organizmalar olan metanojenlerin aktivitesinden kaynaklanmaktadır.

Sütundaki Konum İşlevsel grup Organizma Örnekleri Görsel Gösterge
Üst Fotosentezleyiciler Siyanobakteriler Yeşil veya kırmızımsı kahverengi tabaka. Bazen oksijen kabarcıkları.
Fotosentetik olmayan kükürt oksitleyiciler Beggiatoa, Thiobacilus Beyaz tabaka.
Mor sülfür olmayan bakteriler Rhodomicrobium, Rhodospirilum, Rhodopseuodmonas Kırmızı, mor, turuncu veya kahverengi tabaka.
Mor kükürt bakterileri Kromatyum Mor veya mor-kırmızı tabaka.
Yeşil kükürt bakterileri Klorobyum Yeşil tabaka.
Sülfat İndirgeyen Bakteriler Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfobacter, Desulfuromonas Siyah tabaka.
Alt Metanojenler Methanococcus, Methanosarcina Bazen metan kabarcıkları.

Tablo 1: Klasik bir Winogradsky sütununda yukarıdan aşağıya doğru görülebilecek ana bakteri grupları. Her gruptan organizma örnekleri verilmiş ve her bir organizma katmanının görsel göstergeleri listelenmiştir. Perry ve ark. (2002) ve Rogan ve ark. (2005).

Procedure

1. Kurulum

  1. Bir Winogradsky sütunu oluşturmak için bazı temel malzemelere ihtiyacınız olacak:
    • Tarladaki örnekleri toplamak için bir kürek, kova ve şişe
    • Yaklaşık 1 L
    • 'lik dereceli silindir veya plastik su şişesi gibi dikey, şeffaf bir kap
    • Streç film ve lastik bantlar
    • büyük karıştırma kapları ve karıştırmak için büyük kaşık
    • Bir kükürt kaynağı (yumurta sarısı veya kalsiyum sülfat)
    • Bir organik karbon kaynağı (selüloz, kıyılmış gazete şeklinde)
    • Bir ışık kaynağı (güneşli pencere veya masa lambası)
    • Bataklık, sulak alan, gölet veya dereden toplanan toprak veya çamur
    • Aynı habitattan gelen su
    • İSTEĞE BAĞLI Bu protokolde açıklanan isteğe bağlı deneylerden bazıları için aşağıdakiler gerekli olacaktır:
      • Sofra tuzu
      • Farklı renkli selofan
      • Bir demir kaynağı (çivi veya çelik yünü gibi)
      • Işık kaynağı olan bir buzdolabı
      • Bir ışık kaynağının yakınındaki radyatör
  2. Plastik bir su şişesi kullanıyorsanız, kolonun silindirik şekilli olması için boyun bölgesini kesin. Işığın plastikten geçebilmesi için tüm ambalajları çıkarın.
  3. Çiğ yumurtalar Salmonella içerebilir ve dikkatli kullanılmalıdır. Uygun el yıkama teknikleri izlenmelidir. Alternatif olarak haşlanmış yumurta da kullanılabilir. Ek olarak, çamur veya tortunun kanalizasyon veya diğer zararlı maddelerle kirlenip kirlenmediğini kesin olarak bilmenin bir yolu yoktur. Çamuru karıştırırken ve kolonu kurarken eldiven kullanılmalıdır.

2. Winogradsky Sütununun Montajı

  1. Küreği kullanarak kazın ve kovaya çamur toplayın. Çökeltiler su kenarına yakın olmalı ve tamamen suya doymuş olmalıdır. Her Winogradsky sütununu doldurmak için yeterli çamura ihtiyacınız olacak. Aynı kaynaktan numune şişesine bir miktar su toplayın (sütun başına yaklaşık 3000 mL gereklidir).
  2. Laboratuvarda, 1 litrelik hacimli sütununuzun ~u'ini dolduracak kadar çamuru ilk karıştırma kabına aktarın. Ardından, kümeleri ayırmak için kaşığı kullanırken büyük kayaları, dalları veya yaprakları çıkarmak için eleyin.
  3. Karıştırırken topladığınız suyun bir kısmını karıştırma kabına ekleyin. Su-çamur karışımının kıvamı milkshake gibi olana kadar ekleyin. Topaklanma olmadığından emin olmaya devam edin.
  4. Su-çamurlu milkshake'in yaklaşık 1/3'ünü ikinci kaseye aktarın. Yumurta sarısını ve bir avuç rendelenmiş gazeteyi ekleyip karıştırın.
  5. Çamur, yumurta sarısı ve gazete karışımını sütun yaklaşık 1/4 oranında dolana kadar sütuna ekleyin.
  6. Normal su-çamur karışımını, sütun yaklaşık 3/4 oranında dolana kadar sütuna ekleyin.
  7. Üstte sadece küçük bir boşluk (~ 1/2 inç) bırakarak sütuna ek su ekleyin.
  8. Sütunu streç filmle örtün ve bir lastik bantla sabitleyin.
  9. Sütunu oda sıcaklığında ışıkta inkübe edin.
  10. Önümüzdeki 4 ila 8 hafta boyunca, Tablo 1'de açıklandığı gibi, farklı renkli katmanların gelişimi ve kabarcık oluşumu için Winogradsky sütunundaki değişiklikleri izleyin. Ek olarak, farklı katmanların gelişmesi için geçen süreyi kaydetmelisiniz.

3. Klasik Winogradsky sütununda isteğe bağlı değişiklikler

  1. Su eklemeden ve karıştırmadan önce toplanan çamura 1 L Winogradsky sütunu başına 25-50 g tuz ekleyin (adım 2.3). Tuz ilavesi halofilik (tuz seven) bakterileri seçer.
  2. Çivi veya çelik yünü şeklinde demir gibi alternatif alt tabakalar, yumurta sarısı ve kıyılmış gazete ile birlikte kolona eklenebilir (adım 2.4). Bu, Gallionella gibi demir oksitleyici bakterileri zenginleştirecek ve pas renginde bir tabaka olarak görünecektir.
  3. Oda sıcaklığı yerine (adım 2.9), kolon, termofilik (sıcağı seven) bakterileri seçmek için bir radyatörün yanında veya psikrofilik (soğuğu seven) bakterileri seçmek için bir ışık kaynağı olan bir buzdolabında inkübe edilebilir.
  4. Bir sütunun kuluçkaya yatarken aldığı ışık miktarı (adım 2.9), farklı sütunları yüksek ışıkta, düşük ışıkta veya karanlıkta yerleştirerek de değiştirilebilir.
  5. Gelen ışığın dalga boyu, farklı bakteri grupları için hangi renklerin seçildiğini belirlemek için sütunu inkübe ederken (adım 2.9) farklı gölgeli selofanlarla kaplayarak sınırlandırılabilir.

4. Veri Analizi

  1. 1-3 hafta sonra, klasik Winogradsky sütununun çamur tabakasının üstündeki bazı yeşil renkler görünür olmalıdır (Şekil 2A). Bunlar siyanobakteri tabakasının büyümesinin ilk belirtileridir.
  2. Zamanla, her biri farklı bakteri türlerinin göstergesi olan farklı katmanların görünümünü ve evrimini izlemeye devam edin. İPUCU: Hangi bakterilerin farklı katmanlara katkıda bulunduğunu anlamak için Kavramlara ve Tablo 1'e bakın.

Figure 2A
Şekil 2A: Oda sıcaklığında 21 gün boyunca kuluçkaya yatırılan klasik bir Winogradsky sütununun fotoğrafı. Kolonun üst kısmındaki siyanobakterilerin göstergesi olan yeşil tortuya dikkat edin.

  1. Klasik Winogradsky sütununda da değişiklikler hazırlandıysa, her sütunun sonuçlarını karşılaştırın.
    1. Değiştirilmiş Winogradsky sütunlarının her birindeki katmanları gözlemleyin. Aşağıdakilere dikkat edin:
      • Sütunlar aynı sayıda katman sergiliyor mu?
      • Katmanlar aynı renk ve kalınlıkta mı?
      • Katmanlar aynı derinliklerde mi oluşuyor?
      • Her sütunun geliştirilmesi ne kadar sürdü?
      • Bir sütun diğerlerinden daha yavaş mı gelişti?

