Vergleich unterschiedlicher Methoden zur Erfassung von Wachstumsraten und photosynthetischen Parametern in polaren Diatomeen

• Main Author: Henken, Lisa Marie
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2018
• Subjects: Kurven; Antarktis*
• Online Access: https://epic.awi.de/id/eprint/48733/; https://epic.awi.de/id/eprint/48733/1/BSc-Thesis-L_Henken.pdf; https://hdl.handle.net/10013/epic.d289e030-9d1f-4736-a1a8-d45880591720; https://hdl.handle.net/

Diatomeen gehören zu den phototrophen Protisten und machen einen großen Teil der in den Meeren und Süßgewässern lebenden Algen aus. Zur Primärproduktion in den Ozeanen tragen sie etwa 50-70 % bei und sind daher unabkömmlich für das marine Ökosystem und Nahrungsnetz. Sie besitzen eine starre, sehr widerstandsfähige Schale (Frustel) aus Silikat, dem Anhydrid der Kieselsäure. Aufgrund ihres hohen Aufkommens tragen Diatomeen etwa 40 % zur weltweiten Sauerstoffproduktion in den Ozeanen bei. Auch in die Erdatmosphäre wird der für die heterotrophen Lebewesen lebensnotwendige Sauerstoff eingetragen. Die Photosynthese und die damit verbundene CO2-Assimilation und Sauerstoffproduktion der Diatomeen sind damit von unschätzbarem Wert. Die Spezies Fragilariopsis kerguelensis ist für die Forschung von besonderem Interesse. Sie ist ein Indikator für silikatreiche Meeresabschnitte. Ihre Schalen bilden auf dem Grund des Südozeans den Opalgürtel. Daher ist es von großem Nutzen, schnelle und effektive Methoden zur Bestimmung von Wachstumskurven und photosynthetischen Parametern dieser Spezies zu kennen. Anhand von sechs F. kerguelensis Stämmen aus zwei Habitaten der Antarktis wurden unterschiedliche Methoden zur Erfassung von Wachstumskurven und photosynthetischen Parametern durchgeführt. Zunächst wurden zwei Methoden zur Zellkultivierung und -Inkubation angewandt. Die Aufnahme von Wachstumskurven erfolgte durch die Entnahme von Zählproben an unterschiedlichen Kultivierungstagen und das Auszählen in Utermöhl-Kammern durch zwei Zählmethoden. Außerdem wurden Wachstumskurven durch das Messen der Grundfluoreszenz von dunkeladaptierten Kulturen durch Imaging-Pulsamplitudenmodulation (PAM)-Fluorometrie erstellt. Während der Erfassung der Wachstumskurven wurde bereits deutlich, dass die Mehrzahl der angesetzten Kulturen keine ausreichende Dichte für die Messung mittels Imaging-PAM erreichten. Zu den photosynthetischen Parametern gehörten des Weiteren die Aufnahme von Induktions- und Lichtkurven mittels zweier unterschiedlicher Fluorometer. Die Messung der Kurven erfolgte innerhalb der exponentiellen Wachstumsphasen der unterschiedlichen F. kerguelensis Stämme. Das hochsensible Fast Repetition Rate Fluorometer (FRRF) ist in der Forschung bereits ein etabliertes Gerät zur Aufnahme von Lichtkurven. Zusätzlich wurden Lichtkurven mittels Imaging-PAM, einem weniger sensiblen Fluorometer, erstellt und mit denen des FRRF verglichen. Durch die niedrigen Kulturdichten und die geringe Sensibilität der Imaging-PAM haben die Lichtkurvenmessungen der F. kerguelensis Kulturen nach der Auswertung keine reproduzierbaren Ergebnisse ergeben. Die Mehrzahl der Fluoreszenz-Werte lag in einem negativen oder nicht bewertbaren Bereich. Mit dem FRRF konnten hingegen Lichtkurven erzielt werden. Letztendlich eignet sich das Imaging-PAM-Fluorometer nur zur Messung von ausreichend dichten F. kerguelensis Kulturen. Auch das Auszählen von Utermöhl-Kammern und die Erstellung von Wachstumskurven machen nur Sinn, wenn die angesetzten Kulturen eine mittlere bis hohe Dichte aufweisen.