Kultivierung und Quantifizierung von Mikroorganismen in tiefen Sedimenten der Ostsee in Abhängigkeit von glazialen und interglazialen Zyklen (IODP Exp. 347)

Antragsteller Professor Dr. Axel Schippers
Fachliche Zuordnung Paläontologie
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Förderung Förderung von 2014 bis 2017
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261087148
 

Projektergebnisse

Erstellungsjahr 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

IODP Expedition 347, Baltic Sea Basin Paleoenvironment, durchgeführt im September - Oktober 2013, befasste sich mit Änderungen in der Tiefen Biosphäre bezogen auf eiszeitliche und zwischeneiszeitliche Zyklen als eines von vier Hauptforschungsthemen. Dieses DFG Projekt, als Teil der „postcruise-Forschung“ reicherte Mikroorganismen mittels Kultivierung bei verschiedenen Salzgehalten an, spezifisch Gärer, Fe(III)-, Mn(IV)- und Nitratreduzierer, unter Verwendung verschiedener Medien, die ein breites Spektrum von Umweltbedingungen und Stoffwechselprozessen abdeckten. Ein Vergleich zwischen Laboren mit Wissenschaftlern aus USA und UK zeigte die Reproduzierbarkeit der quantitativen molekularen Methoden real-time PCR (qPCR) und catalyzed reporter deposition fluorescence in situ hybridization (CARD FISH) für die Quantifizierung von Archaea und Bacteria. Insgesamt war qPCR die empfindlichere Methode als CARD-FISH, allerdings erfordern beide eine Optimierung um beides zu verbessern, Präzision und Genauigkeit. Behandlungen zur Permeabilisierung der Zellen zeigten dass Proteinase K nicht die Genauigkeit der CARD-FISH Zählungen verbesserte. Weiterhin war eine kürzlich beschriebene Quantifizierungsmethode „DNA hybridization chain reaction“ nicht für die Sedimentproben geeignet. Kopienzahlen der funktionellen Gene für verschiedene biogeochemische Prozesse wurden mittels spezifischer qPCR Ansätze bestimmt. Die Kopienzahlen aller Ansätze sanken mit der Sedimenttiefe für alle vier Standorte. Um die Daten zu funktionellen Genen von N-umsetzenden Organismen mit mikrobiellen Aktivitäten zu verknüpfen, wurden zusätzlich potentielle Aktivitäten von Exoenzymen gemessen. Ein diverses Potential für mikrobiellen Stickstoffumsatz in den tiefen Ostseesedimenten wurde gefunden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

DFG-Verfahren Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Teilprojekt zu SPP 527:  Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
Internationaler Bezug Dänemark, Großbritannien, USA
Beteiligte Personen Professor Dr. Bo Barker Jørgensen; Professorin Dr. Karen G. Lloyd; Dr. Gordon Webster