von Herrn Reinhard Wilms - ICBM

ZUSAMMENFASSUNG
Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wurden Sedimente des Rückseitenwatts der Insel Spiekeroog bis
zu einer Tiefe von 5,5 Metern molekularbiologisch untersucht. Dabei wurden die mikrobiellen
Gemeinschaften der Bakterien, Archaeen und Eukaryoten mit Domänen-spezifischen PCR-
Primern analysiert. Die erhaltenen Amplifikate konnten mittels der DGGE aufgetrennt und
anschließend sequenziert werden. Die Sequenzen lieferten einen umfangreichen Einblick über
die Zusammensetzungen der mikrobiellen Gemeinschaften innerhalb der Sedimentsäulen
verschiedener Standorte des Wattenmeeres. So zeigte sich, dass die Oberflächen der
Sedimente von Proteobakterien dominiert werden, wohingegen in tieferen und älteren
Sedimentschichten vornehmlich Vertreter der Chloroflexi detektiert wurden. Mit
zunehmender Sedimenttiefe kommt es somit zu einer Verschiebung der dominierenden
Bakterien zu Organismen, die bisher hauptsächlich in Habitaten der „Tiefen Biosphäre“ (deep
biosphere) gefunden wurden. Methanogene Archaeen konnten über die gesamte
Sedimentsäule detektiert werden, wobei Vertreter der Klasse Methanosarcina in sämtlichen
Sedimentschichten detektierbar waren und somit eine Coexistenz mit sulfatreduzierenden
Bakterien aufzeigen. Dies wurde auch durch das aufgenommene Methanprofil bestätigt, da in
sämtlichen Sedimentschichten Methan zu detektieren war. Sequenzen von Eukaryoten wurden
ebenfalls über die gesamte Länge der untersuchten Kerne gefunden. Überraschenderweise
wurde bei dieser Analyse ab 160 cm Tiefe ein neues Cluster innerhalb der Euryarchaeota
entdeckt (TF1-Cluster), obwohl ein Eukaryoten-spezifischer PCR-Primer verwendet wurde.
Zusätzlich zu den Sequenzierungen wurden die zu verschiedenen Jahreszeiten
gewonnenen Sedimentkerne mittels real-time PCR untersucht. Dabei wurden die Bakterien
und Archaeen anhand ihrer 16S rRNA Gene quantifiziert. Die sulfatreduzierenden und
methanogenen Prokaryoten wurden über die Schlüsselenzyme der Sulfatreduktion und
Methanogenese, die dissimilatorische Sulfit Reduktase (dsr) bzw. die Methyl-Coenzyme M
Reduktase (mcr), quantifiziert. In den lokalisierten Sulfat-Methan-Übergangszonen, wo
möglicherweise eine anaerobe Oxidation von Methan (AOM) stattfinden könnte, wurden
dabei nicht nur erhöhte Zellzahlen für die Domänen der Bakterien und Archaeen detektiert,
sondern auch erhöhte Kopieanzahlen für dsr und mcr. Bei den Sequenzierungen von
entsprechenden DGGE-Banden wurden die für AOM postulierten Organismen (ANME) zwar
nicht detektiert, aber die erhöhten Kopie- und Zellzahlen lassen dennoch auf diesen Prozess in
den Sulfat-Methan-Übergangszonen schließen. Eine genaue Bestimmung der beteiligten
Organismen war jedoch nicht möglich.
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