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Aufgabenstellung: 200120022003 Grunderhebung der MO-Struktur (direkte Zellzahlbestimmung; SSCP-Fingerprinting von amplifizierter 16S rDNS und rRNS) x Zeitliche.

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1 Aufgabenstellung: Grunderhebung der MO-Struktur (direkte Zellzahlbestimmung; SSCP-Fingerprinting von amplifizierter 16S rDNS und rRNS) x Zeitliche Dynamik von MO-Gesellschaften (Zellzahlbestimmung; SSCP-Fingerprinting von 16S rDNS und rRNS) xx Säulenversuch Teilprojekt1 (SSCP-Fingerprinting von 16S rDNS und rRNS; molekulare Analyse am Abbau der PAH- Modellverbindungen beteiligter Gene) xx Abbau von 13 C-markierten PAH- Modellverbindungen in Mikrokosmenversuchen (IR-MS; Quantifizierung von relevanten Genen für den Abbbau der PAHs) x Mikrobielle Ökologie: Diversität und Aktivität PA 2 Mikrobielle Ökologie: Diversität und Aktivität Matthias Labrenz, Manfred Höfle

2 Extraction of total DNA and RNA Cluster analyses Image analysis Digitized lanes SSCP analysis of microbial community 16S rDNA and 16S rRNA PCR (V4-V5) Fingerprints of bacterial communities Fingerprints of active bacterial communities RT-PCR (V4-V5) Microbial community structure and composition of active taxa (Shannon index) [Band position and diversity] Microbial community fingerprints PCR (V4-V5)

3 Vorläufige Ergebnisse zu: -Diversität mikrobieller Gemeinschaften und deren Aktivitätsprofile basierend auf 16S rDNA und 16S rRNA SSCP fingerprints -> Probenahme Herbst > Probenahme Sommer Ringversuch - Gesamtzellzahlen (Biomasse)

4 Cluster analysis of Ringversuch DNA fingerprints

5 DNA- and RNA-diversity represented as Shannon index (autumn 2000)

6 Cluster analysis of DNA/RNA SSCP fingerprints (autumn 2000)

7 SSCP Bo-16, Bio101 Microbial diversity of Scheyern, Merzenhausen and Bad Lauchstädt soils (autumn 2000)

8 SSCP Bo-16, Bio101 Microbial diversity of Scheyern, Merzenhausen and Bad Lauchstädt soils (autumn 2000): pherogram

9 Cluster analysis of DNA/RNA SSCP fingerprints (summer 2001)

10 SSCP fingerprints of DNA extracted from Bad Lauchstädt soils (autumn 2000 and summer 2001)

11 DNA- and RNA-diversity represented as Shannon index (summer 2001)

12 DNA-diversity represented as Shannon index (Ringversuch, autumn 2000)

13 DNA-diversity represented as Shannon index (Ringversuch, autumn 2000)

14 Total cell counts determination by Sybr Green stained bacterial DNA* ScheyernMerzenhausenBad Lauchstädt *Ringversuch autumn µm

15 Zusammenfassung (1) 1.Geringe Variabilität der mikrobiellen Gemeinschaft eines Bodens und deren aktive Populationen in der Fläche, aber Veränderungen mit zunehmender Tiefe. 2.Trotz auftretender Gemeinsamkeiten sind die mikrobiellen Gemeinschaften der drei Böden sowie deren aktive Populationen grundsätzlich voneinander unterscheidbar. 3.Bad Lauchstädt bildet in sich ein konstanteres Cluster als Scheyern und Merzenhausen. 4.Große Unterschiede der mikrobiellen Gemeinschaft eines Standortes zwischen der Herbst- und Sommer-Probenahme. 5.Mikrobielle Diversität in allen Böden und bei beiden Probenahmen hoch (Shannon Index 1,3 – 1,8). Kaum dominierende Arten (Eveness gegen 1). 6.Anzahl der auf dem SSCP-Fingerprint aufgetrennten Banden hoch: 39 – 62..

16 Zusammenfassung (2) Ringversuche: 1.Bei beiden DNA-Extraktionmethoden gut unterstützte Clusterbildung der jeweiligen Proben eines Bodens. Ähnlichkeiten der drei Parallelen: CTABGSF Pearson-Korrelation 90 – 99 %70 – 92 % Dice-Korrelation55 – 85 %65 – 75 % 2.Shannon Indices der CTAB- sowie der GSF Methodik vergleichbar: CTABGSF Diversitätindex1,33 – 1,381,26 – 1,44 Eveness0,90 – 0,930,96 – 0,98 3. SSCP Fingerprints je nach DNA-Extraktionsmethode sehr unterschiedlich.

17 Ausblick auf Weitherhin Grunderhebungen zur Diversität und Aktivität mikrobieller Gemeinschaften in den Probeböden, Zellzahlbestimmungen - Identifizierung (Sequenzierung von dominanten Arten) - Säulenversuche - Mikrobielle Diversität, Aktivität (16S rDNA, 16S rRNA) - Quantifizierung relevanter der am Xenobiotika-Abbau beteiligten Gene auf mRNA-Ebene


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