Anoxigenikus fototróf baktériumok a Goryachinsk termálforrás mikrobaközösségeiből (Bajkál.

Dokumentumok

Bejegyzés 2017. március 16-án

fototróf

Goryachinsk termálforrás (Bajkál) mikrobaközösségeiből származó anoxigén fototróf baktériumok átirata.

ISSN 00262617, Microbiology, 2014, Vol. 83. szám, 4. szám, 407421. o. Pleiades Publishing, Ltd., 2014. Eredeti orosz szöveg A.M. Kalasnyikov, V.A. Gaisin, M.V. Sukhacheva, B. B. Namsaraev, A.N. Panteleeva, E.N. NuyanzinaBoldareva, B.B. Kuznyecov, V.M. Gorlenko, 2014, megjelent a Mikrobiologiya, 2014, Vol. 83. szám, 4. szám, 484499.

A termálforrások elsősorban a termofil mikroorganizmusok élőhelyeként vonzzák a figyelmet a különféle fiziológiai és taxonómiai csoportokra. A mikrobiális szőnyegek kifejlesztették a tavaszi ágyakat, cianobaktériumokkal, egysejtű algákkal és anoxigenikus fototróf baktériumokkal (APB), amelyek termelőként hatnak, az ősi fototróf közösségekre leginkább hasonlító rendszereknek tekintik [1]. A felszíni termálvizek hőmérséklete fokozatosan magasról, a termofil mikroorganizmusok számára kedvező mérsékeltre változik. A termálforrások tehát egy természetes modellt jelentenek, amely lehetővé teszi a termofil és a mezofil mikrobiális közösségek közötti átmeneti állapotok vizsgálatát.

A termálforrásokat súlyos fokokra [2] lehet osztani, a leggyakoribb típus a lúgos nitrogéntermikus vizek. A lúgos nitrogén termálvíz tartományok Közép-Ázsiában, Szibéria keleti részén nagy területeket ölelnek fel,

India, Afrika keleti és déli része, Dél-Amerika, Európa, az Egyesült Államok nyugati része, valamint Izland nyugati és keleti (de nem középső) területei. Geokémiai szempontból a nitrogénes termálvizek jellemzőit a szilikát-hidrolízis és az oxigénveszteség folyamatai határozzák meg.; ennek eredményeként az uralkodó gáznemű vegyület nitrogén, és a szulfátok részlegesen hidroszulfidokká redukálódnak. A Bajkál-szakadék zónájában nagyszámú nitrogén-termálforrás található, amelyek 84-ig terjedő hőmérsékletűek és pH-értékük 6,1-től 9,3-ig terjed. Magmatikus és termometamorf folyamatoktól függetlenül képződnek, ami különbözik az aktív vulkanizmus területeinek termálvizeitől [3].

A Bajkál rift termálforrások mikrobaközösségeit már régóta tanulmányozták; a fototróf közösségek faji összetételét azonban korábban csak hagyományos mikrobiológiai módszerekkel vizsgálták, molekuláris genetikai

Anoxigenikus fototróf baktériumok a Goryachinsk termálforrás mikrobaközösségeiből (Bajkál terület, Oroszország)

A. M. Kalashnikova, V. A. Gaisinb, M. V. Sukhachevab, B. B. Namsaraevc, A. N. Panteleevab, E. N. NuyanzinaBoldarevaa, B. B. Kuznetsovb és V. M. Gorlenkoa, 1

az Orosz Tudományos Akadémia Winogradsky Mikrobiológiai Intézete, pr. 60letiya Oktyabrya 7, k. 2, Moszkva, 117312 Oroszország

b Biomérnöki Központ, Orosz Tudományos Akadémia, Moszkva, Oroszországi Általános és Kísérleti Biológiai Intézet, Burjati Scientifec Központ, Szibériai Kirendeltség, Orosz Tudományos Akadémia,

UlanUde, Oroszország 2013. november 29-én kapta meg

Kulcsszavak: Goryachinsk, Bajkál környéke, hidrotermák, anoxigén fototróf baktériumok, pufLM, fmoA

1 Levelező szerző; e-mail: [email protected]

MIKROBIOLÓGIA Vol. 83 2014. sz. 4. sz

KALASHNIKOV et al.

technikák. A legátfogóbb fototróf közösségek a Kotelnikovskii-félszigeten található források, a Bolsherechenskspring 30 km-re a Barguzinnature rezervátum északi határától és az Uro-forrás 40 km-re Barguzin településétől [4, 5]. A Bajkál-szakadék zónájának termálvizeinek általános hidrokémiai és mikrobiológiai jellemzését például [6] tartalmazza. A Goryachinsk termálforrás több mint 200 éve ismert, de mikrobiális közösségét nem vizsgálták átfogóan.

Jelen munka célja az volt, hogy megvizsgáljuk az APB fajok sokféleségét a Goryachinsk termálforrás mikrobiális szőnyegében mind a hagyományos mikrobiológiai, mind a molekuláris genetikai módszerek felhasználásával.

ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK

Források. A baktériumokat izoláltuk olyan algobaktériumokból, amelyek különböző hőmérsékleti zónákban fejlődtek ki a Goryachnsk forrásnál. A mintavételi helyek jellemzésére a hőmérsékletet elektromos hőmérővel (HANNA HI 8314, Románia) regisztráltuk, pH-értékét aportálható pH-mérővel (HANNA HI 8314), és a teljes értéket TDS4 mérővel (Szingapúr). A szulfidkoncentrációkat standard kolorimetriás technikával határoztuk meg. A szőnyegmintákat és a mikrobatenyészeteket fénymikroszkóppal vizsgáltuk egy Olympus BX41 mikroszkóppal (Olympus, Japán).

