Mikrorganismen an natürlichen Standorten

Question 1

Was ist eine besonderheit an mikrobiellen Habitaten?

Answer 1

• Können sich in in kleinskaligen Bereichen stark ändern → “Mikrostrukturen”
• Beispiel: oxisch zu anoxisch in nur wenigen Millimetern im Boden

Question 2

Welche Mikroorganismen kommen in welcher Schicht vor? Was lässt sich jeweils über die Ernährungsweise sagen?

Answer 2

1. Diatomeen
2. Cyanobakterien
   
   • Photolithoautotroph
   • H₂O als Elektronendonor
3. Purpurschwefelbakterien
   
   • Photolithoautotroph
   • H₂S als Elektronendonor
4. Sulfatreduzierende Bakterien
   
   • Schwarzfärbung von Reaktion von H₂S mit Eisen zu Eisensulfid

Question 3

Was ist das Ziel der mikrobiellen Ökologie? Was ist das Problem dabei?

Answer 3

Ziel:

Erfassung der Interaktionen von

Mikroorganismen mit ihrer biotischen und abiotischen Umwelt

Problem:

Wie kann man herausfinden, welche Mikroorganismen in ihrem Habitat welche Aktivitäten aufweisen?

Question 4

Welche 2 Arten gibt es um Mikroorganismen an natürlichen Standorten zu untersuchen? Welche Methoden werden jeweils eingesetzt?

Answer 4

• Kultivierungs-abhänigige
  
  • Anreicherungskulturen
  • Gewinnung von Reinkulturen
• Kultivierungs-unabhängige
  
  • Chemische Marker
  • Nukleinsäure-basierte Methoden
  • Aktivitätsmessung

Question 5

Was ist das Problem an Kultivierungs-abhänigen Ansätzen?

Answer 5

Es kann nur ein sehr geringer Anteil ( <1% ) der gesamten Mikroorganismen aus einer Umweltprobe kultiviert werden?

Question 6

Wie berechnet man die Kultivierungseffizienz?

Answer 6

Kultivierungseffizienz = kultivierbare MOs / MOs gesamt

Question 7

Was ist der am häufigsten Verwendete molekulare Marker bei Bakterien? Wieso?

Answer 7

• 16s rRNA

⇒ Gute Mischung aus konservierten und variabelen Bereichen

Question 8

Wie kann man mit Hilfe von PCR-basierten Methoden mikrobielle Gemeinschaften an Hand der 16s rDNA analysieren?

Answer 8

1. Isolierung von DNA aus einer Umweltprobe
2. PCR mit Primern für die 16s rDNA
3. Herstellung einer Klonbibiothek
4. Restriktionsanalye zur Durchmusterung der Klone
5. Sequenzierung der Inserts mit der 16s rDNA
6. Phylosgenetische Einordnung durch Datenbankvergleiche

Question 9

Was sind zwei weitere Methoden zur kultivierungsunabhängigen Nukeleinsäure-basierten Analyse von mikrobiellen Gemeinschaften?

Answer 9

• FISH
• Einsatz von stabilen Isotopen (Stable-Isotope Probing)

Question 10

Schaubild: Ablauf kultivierungsunabhäniger und -abhängiger mit den entsprechenden Methoden

Answer 10