Diversität Nitrit oxidierender Bakterien in Böden des nordsibirischen Permafrostes und Sedimenten der Laptev-See

• Published in: The ISME Journal
• Main Author: Alawi, Mashal
• Other Authors: Spieck, Eva (PD Dr.)
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky 2007
• Subjects: Nitrotoga arctica; Nitritoxidation; kältetolerant; psychrophil; Nitrit oxidierende Bakterien; 570 Biowissenschaften; Biologie; 42.30 Mikrobiologie; Nitrifikation; Dauerfrostboden; Nitrospira; Nitrobacter; Bodenmikrobiologie; ddc:570; Arctic; laptev
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:18-34385; https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/1868

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Diversität chemolithoautotropher Nitrit oxidierender Bakterien (NOB) in permafrostbeeinflussten terrestrischen, limnischen und marinen Habitaten Nordsibiriens untersucht. Bisher waren keine Daten von psychrophilen oder psychrotoleranten Nitrit oxidierenden Bakterien bekannt. Die durchgeführten Untersuchungen zeigten erstmals die hohe Diversität und Anpassungsfähigkeit von Nitrit oxidierenden Bakterien an niedrige Temperaturen auf. Zu den Probenahmeorten zählten Tundrenböden von Samoylov, Kurungnakh, Mamontovy Klyk sowie Sedimente der Lena und der angrenzenden Laptev-See. Die Bakterien konnten durch Verwendung selektiver Mineralmedien angereichert und teilweise physiologisch charakterisiert werden. Um die Taxonomie der NOB in Naturproben und Kulturen aufzuklären, wurden molekularbiologische Techniken eingesetzt. Die Temperatur Gradienten Gelelektrophorese (TGGE) ermöglichte zudem eine frühzeitige Optimierung des Anreicherungsprozesses. Die Polymerasekettenreaktion (PCR) und TGGE wurden für die 16S rRNA Analyse von NOB-Populationen in Umweltproben und Kulturen erfolgreich angepasst. Für die einzelnen Gattungen der NOB wurden spezifische und semi-spezifische Primersets abgeleitet. Für die Gattung Nitrobacter konnte durch Modifikation bekannter Sonden und Primer die Amplifikation mittels PCR verbessert werden. Für die Gattung Nitrospira wurden sechs neue Primer entwickelt, so dass eine zuverlässige DNA-Amplifikation aus Naturproben möglich war. Die neuen Primer eigneten sich für die spezifische Amplifikation des 16S rRNA Gens einzelner Subgruppen der Gattung. Für die wenig untersuchten Gattungen Nitrococcus und Nitrospina wurden ebenfalls Primer neu konstruiert und eingesetzt. In den Auftauzonen der nordsibirischen Tundrenböden wurde eine hohe Diversität von NOB vorgefunden. Erstmals konnten kältetolerante NOB kultiviert werden. Die Bakterien zeigten optimale Anpassungen hinsichtlich der niedrigen in-situ Temperatur und Substratverfügbarkeit. Anhand von Kultivierungsversuchen bei ...