Kontrolle der Stickstofffixierung in filament\u00f6sen Cyanobakterien<\/p>\n
Filament\u00f6se Stickstoff (N) -fixierende (diazotrophe) Cyanobakterien (Nodularia, Aphanizomenon und Dolichospermum) sind die wichtigsten Prim\u00e4rproduzenten und tragen wesentlich zur Versorgung mit biologisch verwertbarem Stickstoff in der Ostsee bei. Es wurde gezeigt, dass 30-50% von N, das durch diese Cyanobakterien fixiert wird, schnell als Ammonium (NH4+) oder gel\u00f6ster organischer Stickstoff (DON – Dissolved Organic Nirogen) freigesetzt wird und von vielen nicht-diazotrophen Prim\u00e4rproduzenten und heterotrophen Bakterien, effizient aufgenommen wird. Diese dienen wiederum als Beute f\u00fcr Sekund\u00e4rproduzenten. Cyanophagen (Viren, die Cyanobakterien infizieren) haben das Potenzial, durch zwei Hauptprozesse zur N2-Fixierung und N-Freisetzung beizutragen: (1) metabolische Reprogrammierung (z. B. durch Herunterregulierung der Wirts-DNA-Replikation und Expression von Virus-Hilfsmetaboliten) und (2) durch die Lyse der infizierten Wirtszellen (z. B. durch Freisetzung von Toxinen und organischen Verbindungen, die sich in Zusammensetzung, St\u00f6chiometrie und Bioverf\u00fcgbarkeit von denen der nicht infizierten Zellen unterscheiden. Solche virenbedingten Ver\u00e4nderungen des Zellstoffwechsels und der Sterblichkeit k\u00f6nnen sich in der gesamten Gemeinschaft ausbreiten. Derzeitige Kenntnisse \u00fcber die Rolle von Cyanophagen im Stickstoffkreislauf sind sehr begrenzt. \u00dcberraschenderweise wurde wenig Aufmerksamkeit darauf gelegt, zu verstehen, welchen Einflu\u00df virale Infektionen auf die N2-Fixierung und – Freisetzung in diazotrophen Cyanobakterien haben. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Rolle von Cyanophageninfektionen und virale Lyse auf den Stickstoff-metabolismus und -kreislauf in Cyanobakterien zu verstehen. Die Wirkung von Cyanophageninfektionen und Lyse auf die Stickstofffixierung und die Ammoniumfreisetzung wurde experimentell mit dem diazotrophen Cyanobakterium Aphanizomenon flos-aquae untersucht. Wir fanden heraus, dass weder die Expression von nifH-Genen noch die Rate der Stickstofffixierung in den infizierten Zellen gehemmt wurde, obwohl das Wachstum von A. flos-aquae aufgrund einer Virusinfektion unterdr\u00fcckt wurde. Dies legt nahe, dass Viren die Aktivit\u00e4t der Wirtsdiazotropie w\u00e4hrend der Infektion aufrechterhalten und m\u00f6glicherweise neu fixierten Stickstoff in die Produktion von viralen Nachkommen umleiten. Infektion und Lyse waren im Vergleich zu den Kontrollkulturen mit einer signifikant h\u00f6heren Freisetzung von Ammonium in das Medium verbunden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Vorkommen von Viren ein wichtiger biotischer Faktor f\u00fcr die Dynamik und das Schicksal von diazotrophenverbundenen Stickstoff ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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