Molekularbiologische Charakterisierung und vergleichende Genomik von ausgewählten Vertretern mariner Roseobacter-Stämme

• Main Author: Vollmers, John Felix
• Other Authors: Daniel, Rolf Prof. Dr., Gottschalk, Gerhard Prof. Dr.
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: 2014
• Subjects: 570; Roseobacter; Octadecabacter; Rhodopsin; Xanthorhodopsin; SIMCO; Arktis; Antarktis; polar; marine; sea ice microbial community; arctic; antarctic; Biologie (PPN619462639); Arctic; Antarctic; Antarc*; antarcticus; Antarktis*; Arktis*; Sea ice
• Online Access: http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-5E61-6; https://doi.org/10.53846/goediss-4364; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-5E61-6-7

Die in dieser Arbeit präsentierten Genomanalysen erweitern das Wissen um das genomische Potential der Roseobacter-Gruppe und zeigen mögliche Adaptionen an ökologische Nischen innerhalb mariner Lebensräume auf. In den polaren Meereisorganismen Octadecabacter arcticus 238 und O. antarcticus 307 konnten neue Eigenschaften identifiziert werden, welche bislang nicht in Vertretern der Roseobacter-Gruppe beschrieben wurden und wahrscheinlich Anpassungen an polare bzw. Meereis-assoziierte Lebensräume darstellen. Ein besonderes Highlight dieser Analysen ist die Charakterisierung einer neuen Untergruppe von Xanthorhodopsinen in den Octadecabacter-Vertretern. Diese neue Xantho¬rhodopsin-Unter¬gruppe unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Xantho¬rhodopsinen nicht nur durch phylogenetische Verwandtschaftsbeziehungen, sondern auch in ihrer mangelnden Befähigung zur Keto-Carotenoid-Bindung und ihrer vorwiegenden Verbreitung in Organismen Eis-assoziierter Habitate. Für beide polare Octadecabacter-Vertreter wurde eine ungewöhnlich hohe Genom-plastizität festgestellt. Hierbei scheint es sich um eine Anpassung an das einzigartige Meereis¬habitat dieser Organismen zu handeln, welches als hot spot für horizontalen Gentransfer (HGT) gilt. Zudem bietet diese Genomplastizität eine Erklärung für die zahlreichen genomischen Unterschiede zwischen den Octadecabacter-Stämmen, welche in direktem Widerspruch zu der nahen Verwandtschaft dieser Organismen auf 16S rRNA-Gen¬sequenz¬ebene stehen. Trotz dieser Unterschiede weist die genetische Ausstattung von O. arcticus und O. antarcticus auffällige Übereinstimmungen auf, welche auf einen gemeinsamen exklusiven Genpool von Octadecabacter-Vertretern beider Polargebiete hindeuten. Dies wird durch 16S rRNA-basierte phylogenetische Analysen von Octadecabacter-Vertretern verschiedener Habitate unterstützt. Somit scheint zwischen Bakteriengemeinschaften beider Polarregionen eine direkte Verbindung zu existieren. Von den Polargebieten ausgehende Tiefenströmungen, welche sich über beide ...