Niche adaptation and microdiversity among populations of planktonic bacteria

Jogler, Mareike

Die Wassersäulen mariner und limnischer Habitate können wie ein homogener Raum ohne sichtbare Grenzen wirken. Allerdings kämpfen freilebende Bakterien um das Überleben in diesem homogen erscheinenden Habitat und adaptierten sich an verschiedene ökologische Nischen. Um die Prozesse der Nischenbildung und der bakteriellen Artbildung zu verstehen, wurden zwei unterschiedliche Systeme untersucht: i) eine mikrodiverse Gruppe limnischer Sphingomonadaceae (Phylotyp G1A) und ii) eine homogene marine Population grüner Schwefelbakterien (Chlorobium BS-1). Die Mikrodiversität des G1A Phylotypen wurde anhand von Nukleotidunterschieden innerhalb eines nicht-codierenden Bereiches (ITS1), der sich zwischen dem 16S rRNA und 23S rRNA Gen befindet, identifiziert. Die Sequenz des 16S rRNA Gens ist hingegen bei allen Individuen des Phylotyps identisch. Im Gegensatz dazu, besitzen alle Individuen der Chlorobium BS-1 Population identische 16S rRNA Gensequenzen und identische ITS1 Sequenzen. Das Hauptziel dieser Studie lag darin die Faktoren zu erfassen, die zur Mikrodiversität des limnischen Phylotypen G1A und zur Homogenität der marinen Chlorobium BS-1 Population führten.

The water column of marine and limnic habitats might appear as a homogeneous space without visible constraints. However, free-living bacteria struggle for survival and adapted to various ecological niches within this seemingly homogeneous habitat. To understand the processes of niche formation and bacterial speciation, two different systems were investigated: i) a microdiverse cluster of dominant freshwater Sphingomonadaceae (phylotype G1A) and ii) a uniform marine population of green sulfur bacteria (Chlorobium BS-1). The microdiversity of the G1A-cluster was identified by nucleotide differences within a non-coding region (ITS1), that is located between the 16S rRNA gene and 23S rRNA gene, whereas the 16S rRNA gene sequence was identical for all members of the phylotype. In contrast, all members of the Chlorobium BS-1 population exhibited identical 16S rRNA and ITS1 sequences. The main objective of this study was to determine the factors that caused the microdiversity among the limnic phylotype G1A and the homogeny of the marine Chlorobium BS-1 population.

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Jogler, Mareike: Niche adaptation and microdiversity among populations of planktonic bacteria. 2012.

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