Mixing of different water masses and its effect on prokaryotic and viral communities
Viruses are the most abundant biological entity on the planet. In this study, we addressed the question whether mixing of water masses has an impact on prokaryotic and viral community composition, the frequency of virally-infected cells (FIC), and viral production (VP). Therefore prokaryotes from th...
Main Author: | |
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Format: | Thesis |
Language: | English |
Published: |
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2012
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Subjects: | |
Online Access: | https://dx.doi.org/10.25365/thesis.23528 https://othes.univie.ac.at/23528/ |
Summary: | Viruses are the most abundant biological entity on the planet. In this study, we addressed the question whether mixing of water masses has an impact on prokaryotic and viral community composition, the frequency of virally-infected cells (FIC), and viral production (VP). Therefore prokaryotes from three different water masses were obtained from the North Atlantic and incubated in 2 incubation experiments with 7 different treatments for up to 72 h. Prokaryotic and viral abundance were determined using a flow cytometer. Prokaryotic and viral community composition were determined using PCR-based fingerprinting methods. Inter-experimental trends for FIC and VP were revealed for prokaryotes of the North Atlantic Deep Water (NADW) when incubated either in Mediterranean Sea Overflow Water (MSOW) or Antarctic Intermediate Water (AAIW). Mantel tests showed in both experiments that the bacterial community composition was only weakly influenced by the treatment effects, as well as the viral community detected with the primer CRA-22. In contrast, the treatments influenced archaeal community composition as obtained by the archaeal reverse primer and viral community composition detected by the primer OPA-13. The results indicate that mixing of water masses has a stimulating effect on FIC and VP of prokaryotes originating from NADW when incubated in MSOW or AAIW. : In dieser Studie wurden die Virenproduktion (VP), frequency of infected cells (FIC) und die Zusammensetzung prokaryotischer und viraler Gemeinschaften in zwei Inkubationsexperimenten erhoben. Zahlen zu Abundanzen von Prokaryoten und Viren wurden mittels Durchflusszytometrie erhoben. Diese Methode lässt auch Rückschlüsse auf VP und FIC zu. Mit Hilfe molekularbiologischer Methoden, wie terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) und randomly amplified polymorphic DNA Polymerase-Kettenreaktion (RAPD-PCR) wurden die Zusammensetzungen der Prokaryoten- und der Viren-Gemeinschaften festgestellt. Um Zusammenhänge zwischen den Experimenten und deren Mischung aus den verschiedenen Wassermassen aufzuzeigen, wurden Mantel-Tests durchgeführt. Die höchsten Werte für VP und FIC wurden jeweils für Prokaryoten aus dem North Atlantic Deep Water (NADW) beider Experimente errechnet, wenn diese in Wasser aus Mediterranean Sea Overflow Water (MSOW) und Antarctic Intermediate Water (AAIW) inkubiert wurden. Die Werte unterschieden sich signifikant zu den Kontrollproben, was sehr wahrscheinlich auf lysogene Viren zurückzuführen war, die die Prokaryoten des NADW vor Beginn des Experiments bereits infiziert hatten. Das Mischen von Prokaryoten aus dem NADW mit Wasser des MSOW im ersten, bzw. AAIW im zweiten Experiment und die damit hervorgerufene Umweltveränderung, bewirkte wahrscheinlich den Übergang vom lytischen zum lysogenen Zyklus der Viren. Übereinstimmungen in den Gemeinschaften von Bacteria, Archaea und Viren zwischen den Duplikaten der Inkubationen wurden mittel Mantel Tests ermittelt. Das Fehlen von Übereinstimmungen zwischen den Duplikaten kann als das Überwiegen stochastischer Effekte gedeutet werden. Die Resultate zeigen daher, dass Archaea, wenn die Gemeinschaftsstruktur mit dem reversen Primer ermittelt wird, relativ stark durch die experimentellen Manipulationen beeinflusst wurden, wohingegen die Daten der Gemeinschaft der Bacteria auf starken Einfluss von stochastischen Effekten hindeuten. Zusätzlich zeigen die Daten zur viralen Gemeinschaftsstruktur, dass Viren, welche mit dem Primer OPA-13 detektierbar sind, durch die experimentellen Inkubationen viel stärker beeinflusst wurden als Viren, welche mit dem Primer CRA-22 erfasst werden. |
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