Browsing by Subject "DNRA"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-3 of 3
  • Röhr, Emilia (Helsingfors universitet, 2013)
    Typpi on perustuotantoa rajoittava ravinne lähes koko Itämerellä. Typen kierto perustuu mikrobien välittämiin hapetus-pelkistysreaktioihin, joissa typpeä muunnetaan erilaisiin muotoihin. Ammonifikaatiossa mikrobit mineralisoivat liuennutta tai partikulaarista orgaanista typpeä ammoniumiksi ja DNRA- prosessissa (dissimilatorinen nitraatin pelkistys ammoniumiksi)mikrobit pelkistävät nitraattia ammoniumiksi. Ammonium on biologisesti kaikkein käyttökelpoisin typen muoto ja siksi sen pitoisuudet ovat vesipatsaassa yleensä hyvin pieniä. Mikrobiprosessien mittaamiseksi myös pienten ammoniumpitoisuuksien määrittäminen on tärkeää. Pro gradu-tutkielmassa määritettiin DNRA:n ja ammonifikaation prosessinopeuksia Varsinaisen Itämeren vesipatsaassa hyödyntämällä stabiili-isotooppitekniikkaa. Tutkimuksen edellytyksenä oli selvittää kokeellisesti alin luotettava määritysraja ammoniumin 15N-pitoisuudelle. Menetelmäkehitystä varten valmistettiin koesarjoja ultrapuhtaasta vedestä ja tunnetun 15N:14N -suhteen omaavista ammoniumkloridijauheista. Minimimääritysrajakokeessa etsittiin eri ammoniumin ainemääriä sisältävän koesarjan avulla massaspektrometrisen analyysin tarvittava alin ammoniumin ainemäärä. Minimimääritysrajan alapuolelle pyrittiin pääsemään tekemällä kantoliuoskoe. Kantoliuoskokeessa valmistettiin eri ammoniumin ainemääriä (0,5 atom. %) sisältävä koesarja, joiden ammoniumin ainemäärää kasvatettiin lisäämällä näyteliuoksiin kantoliuosta, jonka määrä ja isotooppisuhteet tunnettiin. Kantoliuoslisäysten jälkeen näytteet analysoitiin massaspektrometrillä ja tuloksista seurattiin 15N:14N – suhteen muutosta eri laimennoksissa. Pienin luotettavasti määritetty ammoniumin ainemäärä oli 0,5 µmol. Kantoliuoskokeilla ei onnistuttu optimoimaan määritysrajaa pienemmäksi, eikä menetelmää siten hyödynnetty vesinäytteiden DNRA- ja ammonifikaatiomittauksissa. DNRA- ja ammonifikaatiomittauksia varten kerättiin vesinäytteitä Varsinaiselta Itämereltä neljältä eri näytteenottoasemalta (Läntisen Gotlannin, Itäisen Gotlannin , Fårön ja Landsortin syvänteet) toukokuussa 2011. Lisäksi Itäiseltä Gotlannin syvänteeltä otettiin vesinäytteet DNRA- ja ammonifikaatiomittauksia varten myös heinäkuussa 2011. Vesinäytteitä rikastettiin 15N- ammoniumilla siten, että näytteiden 15N- pitoisuudeksi saatiin 5 µM. Näytteitä inkuboitiin 24 tuntia in situ- olosuhteissa. Inkuboinnin jälkeen näytteistä mitattiin 15N- leima ammonium diffuusio- menetelmällä. Tuloksista laskettiin DNRA- potentiaalit sekä ammonifikaation in situ- prosessinopeudet. Keväällä mitatut ammonifikaation in situ- prosessinopeudet olivat matalia (0,36- 8,35 nM d-1). Tuloksia saattoi selittää se, ettei kesäisen perustuotannon tuottama partikulaarinen orgaaninen typpi ollut vielä ammonifioijien käytettävissä. Eri asemilta mitatuissa prosessinopeuksissa ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa. Tutkittujen ympäristömuuttujien ja ammonifikaation prosessinopeuksien välillä ei havaittu korrelaatiota. DNRA- potentiaalituloksia saatiin vain toukokuussa Läntiseltä Gotlannin syvänteeltä ja heinäkuussa Itäiseltä Gotlannin syvänteeltä kerätyistä näytteistä. Läntiseltä Gotlannin syvänteeltä mitattu DNRA- potentiaalinopeus (1,14 nM d-1) oli lähes nelinkertainen heinäkuussa Itäiseltä Gotlannin syvänteeltä mitattuun DNRA- potentiaaliin (0,38 nM d-1) nähden. Ammonifikaation merkitys Itämerellä on todennäköisesti pienempi ulapalla kuin estuaareissa, joissa suuri orgaanisen aineksen kuormitus tuo jatkuvasti substraatteja ammonifikaatiolle. Keväisen piileväkukinnan nopeasta sedimentoitumisesta johtuen saattavat ammonifikaation prosessinopeudet Itämerellä keväisin olla suurempia sedimenteissä kuin vesipatsaassa. Itämeren erityispiirteet, kuten alhainen suolapitoisuus todennäköisesti inhiboi vesipatsaan DNRA:n esiintymistä, jonka seurauksena mitatut DNRA- nopeudet jäivät mataliksi. DNRA: n kanssa nitraatista kilpailevan kemolitoautotrofisen denitrifikaation on sen sijaan havaittu olevan pääasiallinen typpeä pelkistävä prosessi Varsinaisella Itämerellä.
  • Schmidt, Dietrich J. Epp; Kotze, David Johan; Hornung, Erzsebet; Setala, Heikki; Yesilonis, Ian; Szlavecz, Katalin; Dombos, Miklos; Pouyat, Richard; Cilliers, Sarel; Toth, Zsolt; Yarwood, Stephanie A. (2019)
    Urbanization results in the systemic conversion of land-use, driving habitat and biodiversity loss. The "urban convergence hypothesis" posits that urbanization represents a merging of habitat characteristics, in turn driving physiological and functional responses within the biotic community. To test this hypothesis, we sampled five cities (Baltimore, MD, United States; Helsinki and Lahti, Finland; Budapest, Hungary; Potchefstroom, South Africa) across four different biomes. Within each city, we sampled four land-use categories that represented a gradient of increasing disturbance and management (from least intervention to highest disturbance: reference, remnant, turf/lawn, and ruderal). Previously, we used amplicon sequencing that targeted bacteria/archaea (16S rRNA) and fungi (ITS) and reported convergence in the archaeal community. Here, we applied shotgun metagenomic sequencing and QPCR of functional genes to the same soil DNA extracts to test convergence in microbial function. Our results suggest that urban land-use drives changes in gene abundance related to both the soil N and C metabolism. Our updated analysis found taxonomic convergence in both the archaeal and bacterial community (16S amplicon data). Convergence of the archaea was driven by increased abundance of ammonia oxidizing archaea and genes for ammonia oxidation (QPCR and shotgun metagenomics). The proliferation of ammonia-oxidizers under turf and ruderal land-use likely also contributes to the previously documented convergence of soil mineral N pools. We also found a higher relative abundance of methanogens (amplicon sequencing), a higher relative abundance of gene sequences putatively identified as Ni-Fe hydrogenase and nickel uptake (shotgun metagenomics) under urban land-use; and a convergence of gene sequences putatively identified as contributing to the nickel transport function under urban turf sites. High levels of disturbance lead to a higher relative abundance of gene sequences putatively identified as multiple antibiotic resistance protein marA and multidrug efflux pump mexD, but did not lead to an overall convergence in antibiotic resistance gene sequences.
  • Jäntti, Helena; Stange, Florian; Leskinen, Elina; Hietanen, Susanna (2011)
    The Baltic Sea is one of the most eutrophic marine areas in the world. The role of nitrogen as a eutrophicating nutrient in the Baltic Sea has remained controversial, due to lack of understanding of nitrogen cycling in the area. We investigated the seasonal variation in sediment nitrification, denitrification, anaerobic ammonium oxidation (anammox), and dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) at two coastal sites in the Gulf of Finland. In addition to the in situ rates, we assessed the potential for these processes in different seasons. The nitrification and nitrogen removal processes were maximal during the warm summer months, when the sediment organic content was highest. In colder seasons, the in situ rates of the nitrification and nitrate reduction processes decreased, but the potential for nitrification remained equal to or higher than that during the warm months. The denitrification and nitrification rates were usually higher in the accumulation basin, where the organic content of the sediment was higher, but the transportation area, despite lower denitrification rates and potential, typically had higher potential for nitrification than the accumulation basin. Anammox and DNRA were not significant nitrate sinks in any of the seasons sampled. The results also show that the denitrification rates in the coastal Gulf of Finland sediment have decreased, and that benthic denitrification might be a less important sink for fixed nitrogen than previously assumed.