Faustmann, Jannik (2015) INT-Reduktionstest zur Abschätzung der mikrobiellen Respiration im tropischen Atlantik. (Bachelor thesis), Christian-Albrechts-Universität Kiel, Kiel, Germany, 33 + Anhang pp.

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Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage ob INT (2-(p-iodophenyl)-3-(p-nitrophenyl)-tetrazolium chlorid))-Reduktionstests eine praktikable Methode zur Abschätzung der mikrobiellen Respiration im tropischen Atlantik darstellen. Die Grundlage dieser INT-Redunktionstests ist die spezifische Reduktion von INT zu Formazan (1-(4-Iodophenyl)-5-(4-nitrophenyl)-3-phenylformazan) durch die Enzyme die mitochondiralen Atmungskette. Mit dieser Reaktion geht ein Farbwechsel vom gelblichem INT zum rötlichen Formazan einher, welches nach der Umsetzung photometrisch bestimmt werden kann. Da Sauerstoff bei der Respiration ebenfalls an der mitochondiralen Atmungskette umgesetzt wird, ist die Menge an Umgesetztem Formazan ein Maß für die Respirationsrate. Zu diesem Thema wurden mehrere Methoden in Betracht gezogen (Packard 1969, Owens und King 1975, Båmstedt 2000, Martínez-García et al 2009). Durchgeführt und getestet wurde jedoch nur die „in vivo ETS“ Methode nach Martínez-García et al (2009). Bei dieser Methode wird INT in Mikroplanktonproben in vivo zu Formazan reduziert. Da Formazan nicht wasserlöslich ist, lagert sich dieses in den Zellen ein. Die Umsetzung wird nach einer definierten Zeit gestoppt und das umgesetzte Formazan mit Isopropanol unter Verwendung eines Ultraschallbades aus den Zellen extrahiert. Die Menge an extrahiertem Formazan wird letztlich photometrisch Bestimmt undist ein Maß für die Respirationsrate innerhalb der Mikroplanktonproben. Teilweise kann die Extraktion von Material wie beispielsweise Proteinen aus Mikroorganismen zu Problemen führen. Aus diesem Grund kam während der Arbeit mit dieser Methode die Frage auf, ob die nach Martínez García et al (2009) angegebene Extraktionszeit von 30 Minuten ausreicht, um das gesamte in den Zellen gebildete Formazan zu extrahieren. Diese Hypothese wurde zunächst an drei Testkulturen überprüft. Bei diesem Test stellte sich heraus, dass nur bei einer von drei Testkulturen die nach Martínez-García et al (2009) angegebene Extraktionszeit ausreichte, um das während der Inkubation gebildete Formazan vollständig aus den Organismen zu extrahieren. Nach diesem Test wurden die Messungen in dieser Arbeit einmal nach den angegebenen 30 Minuten Extraktionszeit und einmal nach 240 zusätzlichen Minuten Extraktionszeit durchgeführt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass nach zusätzlichen 240 Minuten Extraktionszeit, die gemessene Formazankonzentration im Durschnitt 2,5-mal höher war als nach einer Extraktionszeit von 30 Minuten. Die Respirationsraten die nach einer, wie von Martínez García et al (2009) beschriebenen Extraktionszeit von 30 Minuten gewonnen wurden, wurden mit Daten zum Biovolumen vergleichen, die mit einem Underwater Vision Profiler 5 (UVP) an denselben Stationen gewonnen wurden an denen auch die Proben für die Respirationsmessungen entnommen wurden. Es sollte überprüft werden, ob es eine Korrelation zwischen den Respirationsdaten und dem zugehörigen Biovolumen gibt mit der man bereits existierende Daten zum Biovolumen in Respirationsraten Umrechnen kann. Der Vergleich zeigte jedoch, dass eine solche Korrelation zwischen den in dieser Arbeit erhobenen Daten nicht existiert. Nach dem Testen dieser Methode stellt sie für mich einen Weg zur Abschätzung der mikroplanktischen Respiration dar, dessen weitere Verwendung ich für die Abschätzung von Respirationsraten jedoch nicht empfehlen würde. Der Arbeitsaufwand dieser Methode deutlich höher als erwartet. Es wurde während der Arbeit mit der Methode auf eine, noch nicht vollständig abzuschätzende Fehlerquelle gestoßen und letztendlich müssen zur Kalibrierung der Methode Respirationsmessungen durch eine andere Methode erfolgen. Man könnte also anstatt zunächst Messungen nach zwei Methoden durchzuführen um danach zu dieser Methode zu wechseln, die Messungen auch nach der zur Kalibrierung dieser Methode notwendigen Methode fortführen.

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