Das Bakterioplankton im Westlichen Mittelmeer. Analyse der taxonomischen Struktur freilebender und partikelgebundener bakterieller Lebensgemeinschaften mit mikrobiologischen und molekularbiologischen Methoden.

Fritz, Ingo

Partikelbgebundene und freilebende mikrobielle Lebensgemeinschaften sollten im Rahmen eines EU-Projektes zur Rolle von Partikeln in marinen Stoffflüssen hinsichtlich ihrer taxonomischen Struktur charakterisiert werden. Meerwasserproben wurden Anfang April 1995 von einer küstennahen meso - eutrophen und einer küstenfernen, oligotrophen Station nahe Nizza, Frankreich entnommen. Bakterielle Lebensgemeinschaften wurden durch Isolierung von Bakterienstämmen und mittels Analyse von Nucleinsäureextrakten aus Umweltproben durch molekulare Fingerprinttechniken charakterisiert. 16S rDNA-Sequenzen bakterieller Isolate und ausgeschnittener Gelbanden wurden mit Analysen aus einer 16S rDNA - Klonbank verglichen. Kultivierungsabhängige und kultivierungsunabhängige Analysen führten zu unterschiedlichen Resultaten: i) Nur 10E3 bis 10E6 koloniebildende Einheiten (CFUs) / L Meerwasser konnten bei einer Gesamtzellzahl von 10E8 bis 10E9 Zellen / L kultiviert werden. ii) Kultivierbare Bakterien unterschieden sich taxonomisch grundsätzlich von abundanten Taxa in kultivierungsunabhängigen Analysen. iii) Mittels molekularer Fingerprints wurde gezeigt, dass partikelgebundene und freilebende mikrobielle Biozönosen von unterschiedlichen mikrobiellen Taxa gebildet wurden. iv) Freilebende bakterielle Lebensgemeinschaften ähnelten sich an beiden untersuchten Stationen und in allen untersuchten Tiefen. v) Partikelgebundene Lebensgemeinschaften bestanden aus einem konstanten Teil, gebildet aus Plastiden einzelliger eukaryotischer Algen, und einem variablen Teil, gebildet aus heterotrophen Bakterien, vornehmlich Proteo- und Flavobakterien. Entwickelt wurden im Rahmen dieser Doktorarbeit ein Datenbankformat für die Katalogisierung von niedermolekularen RNA-Profilen und eine RNA-DNA - Extraktionsmethode, die es erlaubt, RNA und DNA zu fraktionieren und getrennt aus demselben Probenmaterial zu extrahieren.

The taxonomic positions of members from particle-bound and free-living marine bacterial communities were studied during the course of an EC-project, centered around the determination of the role of particle fluxes in the Western Mediterranean Sea off the coast of Nice, France. A meso-eutrophic station near the coast and an offshore, oligotrophic station were sampled during early April 1995. Bacterial communities from environmental samples were characterized both by isolating microbial strains and extracting nucleic acids followed by molecular fingerprinting analyses. 16S rDNA sequences from bacterial isolates and excised gel-bands of the molecular fingerprints were compared with sequences from a molecular clone library. Cultivation-dependent and cultivation independent analysises gave different results: i) Only 10E3 to 10E6 colony forming units (CFUs) / L marine water could be retrieved from a total of 10E8 to 10E9 bacterial cells / L. ii) Cultivated bacteria differed taxonomically from abundant taxa in the non-culture-dependent analyses. iii) Particle-bound and free-living bacterial communities biocoenoses were not constituted by identical microbial taxa, as deduced from molecular fingerprints. iv) Free-living bacterial communities showed high similarities at both stations and in all depths. v) Particle-bound bacterial communities were split into a constant fraction, consisting of plastids from eucaryotic algae, and a variable fraction, mainly Proteobacteria and Flavobacteria, respectively. Technical developments during the course of this study were: i) the creation of a database-format for low molecular RNA - fingerprints from bacterial isolates, and ii) the development for an extraction method for nucleic acids from environmental samples, which allowed for the simultaneous extraction for RNA and DNA from the same environmental sample.

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Fritz, Ingo: Das Bakterioplankton im Westlichen Mittelmeer. Analyse der taxonomischen Struktur freilebender und partikelgebundener bakterieller Lebensgemeinschaften mit mikrobiologischen und molekularbiologischen Methoden.. 2000.

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