Bestimmung der die Abrechnung bei Ton/Cyanobakterien Stapelfaser
Summary
Das Zusammenspiel und die Sedimentation von Ton und Bakterienzellen im marinen Bereich, beobachtet in natürlichen Umgebungen, können am besten in einer kontrollierten Laborumgebung untersucht werden. Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll, das eine neuartige Methode zur Messung der Sedimentation Rate von Lehm und Cyanobakterien Stapelfaser skizziert.
Abstract
Die Mechanismen für die Ablagerung von feinkörnigen, sind reich an organischen Sedimente noch weitgehend umstritten. Insbesondere wird die Auswirkungen der Interaktion von tonteilchen mit reaktiven, planktonischen Cyanobakterien Zellen in den sedimentären Datensatz unter untersucht. Diese Interaktion ist potenziell maßgeblich an Schiefer Ablagerungsbedingungen Modelle. In einer Laborumgebung können die Flockung und Sedimentation Preise dieser Materialien geprüft und in einer kontrollierten Umgebung gemessen werden. Hier zeigen wir ein Protokoll zur Messung der Sedimentation Rate von Cyanobakterien/Ton-Gemischen. Diese Methode wird durch die Beschreibung von zwei Probe-Experimenten demonstriert: die erste verwendet vorkommenden SP. PCC 7002 (ein marine kokkoiden Cyanobakterien) und Kaolin (eine trockene Form von Kaolinit) und die zweite Kaolin und Synechocystis SP. PCC 6803 (ein Süßwasser kokkoiden Cyanobakterien). Cyanobakterielle Kulturen werden mit unterschiedlichen Mengen Lehm in einen speziell entwickelten Panzer Apparat so optimiert, dass kontinuierliche, Echtzeit-Video und fotografische Aufzeichnung können gemischt. Die Stichprobenverfahren sind sowie ein Post-Sammlung-Protokoll zur präzisen Messung von Chlorophyll eine detaillierte aus denen die Konzentration von Cyanobakterien Zellen bleiben in der Schwebe bestimmt werden kann. Durch experimentelle Replikation ein Profil erstellt, die Sedimentation Rate zeigt.
Introduction
Mit heutigen Umweltbedingungen und Prozesse, vorbei an Erosionsprozesse Mechanismen abzuleiten ist seit langem eine Untermauerung der Sedimentologie. Während moderne Ablagerungsbedingungen Analoga, wie das Schwarze Meer verwendet wurden, um die Ablagerung von organischen reichen, feinkörnige Ablagerungen zu verstehen, haben Labor-Experimente das Potenzial, zusätzlichen Aufschluss über die Herkunft der Schiefer-Lagerstätten. Eine ist Anfrage bei der Entstehung der schwarzen Schiefer die Abscheiderate und Mechanismus der ursprünglichen Formation. Traditionell hat theoretisiert, daß schwarze Schiefer Umgebungen gebildet wo die Sedimentation Rate, PRIMÄRPRODUKTIVITÄT und organischer Substanz Atmung Preise die Erhaltung der organischen Substanz im Sediment1,2 fördern ,3. Jedoch die Rolle der Cyanobakterien und Ton Flockung ist weitgehend unberücksichtigt geblieben. Dieser Mechanismus der Flockung würde es ermöglichen schnelle Ablagerung von organischen reichen, feinkörnige Sedimente auftreten, und ist nicht erforderlich, sauerstoffarmen. In Anbetracht dieser Prämisse dieses Protokolls hat zwei Ziele: (1) messen die Sedimentation Rate der Cyanobakterien/Ton Stapelfaser, und (2) den Sedimentationsprozess in Echtzeit zu visualisieren. Diese Methodik, neben geochemische Analyse wurde verwendet, zu zeigen, dass Cyanobakterien/Ton Flockung in der Tat ein wichtiger Mechanismus für Shale Formation1sein kann. Während ursprünglich für die Modellierung von Schiefer Ablagerung, gilt diese Methode zu anderen Disziplinen wie Biologie und Umweltsanierung wo der Einfluss der Ton-Eingang auf bakteriellen Stoffwechsel und Bevölkerung gemessen werden muss.
Zahlreiche Studien wurden durchgeführt, um die Flockung von Cyanobakterien und Lehm, zur Abschwächung der schädlichen Algenblüten2,3,4,5,6,7 beobachten , 8 , 9 , 10 , 11 , 1 2. jedoch während der Messung Zellkonzentration im Laufe der Zeit, diese Studien haben nicht angewendet Cyanobakterien/Ton Flockung zur Modellierung der Ablagerung von der Rock-Datensatz. So fehlt diese Studien eine visuelle Komponente, die entscheidend sein kann, wenn Vergangenheit sedimentologische Prozesse zu modellieren. Zusätzlich zu die Mehrzahl der Studien nutzen Zellzählung (z. B. Pan Et Al. 11), die mühsam sein kann. Unsere Methode, mit der jüngsten Fortschritte in der Messtechnik Cyanobakterien Flockung, bestimmt die Änderungen in Cyanobakterien Zellkonzentration durch Messung Chlorophyll ein (Chl eine) in diskreten Zeitintervallen. Paarung Chl eine Messung mit visuellen Daten ist ein neuer Ansatz, die Erosionsprozesse Bedingungen abzuleiten verwendet werden können. Erzeugten Bilder können auch zur Sedimentation Rate nach der Arbeit von Du Et al.zu berechnen. 13. die Kombination von visuellen und numerischen Daten stärkt die Zuverlässigkeit der Ergebnisse. Darüber hinaus erläutern wir weitere Protokolle für die Sedimentation der Toten Biomasse und Ton ermöglichen auch beobachtet werden. Dies ist wichtig, wenn man vorbei an sedimentologische Umgebungen, wo Leben und tot Biomasse Co aufgetreten. Unterschiede im Verhalten der Toten Biomasse während der Flockung (z. B. Rückgang der Flockung Tarif) hätte möglicherweise sedimentologische folgen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Flockung, katalysiert durch Cyanobakterien Zelle-Ton Interaktion hat ein großes Interesse in den Bereichen Ökologie und Technik2,3,4,5,6,7 angezogen. ,8,9,10,11,<sup class="…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren erkennen dankbar, Mittel aus den Naturwissenschaften und Engineering Research Council of Canada (05448, 165831 und 213411).
Materials
| cyanobacteria (in this study: Synechococcus sp. PCC 7002 and Synechocystis sp. PCC 6803) | Pasteur Culture Collection | PCC 7002 or PCC 6803 | used to inoculate the plates |
| agar | Thermo Scientific | CM0003 | used to fill two petri dishes |
| Petri plates (standard bacteriology, 100 x 15 mm) | Sarstedt | 82.1473.001 | 2 required |
| 1 L heat resistant Erlenmeyer flask | Pyrex | 4980-125 | 1 required |
| 250 mL heat resistant Erlenmeyer flask | Pyrex | 4980-250 | 1 required |
| Nichrome inoculating loop with handle | Fisher Scientific | 14-956-103 | 1 required |
| tinfoil | Reynolds Wrap Aluminum Foil | 89079-067 | 50 cm required; used to cover foam stopper and neck of erlenmeyer flasks |
| growth media (e.g. A+) | 1050 mL required; produced using composition described in tables 1-4 | ||
| Bunsen Burner | Fisher Scientific | S95941 | 1 required |
| plastic tubing | Fisher Scientific | S504591 | 1 m required; used to create the bubbling apparatus |
| sponge stopper | Jaece Industries Inc | 14-127-40E | 1 required; hole made in center for pipette; used for constructin the bubbling apparatus |
| acrylic sheet | Home Depot | Optix clear acrylic sheet model # MC-102S | 1 required; used to construct acrylic tank (20 x 30 x 5.1 cm) |
| clear waterproof silicone adhesive | Home Depot | Loctite clear silicone model # 908570 | 1 required; used to construct acrylic tank (20 x 30 x 5.1 cm) |
| camera or video recorder | Panasonic | HC-V770 HD camcorder | 1 required |
| tripod | Magnus | VT-300 | 1 required |
| black cloth | primomart | EAN 0726670162199; Part number 680254blacknappedfr | 1 required; duvetyne light block-out cloth; approximatly 152 x 213 cm to cover tank experiment |
| heat resistant serological pipet | corning incorporated C708510 | 13-671-101G | 1 required; used to create the bubbling apparatus |
| sample vials | Dynalon | S30467 | at least 12 (will vary with time interval chosen) |
| heat resistant glass pipette | Fisher Scientific | Corning Incorporated C708510, 13-671-101G | 1 required; used to create the bubbling apparatus; Polystyrene serological pipet would also work, but should be connected to the tubing and stopper after the rest of the apparatus is autoclaved. |
| microcentrifuge | Eppendorf | 22 62 120-3 | 1 required;Comparable products may be used if capable of centrifuging 1.5 -2 mL microfuge tubes at 13,000 x g |
| vortex machine (Vortex-Genie 2) | Scientific Industries, Inc | SI-0236 | 1 required |
| 100% methanol | Fisher Scientific | A412-500 SDS | at least 12 mL (1mL per sample) required; Caution: Flammable, toxic. Wear gloves and safety glasses. Do not use or store near ignition source. Alternate sources may be used. |
| cuvettes (1.6 mL, polystyrene) | Sarstedt | 67.742 | at least 12 required |
| spectrophotometer | Fisher Scientific | 222-271600 | 1 required; Pharmacia Biotech Novaspec ll could also be used. |
| light bulbs | Home Depot | model # 451807; internet #205477895; store SKU #1001061538 | 6-8 bulbs required to provide light for the tank experiments |
| pipette (Pipetman Classic P1000 | Gilson | F123602 | used to collect samples |
| 37 % Hydrochloric acid | Sigma-Aldrich | 258148 | Caution: Corrosive and toxic. Wear lab coat, safety glasses and acid-resistant gloves while using. Prepared to 4 N before use by dilution into deionized water in a chemical fumehood. |
| Foam stopper (small) | Canlab | T 1385 | |
| Foam stopper (large) | Canlab | T 1387 | Requires some intact stoppers and some with a single hole through the centre |
| 30 °C incubator/growth room with continuous illumination | 1 required | ||
| 70 % Ethanol | Fisher Scientific | BP8201500 | 30 mL required;Caution: Toxic and flammable. Wear lab coat and safety glasses |
| hydrophobic air filter (Midisart 2000, 0.2 µm) | Sartorius | 17805 | 1 required |
| clay (e.g. kaolin) | Fisher Scientific | MFCD00062311 | at least 50 g required |
| microfuge tubes (2 mL, polypropylene) | Sarstedt | 72.695.500 | Comparable products may be used. At least 12 (will vary with time interval chosen) |
| 1000 µL pipet tips | Sarstedt | 70.762 | 1 required |
References
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