Pikosyanobakteerien ja muiden fykoerytriiniä sisältävien levien havainnointi Itämerellä eri menetelmin

Näytä kaikki kuvailutiedot



Pysyväisosoite

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201705174155
Julkaisun nimi: Pikosyanobakteerien ja muiden fykoerytriiniä sisältävien levien havainnointi Itämerellä eri menetelmin
Tekijä: Rytövuori, Suvi
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos
Julkaisija: Helsingfors universitet
Päiväys: 2017
Kieli: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201705174155
http://hdl.handle.net/10138/191299
Opinnäytteen taso: pro gradu -tutkielmat
Oppiaine: Mikrobiologi
Microbiology
Mikrobiologia
Tiivistelmä: Fykobiliinit ovat syanobakteerien suurimpia valoa kerääviä pigmenttejä. Klorofylli-a:ta esiintyy kaikilla fotosynteesiin kykenevillä levillä ensisijaisena fotosynteettisenä pigmenttinä. Pikosyanobakteereilla suurin osa klorofyllistä on sijoittunut ei fluoresoivaan fotosysteemi I:seen. Fykobiliinit ovat fotosysteemi II:n merkittävä valoa keräävä pigmenttiryhmä. Fykobiliinin fluoresenssia voidaan käyttää apuna syanobakteerien esiintymisen arvioimisessa ja niiden monitoroinnissa. Fluoresenssin voimakkuus riippuu tutkittavasta syanobakteeriryhmästä, pigmentin konsentraatiosta ja kasviplanktonyhteisön kasvuvaiheesta. Tässä työssä selvitettiin läpivirtausfluorometrien avulla fykoerytriinin (PE)-fluoresenssisignaalin lähdettä ja sen vaihtelua ajallisesti ja paikallisesti Itämerellä. Lisäksi PE-läpivirtausfluorometreista saatua fluoresenssisignaalia vertailtiin muihin optisiin mittauksiin. Tutkimus suoritettiin kesällä 2016 osana Alg@line ja JERICO-Next -projekteja. Läpivirtausfluorometrit TriOS ja Chelsea asennettiin M/S Finnmaid -laivaan, joka kulki Helsinki–Travemünde väliä. PE-fluorometrien mittaus oli jatkuvatoimista laivalla aikavälillä 25.5–31.8.2016. Laivassa oleva automaattinen näytteenotin ohjelmoitiin ottamaan vesinäytteitä kolmelta asemalta kerran viikossa. Vesinäytteet toimivat referenssinäytteinä PE-fluoresenssin signaalin tarkastelussa. Vesinäytteet erotettiin suodattamalla kolmeen eri kokofraktioon (totaali, < 2 µm ja < 0,2 µm) ja niille mitattiin eksitaatio-emissiospektri. Pikosyanobakteerien lukumäärä/ml, solujen pinta-ala/ml ja biovolyymi/ml määritettiin epifluoresenssimikroskoopilla. Lisäksi PE:ä sisältävien pikosyanobakteerisolujen lukumäärä/ml ja koko määritettiin virtaussytometrilla, ja isompien PE:ä sisältävien leväsolujen lukumäärä/ml, koko ja lajisto määritettiin FlowCam:lla. Suurin osa PE-fluoresenssista kesän 2016 aikana oli peräisin pikosyanobakteereista. Läpivirtaus PE-fluorometrien ja muiden optisten mittausten välillä ei havaittu selkeää yhteyttä. PE-fluorometreista saatu fykoerytriinisignaali ei korreloinut spektrofluorometrilla laboratoriossa mitatun totaalifluoresenssin kanssa. Syynä voi olla, että näyte on kärsinyt säilömiseen ja kuljetukseen kuluneen ajan takia. Osa optisista mittauksista korreloi hyvin keskenään ja osa ei. Spektrofluorometrilla 0,2–2 μm:n kokofraktiosta mitattu eksitaatio-emissiospektri korreloi epifluoresenssimikroskoopilla laskettujen solujen pinta-alalukemien/ml kanssa. Tätä voidaan selittää sillä, että pikosyanobakteerien pigmentit sijaitsevat lähinnä solukalvossa, jolloin niiden pinta-ala kuvastaa paremmin solussa olevien pigmenttien määrää. Virtaussytometrilla lasketut solujen lukumäärälukemat/ml olivat paljon alhaisempia kuin epifluoresenssimikroskoopilla saadut lukumäärälukemat/ml. Syynä voi olla liian tiheä näyte, jolloin useita soluja on tulkittu yhdeksi isommaksi soluksi. Solujen ryhmittelyyn käytetty ohjelma on myös voinut jättää liian alhaisen PE-fluoresenssin omaavia soluja pois laskennoista. Spektrofluorometrilla kokofraktion > 2 µm:n fluoresenssisignaalin ja FlowCam:lla kuvattujen > 3 µm:n kuuluvien solujen biovolyymin välillä ei havaittu samanlaista