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Diversität und Verteilung sulfatreduzierender Prokaryoten in marinen Sedimenten

Abstract

Die dissimilatorische Sulfatreduktion ist eine der wichtigsten biologisch durchgeführten Stoffwechselreaktionen auf der Erde. Dies liegt unter anderem daran, dass bis zu 50% des organischen Kohlenstoffs in marinen Sedimenten im Rahmen der an die Sulfatreduktion gekoppelten Redoxreaktionen remineralisiert werden. 71% der Planetenoberfläche sind von Meerwasser bedeckt. Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Diversität der dsrAB-Gene im marinen Sediment an der Küste Spitzbergens durch die Erstellung einer dsrAB-Genbank untersucht werden. So konnten neben SRP von denen bekannt ist, dass sie in marinen Sedimenten zu finden sind, neue Entwicklungslinien gefunden werden, denen bislang keine kultivierten SRP zuordenbar sind. Diese neuen Entwicklungslinien aber auch Proteobakterien dürften eine wichtige Rolle im Sediment bei Station J spielen. Mit dem SRP-PhyloChip konnten ebenfalls Hinweise auf das Vorhandensein von Vertretern der Desulfovibrionaceae, Desulfobacteraceae und Desulfobulbaceae in den Sedimenten, die alle in die Klasse der Deltaproteobakterien fallen, gesammelt werden. Mit Real-Time-PCR wurde die Abundanz einer OTU (OTU 12), die in diese neue Entwicklungslinie fällt und mit den meisten Klonen in der dsrAB-Genbank vertreten war, gemessen. Mit einer relativen Häufigkeit von bis zu 2% ist OTU 12 in dem untersuchten Habitat zahlenmäßig außergewöhnlich dominant. Auffällig ist, dass bei der Tiefe von sieben Zentimetern bei der die höchsten Sulfatreduktionsraten gemessen wurden, die Abundanz von OTU 12 abnimmt, während die Abundanz bei den Tiefen von fünf, sechs und neun Zentimetern am höchsten ist. Zusätzlich wurden alle bis zum November 2006 publizierten dsrAB-Genbanken von marinen Sedimenten statistischen Analysen unterzogen. Vierzehn OTUs sind nur in marinen Habitaten zu finden sind. Die Daten suggerieren, dass Desulfobacteraceae und die neue, tiefzweigende Entwicklungslinie in allen kalten, marinen Sedimenten vorhanden sind. Weiters wurden statistische Tests durchgeführt, die zeigten, dass sich die publizierten dsrAB-Genbanken in ihrer Zusammensetzung stark voneinander unterscheiden. Aufgrund der geringen vorhanden Datenmenge bleibt unklar ob die Unterschiede durch biogeographische oder experimentelle Faktoren verursacht wurden

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