Dünya'daki mikroorganizmaların çoğu, genellikle kendi doğal topluluklarındaki diğer mikroplara güvendikleri için bir laboratuvarda kültürlenemez. Mucidi Sergei Winogradsky'nin adını taşıyan bir Winogradsky sütunu, bir tortu örneğindeki mikrobiyal toplulukları zenginleştiren minyatür, kapalı bir ekosistemdir ve bilim adamlarının Dünya'nın biyojeokimyasal süreçlerinde hayati bir rol oynayan mikropların çoğunu incelemelerini sağlar.

Tipik olarak, gölet veya bataklık gibi bir ekosistemden gelen çamur ve su karıştırılır. İsteğe bağlı bir deney olarak, çeşitli halofil türlerini zenginleştirmek için bu karışıma tuz eklenebilir. Daha sonra, karışımın küçük bir kısmı, genellikle gazeteden elde edilen selüloz ve genellikle bir yumurta sarısından elde edilen kükürt şeklinde karbon ile desteklenir. Başka bir isteğe bağlı deney için, belirli Gallionella türlerini zenginleştirmek için bu karışıma bir çivi eklenebilir. Bu yeni karışım daha sonra şeffaf bir sütuna eklenir, böylece sütun dörtte biri dolu olur. Son olarak, çamur karışımının geri kalanı ve daha fazla su, çoğu şekilde dolana kadar kolona eklenir.

Farklı mikrobiyal toplulukların zaman içinde ardışık gelişimini ifade eden ardışıklık, bir Winogradsky sütunu ile gerçek zamanlı olarak gözlemlenebilir. Mikroplar sütun içinde büyüdükçe, belirli substratları tüketirler ve çevrelerinin kimyasını değiştirirler. Substratları tükendiğinde, orijinal mikroplar ölür ve farklı metabolik ihtiyaçları olan mikroplar değişen ortamda gelişebilir. Zamanla, her biri farklı mikro-çevresel ihtiyaçlara sahip bir bakteri topluluğunun parçalarını içeren, gözle görülür şekilde farklı katmanlar oluşmaya başlar.

Örneğin, büyük ölçüde siyanobakterilerden oluşan fotosentetik mikroplar, kolonun tepesine yakın yeşil veya kırmızı-kahverengi tabakalar oluşturur. Fotosentez, genellikle sütunun üst kısmında kabarcıklar olarak görülen oksijen ürettiğinden, en yüksek oksijen konsantrasyonları tepeye yakın ve en düşük oksijen konsantrasyonları aşağıya doğru olacak şekilde bir gradyan oluşur. Mevcut substratlara bağlı olarak, anaerobik alt tabakada farklı mikrobiyal topluluklar büyüyebilir. Bu katmandaki kabarcıklar, fermantasyon yoluyla metan gazı oluşturan metanojenlerin varlığını gösterebilir. Burada, selülozun mikrobiyal fermantasyonu organik asitlerle sonuçlanır. Sülfat indirgeyiciler, sülfür üretmek için bu asitleri oksitler ve aktiviteleri siyah tortu ile gösterilir. Sülfür kolonda yukarı doğru yayılır ve sülfür konsantrasyonlarının kolonun altına doğru en yüksek ve tepeye yakın en düşük olduğu başka bir gradyan oluşturur. Kolonun ortasına doğru, kükürt oksitleyiciler yukarıdan oksijeni ve aşağıdan sülfürü kullanır. Yeterli ışıkla, yeşil ve mor kükürt bakterileri gibi fotosentetik kükürt oksitleyiciler gelişir. Yeşil kükürt bakterileri daha yüksek sülfür konsantrasyonlarını tolere eder. Böylece, mor kükürt bakterilerinin hemen altında büyürler. Bu tabakanın hemen üzerinde, mor kükürt olmayan bakteriler kırmızı-turuncu bir tabaka oluşturur. Fotosentetik olmayan kükürt oksitleyiciler, beyaz filamentlerin varlığı ile gösterilir.

Işık ve sıcaklık gibi koşullar da diğer toplulukları zenginleştirmek için değiştirilebilir. Bu videoda, bir Winogradsky sütununun nasıl oluşturulacağını öğrenecek ve belirli mikrobiyal toplulukları zenginleştirmek için yetiştirme koşullarını ve substratları nasıl değiştireceğinizi öğreneceksiniz.