esiintymistä eri asemilla kesän 2016 aikana. PE-fluorometrit eivät yksinään sovellu fykoerytriiniä sisältävien pikosyanobakteerisolujen havainnointiin Itämerellä vaan niiden tueksi on otettava muita menetelmiä.Phycobilins are the main light harvesting pigments in picocyanobacteria. Chlorophyll-a is the main photosynthetic pigment in cyanobacteria as in all phytoplankton. In cyanobacteria, most of chl-a is positioned within the non-fluorescing photosystem I (PSI). Cyanobacteria phycobiliproteins are the main photosynthetic pigments in photosystem II (PSII). Phycobilins fluorescence can be used to help assess the presence and monitoring of cyanobacteria. The fluorescence intensity depends on the examined cyanobacteria group, pigment concentration and phytoplankton growth phase. In this research I studied, using flow-through fluorometers, where the phycoerythrin (PE) fluorescence is originating from and its variation in the Baltic Sea. PE fluorescence signal measured with flow-through fluorometers was also compared with other optical measurements. This study was performed in summer 2016 as part of Alg@line and JERICO-Next projects. Flow-through fluorometers (TriOS and Chelsea) were installed to M/S Finnmaid ship, which trafficked regularly on its route Helsinki–Travemünde. The automated flow-through sensors onboard M/S Finnpartner collected continuous data during 25.5–31.8.2016. Along the route Travemünde-Helsinki, a refrigerated sampler collected water samples once a week from 3 stations. Water samples acted as a reference samples for PE fluorescence signal analysis. Water samples were separated by filtration into three size fractions (total < 2 µm, and < 0.2 µm) and an excitation-emission spectrum was measured. The number of picocyanobacteria/ml, their surface area/ml and biovolume/ml was calculated using epifluorescence microscope. The number of PE-containing picocyanobacteria cells/ml and size was determined by flow cytometer and number of larger PE-containing phytoplankton cells, their size and taxonomy was determined using FlowCam. Most of the PE-fluorescence measured during summer 2016 was originating from pico-fraction. There was not a clear connection between flow-through PE fluorometers and other optical measurements. PE signal originating from fluorometers did not correlate with total fluorescence signal measured with spectrofluorometer. A reason for this can be that the sample has suffered preservation and transport due to the elapsed time. Some of the optical measurements correlated well with each other, and some did not. Excitation-emission spectrum measured from pico-fraction correlated with picocyanobacteria surface area/ml calculated with epifluorescence microscope. This can be explained by the fact that picocyanobacteria pigments are mainly located in the cell membrane. Number of cells/ml calculated with flow cytometer was much lower than the number/ml calculated with epifluorescence microscope. Sample could have been too dense when multiple cells has been interpreted as one larger cell. The program used for the grouping of cells could have also left low PE fluorescence value containing cells without counts. PE fluorescence originating from over 2 µm size fraction measured with spectrofluorometer and fluorescence originating from over 3 µm fraction pictured with FlowCam was not observed similar incidence of various stations in the summer of 2016. PE fluorometers alone are not sufficient for monitoring picocyanobacteria cells containing phycoerythrin in the Baltic Sea but PE fluorometers can be used as support to other methods.
Avainsanat: fykoerytriini
fykoerytriinifluoresenssi
Itämeri
pikosyanobakteeri


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Maisterintutkielma 19.4.2017.pdf 7.689MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot