Nitrospira, Schlüsselorganismus der Nitritoxidation in gemäßigten und extremen Lebensräumen

• Main Author: Off, Sandra
• Other Authors: Spieck, Eva (PD Dr.)
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky 2012
• Subjects: Kultivierung; Nitritoxidoreduktase; Nitrospira; nitrification; aquaculture; cultivation; nitrite oxidation; 570 Biowissenschaften; Biologie; 42.30 Mikrobiologie; Aquakultur; Nitrifikation; ddc:570; Lebedeva; Sauren; permafrost
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:18-58587; https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/4635

Nitrit-oxidierende Bakterien der Gattung Nitrospira sind für den zweiten Schritt der Nitrifikation verantwortlich. Sie weisen charakteristisch eine hohe Flexibilität und Diversität auf, die im Rahmen dieser Arbeit genauer untersucht wurde. Durch Optimierung der Kultivierungsbedingungen wurden 24 neue Anreicherungen aus den unterschiedlichsten Lebensräumen wie Permafrost beeinflussten Böden, Wüstenböden, geothermalen Quellen und Süßwasser-Aquakulturen gewonnen und phylogenetisch eingeordnet. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Zuordnung der 16S rRNA Gensequenzen der Anreicherungskulturen innerhalb der Untergruppen nicht habitatspezifisch ist. Ausnahmen bilden einzig der marine Cluster IV und der moderat thermophile Cluster VI. Für Untersuchungen der Verwandtschaftsverhältnisse anhand eines funktionellen Gens ist das der Beta-Untereinheit der Nitritoxidoreduktase (NxrB) nur eingeschränkt verwendbar, da die Phylogenie der Stammbäume basierend auf der 16S rRNA und der NxrB heterogen ist. Anhand der Aminosäuresequenz der NxrB können jedoch Hinweise auf markante physiologische Eigenschaften wie die Anpassung an trockene Habitate gewonnen werden. In Kooperation mit der russischen Kollegin Dr. Elena Lebedeva ist es gelungen, eine neue Art (Nitrospira calida), die aus geothermalen Quellen stammt, zu isolieren und zu beschreiben. Des Weiteren wurde ein Vertreter von Nitrospira aus dem Mesohyl des marinen Schwammes Aplysina aerophoba im Labor kultiviert und charakterisiert. Physiologische Vergleiche von Nitrospira-Kulturen haben gezeigt, dass diese Nitritoxidanten eine hohe Anpassung an niedrige Sauerstoff- und Substratkonzentrationen aufweisen. Hinsichtlich des Einflusses des pH-Wertes auf das Wachstum von Nitrospira konnte festgestellt werden, dass diese Bakterien empfindlich gegenüber sauren pH-Werten reagieren und unterhalb eines pH-Wertes von 6 in einer Mischkultur von Nitrobacter verdrängt wurden. Zusätzliche Untersuchungen zur ökologischen Nischenbildung haben ergeben, dass die Temperatur einen wesentlichen ...