İlk olarak, gölet veya bataklık gibi uygun bir su ekosistemi bulun. Tortu örnekleri su kenarına yakın bölgeden gelmeli ve tamamen suya doymuş olmalıdır. Ardından, bir ila iki litre doymuş çamuru toplamak için bir kürek ve bir kova kullanın. Daha sonra, aynı kaynaktan yaklaşık üç litre tatlı su elde edin ve saha numuneleriyle birlikte laboratuvara geri dönün.

Laboratuvarda, laboratuvar önlüğü ve eldivenler de dahil olmak üzere uygun kişisel koruyucu ekipmanı giyin. Şimdi, yaklaşık 750 mililitre çamuru bir karıştırma kabına aktarın. Ardından, büyük kayaları, dalları veya yaprakları çıkarmak için çamuru eleyin ve kümeleri ayırmak için bir kaşık kullanın. Daha sonra karıştırma kabına tatlı suyun bir kısmını ekleyin ve büyük bir kaşıkla karıştırın. Su-çamur karışımının kıvamı milkshake'e benzer olana kadar su ekleyin. Topaklanma olmadığından emin olmaya devam edin.

İsteğe bağlı bir deney olarak, çamur karışımına 25 ila 50 miligram tuz ekleyerek halofilik bakterileri seçin.

Daha sonra su-çamur karışımının yaklaşık 1/3'ünü ikinci bir karıştırma kabına aktarın. Kaseye bir yumurta sarısı ve bir avuç rendelenmiş gazete ekleyin. Daha sonra, bu karışımı yaklaşık 1/4 dolana kadar sütuna ekleyin. Daha sonra, yumurta ve gazete içermeyen su-çamur karışımını yaklaşık 3/4 oranında dolana kadar sütuna ekleyin. Ardından, üstte 1/2 inç boşluk bırakarak sütuna daha fazla su ekleyin. Sütunu streç filmle örtün ve bir lastik bantla sabitleyin.

Sütunu, önümüzdeki dört ila sekiz hafta boyunca oda sıcaklığında bir pencerenin yanındaki ışıkta inkübe edin. Kuluçka süresi boyunca, farklı renkli katmanların gelişimi ve kabarcık oluşumu için Winogradsky sütunundaki değişiklikleri haftada en az bir kez izleyin. Ek olarak, farklı katmanların gelişmesi için geçen süreyi kaydedin.

Yapılabilecek başka bir modifikasyon, termofilik bakterileri seçmek için kolonu bir radyatörün yanında veya psikrofilik bakterileri seçmek için bir buzdolabında inkübe etmektir. İnkübe etmek için yüksek ışıkta, düşük ışıkta veya karanlıkta farklı sütunlar yerleştirerek ışık koşullarını değiştirin. Alternatif olarak, farklı bakteri grupları için hangi renklerin seçileceğini belirlemek için sütunu farklı selofan tonlarıyla kaplayarak gelen ışığın dalga boyunu sınırlayın. Başka bir isteğe bağlı deney için, demir oksitleyici bakterileri zenginleştirmek için, gazete ve yumurta sarısı eklemeden önce çamur-su karışımına bir çivi ekleyin.

Bir ila iki hafta sonra, siyanobakteri tabakasının büyümesi, klasik Winogradsky sütununun çamur tabakasının üstünde yeşil veya kırmızı-kahverengi bir film ile gösterilir. Zamanla, her biri mevcut farklı bakteri türlerinin göstergesi olan farklı katmanların görünümü ve evrimi izlenir. Karanlıkta yetiştirilen bir sütunu geleneksel bir Winogradsky sütunuyla karşılaştırırken, karanlık muamelenin, sülfat indirgeyen bakterilerin göstergesi olan sütunun altındaki siyah tabakayı verdiğini görüyoruz.

Koyu renkli sütun, diğer inkübasyon koşullarına bağlı olarak başka katmanlar da verebilir. Ek olarak, koyu sütun, yeşil siyanobakteri tabakasını veya sırasıyla mor kükürt olmayan, mor kükürt ve yeşil kükürt bakterilerini gösteren kırmızı, mor veya yeşil katmanları vermez. Bu gruplar büyümek için ışığa bağımlıdır.

