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Enrichment and characterization of anaerobic phototrophic Fe(II)-oxidizing prokaryotes
Doris Schmid
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Kristina Straub
DOI
10.25365/thesis.21015
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29400.47595.917160-6
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Seit einigen Jahren gibt es die Theorie das Eisenoxidierenden Bakterien an der Entstehung der Banded Iron Formation (BIFs) beteiligt waren. Diese Gruppe von Bakterien benötigt keinen Sauerstoff fürs Leben und ist für die Reaktion von Fe(II) zu Fe(III) zuständig. Diese sogenannten anaeroben phototrophen Eisenoxidierenden Bakterien, die ihre Energie aus dem Sonnenlicht erhalten und CO2 fixieren, verwenden Fe(II) als Elektronendonor und bilden aus Fe(II) welches im Wasser gelöst ist, festes meist schlecht kristallisierte Eisenminerale wie Ferrihydrit.
Diese Arbeit beschäftigt sich einerseits mit der ökologischen Verbreitung der Eisenoxidation durch phototrophe Eisenoxidierende Bakterien in Mitteleuropa. Andererseits mit der Isolierung und Charakterisierung eines Bakteriums welches für die Reaktion von Fe(II) zu Fe(III) zuständig ist. Zu diesem Zweck wurden 20 Proben aus unterschiedlichen Ökosystemen wie Eisenquellen, Teichen oder Flüssen genommen.
Es wurden Wachstumsversuch und Eisenmessungen mittels der Ferrozin-Methode durchgeführt. Diese zeigten, dass die Oxidationen von Fe(II) in Anreicherungen durchschnittlich 10-21 Tage dauerten. Zusammenfassend konnten bei 17 von 20 Proben in einer oder mehreren Anreicherungsmethoden eine phototrophe Eisenoxidation festgestellt werden.
Das Isolat ViMi23 wurde aufgrund seiner 16S rDNA den Rhodopseudomonas pseudopalustris DSM 123T zugeordnet. Die Zellen von Stamm ViMi23 zeigten eine keulenförmige Zellform und beinhalteten Bakteriochlorophyll a. Das Temperaturoptimum lag bei 25°C und das pH-Optimum bei 6.8. Das Isolat zeigte keinen Gärungsstoffwechsel, konnte aber Sauerstoff als Elektronenakzeptor im Dunkeln und andere Elektronendonatoren zum photoautotrophen oder photoheterotrophen Wachstum nutzen (unter anderem H2, Thiosulfat, S0, Acetat, Succinat, Propionat).
Abstract
(Englisch)
Some decades ago a new theory of bacteria relevant for the formation of this iron stones were found. This new group of bacteria which do not need oxygen for life and could oxidize Fe(II) into Fe(III). The so-called Fe(II)-oxidizing anoxygenic phototrophic bacteria that obtain their energy from sunlight and fix CO2 using Fe(II) as a sole electron donor form solid, usually poorly crystallized iron minerals such as ferrihydrite.
To evaluate the significance and spread of Fe(II) oxidation by phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria, samples were collected in middle Europe. In the end, one pure culture was obtained from one enrichment culture and characterized in detail.
Growth experiments and iron measurements were conducted by applying the ferrozine-photometer method and showed an average of 10-21 days for iron oxidation. A relatively widespread occurrence of phototrophic iron oxidation was observed. Only three out of twenty samples showed no Fe(II)-oxidizing activity in the end.
The isolate ViMi23 was a microaerophilic phototrophic Fe(II)-oxidizing bacterium with a growth temperature optimum near 25°C. The pH optimum for the growth of ViMi23 was approximately 6.8. Analysis of 16S rRNA gene sequences revealed an affiliation with Rhodopseudomonas pseudopalustris DSM 123T.
Cells of strain ViMi23 were elongated to club-shaped and contained bacteriochlorophyll a. This isolate showed no fermentation metabolism, but was able to grow photoheterotrophically with many other substrates, for example, acetate, succinate or cysteine. Strain ViMi23 grew also photoautotrophically with H2 or sulfur compounds such as thiosulfate or elemental sulfur.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
BIFs phototrophic bacteria Fe(II)-oxidation ViMi23 enrichment characterization anaerob bottle plates
Schlagwörter
(Deutsch)
BIFs phototroph Bakterien Fe(II)-Oxidation ViMi23 Anreicherung Charakterisation anaerob Bottle Plates
Autor*innen
Doris Schmid
Haupttitel (Englisch)
Enrichment and characterization of anaerobic phototrophic Fe(II)-oxidizing prokaryotes
Paralleltitel (Deutsch)
Anreicherung und Charakterisierung von anaeroben phototrophen Fe(II)-oxidierenden Bakterien
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
65 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Kristina Straub
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.99 Geowissenschaften: Sonstiges
AC Nummer
AC10669596
Utheses ID
18800
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |