Karakterisering av bakterieisolater fra kultivert og vill tare

Abstract

Overflaten av tare er dekket med mikrobielle samfunn som kan ha egenskapene til å bryte ned tareproduserte karbonforbindelser. Disse organismene vil bidra til karbonsyklusen i økosyste-met til store tareskoger og samtidig bidra i resirkuleringen av biomassen fra tare. I dag vet vi lite om identiteten til mikroorganismene som lever i disse samfunnene og hvilke degraderende egenskaper de har. I dette prosjektet ble et utvalg på 46 bakterieisolater isolert fra seks ulike tarearter høstet fra forskjellige steder langs trøndelagskysten plukket ut basert på fenotypiske ulikheter. Fra bakterieisolatene ble genomisk DNA isolert for å metagenomisk identifisere bak-terieisolatene ved sekvensering av 16S-rDNA sekvensen. Av de identifiserte isolatene ble et utvalg på 29 isolater studert for polysakkarid-degraderende aktivitet på substratene fucoidan, laminaran og alginat, i tillegg til sukkeralkoholen mannitol via dyrkning i mikrofermentorer.

Det var mulig å metagenomisk identifisere 41 av de opprinnelige bakterieisolatene. Identifise-ringen viste en variasjon i det mikrobielle basert på både tareart og høstingslokasjon. Bakteriene ble fordelt på femten slekter og åtte familier. Familien med flest tilhørende bakterieisolater ble funnet til å være Flavobacteriaceae (41,5%) med slektene Cellulophaga, Algibacter, Olleya, Lacinutrix, Flavobacterium, Polaribacter og Nonlabens. Etterfulgt av familien Pseudoaltero-monadaceae (17,1%) med slekten Pseudoalteromonas. Variasjonene i det mikrobielle sam-funnet ble underbygd av tidligere studier gjort på andre arter av grønn- og brunalger andre ste-der i verden. Fra studiet av polysakkaridaktivitet ble ti av 29 (35%) isolater funnet til å ha økt biomasseproduksjon ved tilsats av minst ett av substratene testet. Den økte biomassen ga indi-kasjon på polysakkarid-degraderende egenskaper for disse bakteriene. Her ble blant annet slek-tene Cellulophaga, Olleya, Algibacter, Nonlabens og Pseudoalteromonas funnet til å ha slike egenskaper. Resultatene anskaffet under prosjektet viser til en synlig variasjon i mikrobielle samfunn på ulike tarearter hvor en stor andel av disse er polysakkarid-degraderende bakterier.

The surfaces of kelp are covered with microbial communities that may have the properties of degrading kelp-produced carbon compounds. These organisms can contribute to the carbon cycle in the ecosystem of large kelp forests and at the same time contribute to the recycling of biomass from kelp. Little is known about the identity of these microorganisms and what de-grading properties they have. 46 bacterial isolates were in this study isolated from six different kelp species harvested from different places along the coast of Trøndelag. The bacterial isolates were selected based on phenotypic differences. Genomic DNA was isolated from the isolates to metagenomically identify them by sequencing of the 16S rDNA sequence. A sample of 29 identified isolates were studied for polysaccharide activity on the substrates fucoidan, lamina-ran, alginate, and the sugar alcohol mannitol by High throughput screening in microfermentors.

It was possible to metagenomically identify 41 of the 46 bacterial isolates. The identification showed a variation in the microbiota based on both kelp species and harvest location. The bac-teria were found to belong to fifteen genera and eight families. The family with the most associ-ated bacterial isolates was found to be Flavobacteriaceae (41.5%) with the genera Celluloph-aga, Algibacter, Olleya, Lacinutrix, Flavobacterium, Polaribacter, and Nonlabens. Followed by the family Pseudoalteromonadaceae (17.1%) with the genus Pseudoalteromonas. The variations in the microbial community were substantiated by previous studies done on other species of green and brown algae elsewhere in the world. From the study of polysaccharide activity, ten of 29 (35%) isolates were found to have increased biomass production by the addi-tion of at least one of the substrates. Where increased biomass indicated polysaccharide degrad-ing properties. The genera Cellulophaga, Olleya, Algibacter, Nonlabens, and Pseudoalter-omonas were some of the genera found to have polysaccharide-degrading bacteria. The results obtained during the project refer to a visible variation in microbial communities on different kelp species, where a large proportion of these have are polysaccharide-degrading activity.