Transcript

Dünya'daki mikroorganizmaların çoğu, genellikle kendi doğal topluluklarındaki diğer mikroplara güvendikleri için bir laboratuvarda kültürlenemez. Mucidi Sergei Winogradsky'nin adını taşıyan bir Winogradsky sütunu, bir tortu örneğindeki mikrobiyal toplulukları zenginleştiren minyatür, kapalı bir ekosistemdir ve bilim adamlarının Dünya'nın biyojeokimyasal süreçlerinde hayati bir rol oynayan mikropların çoğunu incelemelerini sağlar.

Tipik olarak, gölet veya bataklık gibi bir ekosistemden gelen çamur ve su karıştırılır. İsteğe bağlı bir deney olarak, çeşitli halofil türlerini zenginleştirmek için bu karışıma tuz eklenebilir. Daha sonra, karışımın küçük bir kısmı, genellikle gazeteden elde edilen selüloz ve genellikle bir yumurta sarısından elde edilen kükürt şeklinde karbon ile desteklenir. İsteğe bağlı başka bir deney için, belirli Gallionella türlerini zenginleştirmek için bu karışıma bir çivi eklenebilir. Bu yeni karışım daha sonra şeffaf bir sütuna eklenir, böylece sütun dörtte biri dolu olur. Son olarak, çamur karışımının geri kalanı ve daha fazla su, çoğu şekilde dolana kadar kolona eklenir.

Farklı mikrobiyal toplulukların zaman içinde ardışık gelişimini ifade eden ardışıklık, bir Winogradsky sütunu ile gerçek zamanlı olarak gözlemlenebilir. Mikroplar sütun içinde büyüdükçe, belirli substratları tüketirler ve çevrelerinin kimyasını değiştirirler. Substratları tükendiğinde, orijinal mikroplar ölür ve farklı metabolik ihtiyaçları olan mikroplar değişen ortamda gelişebilir. Zamanla, her biri farklı mikro-çevresel ihtiyaçlara sahip bir bakteri topluluğunun parçalarını içeren, gözle görülür şekilde farklı katmanlar oluşmaya başlar.

Örneğin, büyük ölçüde siyanobakterilerden oluşan fotosentetik mikroplar, kolonun tepesine yakın yeşil veya kırmızı-kahverengi tabakalar oluşturur. Fotosentez, genellikle sütunun üst kısmında kabarcıklar olarak görülen oksijen ürettiğinden, en yüksek oksijen konsantrasyonları tepeye yakın ve en düşük oksijen konsantrasyonları aşağıya doğru olacak şekilde bir gradyan oluşur. Mevcut substratlara bağlı olarak, anaerobik alt tabakada farklı mikrobiyal topluluklar büyüyebilir. Bu katmandaki kabarcıklar, fermantasyon yoluyla metan gazı oluşturan metanojenlerin varlığını gösterebilir. Burada, selülozun mikrobiyal fermantasyonu organik asitlerle sonuçlanır. Sülfat indirgeyiciler, sülfür üretmek için bu asitleri oksitler ve aktiviteleri siyah tortu ile gösterilir. Sülfür kolonda yukarı doğru yayılır ve sülfür konsantrasyonlarının kolonun altına doğru en yüksek ve tepeye yakın en düşük olduğu başka bir gradyan oluşturur. Kolonun ortasına doğru, kükürt oksitleyiciler yukarıdan oksijeni ve aşağıdan sülfürü kullanır. Yeterli ışıkla, yeşil ve mor kükürt bakterileri gibi fotosentetik kükürt oksitleyiciler gelişir. Yeşil kükürt bakterileri daha yüksek sülfür konsantrasyonlarını tolere eder. Böylece, mor kükürt bakterilerinin hemen altında büyürler. Bu tabakanın hemen üzerinde, mor kükürt olmayan bakteriler kırmızı-turuncu bir tabaka oluşturur. Fotosentetik olmayan kükürt oksitleyiciler, beyaz filamentlerin varlığı ile gösterilir.