A sejtpigmentek abszorpciós spektrumát a mintákból és a tiszta tenyészetekből származó sejtek megszakadása után elemeztük Soniprep 150 plus ultrahangos szétesést elősegítő eszközzel 14,5 kHz-en. A sejttörmeléket centrifugálással 7000 g-vel 5 percig kicsapjuk, és a felülúszót tartalmazó membránfragmentákat és kloroszómákat felhasználjuk spektrometriához.

Az oxigénes fototrófák taxonómiai osztályozása morfológiai tulajdonságaik alapján. Az anoxigenikus fototrófokat szelektív mediákban tenyésztéssel regisztráltuk. Rostos APB-t (FAPB) a következő (g/l) tartalmú tematikában növesztettünk: KH2PO4, 0,4, NH4Cl, 0,5; MgCl2, 0,4; KCl, 0,5; NaCl, 0,5; Na2S2O3, 0,5; CaCl2 2H20, 0,3; NaHCO3, 0,5; B12-vitamin, 10 g/l; valamint a nyomelem-oldatot Pfennig és Lippert szerint.

Az alap táptalajt többféle módon módosítottuk, hogy fenntartsuk a különféle taxonómiai csoportok fototróf baktériumainak szaporodását. A termofil Chloroflexus fajok és a lila, nem kénes baktériumok esetében a növekedési közegeket 0,5 g/l nátrium-acetáttal, 0,5 g/l nátrium-maláttal, 0,5 g/l nátrium-piruváttal, 0,1 g/l élesztőkivonattal és 0,1 g/l Na2S 9H2O-val egészítettük ki. A Chromatiaceae és a Chlorobiaceae család baktériumfajait 0,5 g/l Na2S 9H2O-val, 0,5 g/l nátrium-tioszulfáttal és 0,5 g/l nátrium-acetáttal kiegészített lúgos közegben tenyésztettük. Aerob bac

a terioklorofillt tartalmazó baktériumokat heterotróf táptalajon növesztettük onagar lemezeken [7].

A tenyészetekben növekvő APB fajokat a sejtmorfológia, a bakterioklorofill és a karotinoid típusok, az autotróf és heterotróf szulfidnövekedés képessége, a sötétségben való növekedés képessége, valamint a hőmérséklet és a pH hatása alapján azonosították.

Az APB molekuláris genetikai azonosítását tiszta tenyészetekben végeztük PCR-rel primerekkel a pufLM és az fmoA csoportspecifikus molekuláris markerek csoportosításához. A-baktérium-klorofillt tartalmazó aerob baktériumok izolált tiszta tenyészeteit 16S rRNS génszekvenciájuk alapján azonosítottuk.

DNS-t izoláltunk FAPB tenyészetekből a CTAB módszer [8] alkalmazásával, kisebb módosításokkal. Az összes többi baktériumtenyészetből a DNS-t izoláltuk, ahogy azt korábban leírtuk [9].

A pufLM operon töredékeit amplifikáltuk és szekvenáltuk két csoporthoz tartozó primer készlet alkalmazásával. A lila kén- és kéntelen baktériumokra specifikus primerek halmazát a [10] -ben írták le. A FAPB-t tartalmazó klórszomokra specifikus másik primerpárt a jelen tanulmányhoz terveztük: előre, 5'CGAGCCGGARTAYAAGATCAA3 'és fordított 5'AGAAGATCGAGAGCATGTG3'. Mindkét primer rendszer esetében a PCR protokoll magában foglalta a kezdeti ciklust: 2 perc 94 ° C-on, 30 másodperc 56 ° C-on és 90 másodperc 72 ° C-on, 42 ciklus 30 másodpercig 94 ° C-on, 30 másodperc 56 ° C-on, 90 s 72 ° C-on, és a végső hosszúság 5 perc 72 ° C-on.

Az Agrobacterium tumifaciensben a pufMgene kimutatására létrehozott primereket szintén használtuk: 5'GCACCTGGACTGGA3 '(előre) és 5'CCATGGTCCAGCGCCAGA3' (fordított). A PCR protokoll a következő volt: kezdeti denaturálás 94 ° C-on 3 percig, 30 50 másodperces ciklus 94 ° C-on, 50 másodperc 55 ° C-on és 50 másodperc 72 ° C-on; végső megnyúlás 72 ° C-on 10 percig.

A 16S rRNS génfragmensek amplifikációját és a PCR-termékek ezt követő szekvenálását univerzális 27f és 1492r baktérium primerekkel hajtottuk végre [11].

Az afmoA fragmens amplifikációját és ezt követő szekvenálását a [12] -ben leírt primerekkel hajtottuk végre.

A célgén-fragmensek amplifikálására szolgáló 25 literes PCR-keverék 1 puffert tartalmazott a BioTaqDNS polimerázhoz (17 mM (NH4) 2SO4; 67 mM TrisHCl, pH 8,8; 2 mM MgCl2), mindegyikhez 12,5 nmol dNTP-t, 50 ng DNS-templátot, 5 pmol minden releváns primert és 3 U BioTaq DNS polimerázt (Dialat LTD, Oroszország).

A PCR termékeket Wizard SV Geland PCR CleanUp rendszerrel (Promega, Egyesült Államok) tisztítottuk a gyártói utasítások és a