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The intestinal microbiota of soil-feeding termites : microbial diversity, community structure, and metabolic activities in the highly compartmentalized gut of Cubitermes spp.

The intestinal microbiota of soil-feeding termites : microbial diversity, community structure, and metabolic activities in the highly compartmentalized gut of Cubitermes spp.

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Prüfsumme: MD5:c5a71929f009c784c4012ff56d0f9b72

SCHMITT-WAGNER, Dirk, 2003. The intestinal microbiota of soil-feeding termites : microbial diversity, community structure, and metabolic activities in the highly compartmentalized gut of Cubitermes spp.

@phdthesis{Schmitt-Wagner2003intes-8460, title={The intestinal microbiota of soil-feeding termites : microbial diversity, community structure, and metabolic activities in the highly compartmentalized gut of Cubitermes spp.}, year={2003}, author={Schmitt-Wagner, Dirk}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

Die mikrobielle Lebensgemeinschaft im Darm bodenfressender Termiten. Mikrobielle Diversität, Struktur der mikrobiellen Lebensgemeinschaft und metabolische Aktivitäten in einzelnen Darmkompartimenten von Cubitermes spp. 2003 deposit-license 2011-03-24T17:43:50Z The intestinal microbiota of soil-feeding termites : microbial diversity, community structure, and metabolic activities in the highly compartmentalized gut of Cubitermes spp. Schmitt-Wagner, Dirk Die vorliegende Arbeit umfasst eine Reihe unterschiedlicher Studien und verbindet sie eine Charakterisierung der mikrobiellen Diversität und der Struktur der mikrobiellen Lebensgemeinschaft mit einer detailierten Beschreibung der physiko-chemischen Bedingungen und wichtiger metabolischer Aktivitäten in einzelnen Darmkompartimenten der bodenfressenden höheren Termiten (Cubitermes spp.).<br />Die unterschiedlichen physiko-chemischen Bedingungen wurden durch eine ausgeprägte Diversität der mikrobiellen Gemeinschaft in den verschiedenen Darmkompartimenten reflektiert. Die Bakterienklone 16S rRNA-Gene des ersten extrem alkalischen Enddarmsegments der bodenfressenden Termite Cubitermes orthognathus umfassten fast ausschließlich Gram-positive Bakterien mit niedrigem G+C Gehalt. In den hinteren Darmsegmenten nahm ihr Anteil an der Klonbibliothek zugunsten einer größeren Breite von bakteriellen Phylotypen stetig ab. Zu diesen zählten Klone der Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides Gruppe, der verschiedenen Untergruppen der Proteobakteria und der Spirochaeta. Die axiale Verteilung der verschiedenen Bakteriengruppen im Termitendarm wurde mit Fingerprint -Analysen (T-RFLP) und Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierung (FISH) für diese und andere Cubitermes spp. verifiziert. Die FISH-Analysen zeigten eine bisher unbekannte Abundanz von Planctomycetales in allen Enddarmsegmenten von Cubitermes ugandensis. Die Gemeinschaft der Archaebakterien im ersten, extrem alkalischen Enddarmsegment wurde von Methanosarcinaceae dominiert, wohingegen in den folgenden Enddarmsegmenten Methanobacteriaceae, Methanomicrobiales und Thermoplasmales dominierten. Zum ersten Mal konnte auch die Existenz von Crenarchaeota im Verdauungstrakt von Arthropoden nachgewiesen werden.<br />Die meisten Klone der Archaea und der Bacteria bildeten nach der phylogenetischen Analyse eigenständige termitenspezifische Cluster. Zwischen den bakteriellen Populationen des Bodens, des Darms und des Nestmaterials sowie auch zwischen den einzelnen Darmsegmenten wurden durch die T-RFLP Analyse deutliche Unterschiede sichtbar, die zusammen mit der phylogenetischen Analyse der Klonsequenzen die Existenz einer termitenspezifischen Mikrobiota bestätigten. Der Vergleich von drei verschiedenen Cubitermes-Arten offenbarte eine segmentspezifische mikrobielle Gemeinschaft in den homologen Darm-kompartimenten, die auch nach einigen Monaten Aufbewahrung der Termiten im Labor vergleichsweise stabil war.<br />Messungen mit Wasserstoff-Mikrosensoren zeigten eine räumliche Trennung von wasserstoffproduzierenden und wasserstoffkonsumierenden Aktivitäten im axialen Verlauf der verschiedenen Darmkompartimente von Cubitermes spp. Während im vorderen Teil des Darms ein hoher Wasserstoffpartialdruck vorhanden war, zeigte der hintere Teil keine Akkumulation von Wasserstoff. Methanogene Aktivitäten waren auf die hinteren Darmsegmente beschränkt und stellten einen wichtigen elektronenverbrauchenden Prozess im Enddarm bodenfressender Termiten dar. Der niedrige Wasserstoffpartialdruck im Enddarm zusammen mit einer starken Stimulierung von Methano- und Homoacetogenese in den hinteren Darmsegmenten durch eine exogene Zugabe von Wasserstoff sowie die unmittelbare Nähe von wasserstoffproduzierenden und wasserstoffverbrauchenden Darmregionen im Abdomen der Termite sind ein starker Hinweis auf einen epithelialen Wasserstofftransfer von den vorderen in die hinteren Darmsegmente. Schmitt-Wagner, Dirk eng 2011-03-24T17:43:50Z application/pdf

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