Işık ve sıcaklık gibi koşullar da diğer toplulukları zenginleştirmek için değiştirilebilir. Bu videoda, bir Winogradsky sütununun nasıl oluşturulacağını öğrenecek ve belirli mikrobiyal toplulukları zenginleştirmek için yetiştirme koşullarını ve substratları nasıl değiştireceğinizi öğreneceksiniz.

İlk olarak, gölet veya bataklık gibi uygun bir su ekosistemi bulun. Tortu örnekleri su kenarına yakın bölgeden gelmeli ve tamamen suya doymuş olmalıdır. Ardından, bir ila iki litre doymuş çamuru toplamak için bir kürek ve bir kova kullanın. Daha sonra, aynı kaynaktan yaklaşık üç litre tatlı su elde edin ve saha numuneleriyle birlikte laboratuvara geri dönün.

Laboratuvarda, laboratuvar önlüğü ve eldivenler de dahil olmak üzere uygun kişisel koruyucu ekipmanı giyin. Şimdi, yaklaşık 750 mililitre çamuru bir karıştırma kabına aktarın. Ardından, büyük kayaları, dalları veya yaprakları çıkarmak için çamuru eleyin ve kümeleri ayırmak için bir kaşık kullanın. Daha sonra karıştırma kabına tatlı suyun bir kısmını ekleyin ve büyük bir kaşıkla karıştırın. Su-çamur karışımının kıvamı milkshake'e benzer olana kadar su ekleyin. Topaklanma olmadığından emin olmaya devam edin.

İsteğe bağlı bir deney olarak, çamur karışımına 25 ila 50 miligram tuz ekleyerek halofilik bakterileri seçin.

Daha sonra su-çamur karışımının yaklaşık 1/3'ünü ikinci bir karıştırma kabına aktarın. Kaseye bir yumurta sarısı ve bir avuç rendelenmiş gazete ekleyin. Daha sonra, bu karışımı yaklaşık 1/4 dolana kadar sütuna ekleyin. Daha sonra, yumurta ve gazete içermeyen su-çamur karışımını yaklaşık 3/4 oranında dolana kadar sütuna ekleyin. Ardından, üstte 1/2 inç boşluk bırakarak sütuna daha fazla su ekleyin. Sütunu streç filmle örtün ve bir lastik bantla sabitleyin.

Sütunu, önümüzdeki dört ila sekiz hafta boyunca oda sıcaklığında bir pencerenin yanındaki ışıkta inkübe edin. Kuluçka süresi boyunca, farklı renkli katmanların gelişimi ve kabarcık oluşumu için Winogradsky sütunundaki değişiklikleri haftada en az bir kez izleyin. Ek olarak, farklı katmanların gelişmesi için geçen süreyi kaydedin.

Yapılabilecek başka bir modifikasyon, termofilik bakterileri seçmek için kolonu bir radyatörün yanında veya psikrofilik bakterileri seçmek için bir buzdolabında inkübe etmektir. İnkübe etmek için yüksek ışıkta, düşük ışıkta veya karanlıkta farklı sütunlar yerleştirerek ışık koşullarını değiştirin. Alternatif olarak, farklı bakteri grupları için hangi renklerin seçileceğini belirlemek için sütunu farklı selofan tonlarıyla kaplayarak gelen ışığın dalga boyunu sınırlayın. Başka bir isteğe bağlı deney için, demir oksitleyici bakterileri zenginleştirmek için, gazete ve yumurta sarısı eklemeden önce çamur-su karışımına bir çivi ekleyin.

Bir ila iki hafta sonra, siyanobakteri tabakasının büyümesi, klasik Winogradsky sütununun çamur tabakasının üstünde yeşil veya kırmızı-kahverengi bir film ile gösterilir. Zamanla, her biri mevcut farklı bakteri türlerinin göstergesi olan farklı katmanların görünümü ve evrimi izlenir. Karanlıkta yetiştirilen bir sütunu geleneksel bir Winogradsky sütunuyla karşılaştırırken, karanlık muamelenin, sülfat indirgeyen bakterilerin göstergesi olan sütunun altındaki siyah tabakayı verdiğini görüyoruz.

Koyu renkli sütun, diğer inkübasyon koşullarına bağlı olarak başka katmanlar da verebilir. Ek olarak, koyu sütun, yeşil siyanobakteri tabakasını veya sırasıyla mor kükürt olmayan, mor kükürt ve yeşil kükürt bakterilerini gösteren kırmızı, mor veya yeşil katmanları vermez. Bu gruplar büyümek için ışığa bağımlıdır.

Explore More Videos

Winogradsky Sütunu Mikrobiyal Türler Sediment Örneği Mikrobiyal Topluluklar Ekosistem Biyojeokimyasal Süreçler Kültür Mikroorganizmaları Zenginleştirme Yöntemi Halofil Türleri Karbon Takviyesi Kükürt Takviyesi Galyonella Türleri Şeffaf Sütun Mikrobiyal Toplulukların Ardıllığı

Related Videos

Seri Seyreltmeler ve Kaplama: Mikrobiyal Sayım

Seri Seyreltmeler ve Kaplama: Mikrobiyal Sayım

Microbiology

334.3K Görüntüleme

Zenginleştirme Kültürleri: Seçici ve Diferansiyel Ortamlarda Aerobik ve Anaerobik Mikropların Kültürlenmesi

Zenginleştirme Kültürleri: Seçici ve Diferansiyel Ortamlarda Aerobik ve Anaerobik Mikropların Kültürlenmesi

Microbiology

139.4K Görüntüleme

Saf Kültürler ve Çizgi Kaplama: Karışık Bir Numuneden Tek Bakteri Kolonilerinin İzolasyonu

Saf Kültürler ve Çizgi Kaplama: Karışık Bir Numuneden Tek Bakteri Kolonilerinin İzolasyonu

Microbiology

178.6K Görüntüleme

16S rRNA Dizilimi: Bakteri Türlerini Tanımlamak için PCR Tabanlı Bir Teknik

16S rRNA Dizilimi: Bakteri Türlerini Tanımlamak için PCR Tabanlı Bir Teknik

Microbiology

205.3K Görüntüleme

Büyüme Eğrileri: Koloni Oluşturan Birimler ve Optik Yoğunluk Ölçümleri Kullanılarak Büyüme Eğrileri Oluşturma

Büyüme Eğrileri: Koloni Oluşturan Birimler ve Optik Yoğunluk Ölçümleri Kullanılarak Büyüme Eğrileri Oluşturma

Microbiology

326.0K Görüntüleme

Antibiyotik Duyarlılık Testi: İki antibiyotiğin MİK değerlerini belirlemek ve antibiyotik sinerjisini değerlendirmek için epsilometre testleri

Antibiyotik Duyarlılık Testi: İki antibiyotiğin MİK değerlerini belirlemek ve antibiyotik sinerjisini değerlendirmek için epsilometre testleri

Microbiology

98.1K Görüntüleme

Mikroskopi ve boyama: gram, kapsül ve endospor boyama

Mikroskopi ve boyama: gram, kapsül ve endospor boyama

Microbiology

384.3K Görüntüleme

Plak Testi: Plak Oluşturan Birimler (PFU) Olarak Viral Titreyi Belirlemek İçin Bir Yöntem

Plak Testi: Plak Oluşturan Birimler (PFU) Olarak Viral Titreyi Belirlemek İçin Bir Yöntem

Microbiology

196.7K Görüntüleme

Uyarlanmış Bir Kalsiyum Klorür Prosedürü Kullanılarak <em>E. coli</em> Hücrelerinin Dönüşümü

Uyarlanmış Bir Kalsiyum Klorür Prosedürü Kullanılarak <em>E. coli</em> Hücrelerinin Dönüşümü

Microbiology

91.3K Görüntüleme

Konjugasyon: Ampisilin Direncini Donörden Alıcıya Aktarmak İçin Bir Yöntem <em>E. coli</em>

Konjugasyon: Ampisilin Direncini Donörden Alıcıya Aktarmak İçin Bir Yöntem <em>E. coli</em>

Microbiology

42.1K Görüntüleme

Faj Transdüksiyonu: Ampisilin Direncini Donörden Alıcıya Aktarmak İçin Bir Yöntem <em>E. coli</em>

Faj Transdüksiyonu: Ampisilin Direncini Donörden Alıcıya Aktarmak İçin Bir Yöntem <em>E. coli</em>

Microbiology

32.4K Görüntüleme

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code