Charakterisierung unkultivierter Archaea aus Böden Due to the development of molecular techniques many new lineages of Euryarchaeota and Crenarchaeota from soils have been detected. However, the phenotypes of the microorganisms belonging to these lineages are widely unknown, since isolates are lacking. The goal of this study was to get new information on these uncultured Archaea. The enrichment of Rice Cluster (RC-) III-Archaea (Thermoplasmatales relatives) from two anoxic soils of the River Waal was carried out in an anoxic mineral medium with yeast extract as complex substrate. The successful enrichment of these Euryarchaeota was shown by the T-RFLP method and the phylogenetic analysis of clone sequences. Using the real time-PCR-method it was possible to follow the growth of the RC-III-Archaea within the microbial community. The slowly growing microorganisms (doubling time approx. 3 days) showed a high abundance within Archaea (up to 60%). Due to of the high background of different Bacteria (1 billion 16S rDNA target molecules per ml) the relative ratio of RC-III constituted only approximately 0.1% of the whole microbial community. However, the phenotype of the RC-III Archaea could be described. They were characterized as anaerobic, heterotrophic, mesophilic and neutrophilic microorganisms, being supposedly involved in the degradation of oligopeptides. After further enrichment of RC-III-Archaea with peptone as substrate, the shape could be described as coccoid with the help of fluorescence in situ hybridization. Furthermore the abundance as well as the phenotype of methanogenic RC-I-Archaea were investigated in an enrichment culture obtained from rice field soil (Lueders et al., 2001). The ratio of these Euryarchaeota within the microbial community represented approx. 50%. These RC-I methanogens were thermophil and hydrogenotrophic, in edition growing on format. Beside the close relation to the acetoclastic Methanosarcinales, RC-I Archaea were not able to thrive on acetate. For the first time it succeeded to singularize RC-I colonies from solid medium. The RC-I Archaea were only isolated together with a characteristic accompanied bacterial flora. The detection of the coenzym F420, which occurs in the methanogenic pathway, was shown by means of the autofluorescence of the rod shaped cells. The molecular investigation of the depth profile of a forest soil led to the detection of uncultured Euryarchaeota and Crenarchaeota. Sequences of the Euryarchaeota were closest related with the Thermoplasmatales, whereas the Crenarchaeota clustered together with Group 1.1b and 1.1c (described before by DeLong, 1998). In all soil layers the dominance of Crenarchaeota (most notably Group 1.1c) within Archaea was shown by T-RFLP analysis. The amount of Archaea and Bacteria was determined with the help of the real time-PCR-method. The number of Archaea hardly changed with depth, but their relative ratio of the whole microbial community increased. In comparison with previous soil studies the investigated forest soil showed a very high abundance of 60% of Archaea. Philipps-Universität Marburg Anreicherung Euryarchaeota 2004 Characterization of uncultured Archaea from soils Life sciences Biowissenschaften, Biologie T-RFLP analysis 2005-03-08 ths Conrad Conrad, Ralf, Prof. Dr. Archaebakterien 2011-08-10 Fachbereich Biologie Crenarchaeota Boden https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2005/0063/cover.png https://doi.org/10.17192/z2005.0063 Methanbakterien Kemnitz, Dana Kemnitz Dana Crenarchaeota Real Time-PCR-Methode monograph Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg Universitätsbibliothek Marburg Die molekularbiologische Untersuchung von Böden führte in den letzten Jahren zu einer stetigen Zunahme der Zahl unkultivierter Archaea. Dabei wurden Sequenzen verschiedener Linien innerhalb der Euryarchaeota und Crenarchaeota detektiert. Über die Physiologie dieser Mikroorganismen ist bislang kaum etwas bekannt. Das Ziel dieser Arbeit war es, neue Erkenntnisse über unkultivierte Archaea zu erhalten. Die Anreicherung der Rice Cluster (RC-) III-Archaea (verwandt mit Thermoplasmatales) aus zwei anoxischen Böden der Flutungsebene des Flusses Waal erfolgte anaerob in einem Mineralmedium mit Hefeextrakt als komplexem Substrat. Mit Hilfe der T-RFLP-Methode und der phylogenetischen Analyse von Klonsequenzen wurde die erfolgreiche Anreicherung dieser Euryarchaeota gezeigt. Unter Anwendung der Real Time-PCR-Methode war es möglich, das Wachstum der RC-III-Archaea innerhalb der mikrobiellen Gemeinschaft in Kultur zu verfolgen. Dieser langsam wachsende Mikroorganismus (Verdopplungszeit von ca. 3 Tagen) zeigte eine hohe Abundanz innerhalb der Archaea (bis zu 60%). Da die Kultur jedoch einen hohen Hintergrund verschiedener Bakterien (1 Mrd. 16S rDNA-Zielmoleküle pro ml) enthielt, betrug der relative Anteil von RC-III nur ca. 0,1% an der gesamten mikrobiellen Gemeinschaft. Dennoch konnte der Phänotyp der RC-III-Archaea beschrieben werden. Sie wurden als anaerobe, heterotrophe, mesophile und neutrophile Mikroorganismen charakterisiert, die vermutlich an der Fermentation von Oligopeptiden beteiligt sind. Durch die weitere Anreicherung mit Pepton als Substrat wurde die kokkoide Zellform mittels Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) gezeigt. Weiterhin wurde die Abundanz sowie der Phänotyp der methanogenen RC-I-Archaea einer Anreicherungskultur aus Reisfeldboden (Lueders et al., 2001) untersucht. Der Anteil dieser Euryarchaeota betrug ca. 50% der mikrobiellen Gemeinschaft. Die RC-I-Methanogenen waren thermophil und hydrogenotroph, konnten aber ebenfalls mit Formiat wachsen. Trotz der nahen Verwandtschaft zu den acetoclastischen Methanosarcinales waren die RC-I-Archaea nicht in der Lage, mit Acetat zu wachsen. Erstmals gelang eine Vereinzelung von RC-I durch Koloniebildung in festem Medium. Die RC-I-Archaea wurden jedoch nur in Begleitung einer charakteristischen bakteriellen Begleitflora isoliert. Der Nachweis des Coenzyms F420, welches im methanogenen Stoffwechsel vorkommt, gelang anhand der Autofluoreszenz der stäbchenförmigen Zellen. Durch die molekularbiologische Untersuchung des Tiefenprofils eines Waldbodens konnten drei unkultivierte Linien der Euryarchaeota und Crenarchaeota nachgewiesen werden. Die Euryarchaeota waren am nächsten mit den Thermoplasmatales verwandt. Die Sequenzen der Crenarchaeota gruppierten in den von DeLong (DeLong, 1998) beschriebenen Linien 1.1b und 1.1c. Die T-RFLP-Analyse der verschiedenen Bodenschichten konnte eine Dominanz der Crenarchaeota (vor allem der Linie 1.1c) nachweisen. Mit Hilfe der Real Time-PCR-Methode wurde die Zahl der Archaea und Bacteria ermittelt. Die Zahl der Archaea veränderte sich zwar kaum mit der Bodentiefe, ihr relativer Anteil an der gesamten Mikrobenflora nahm jedoch zu und betrug ca. 60%. Dieser Anteil stellt im Vergleich mit vorherigen Studien von Böden eine sehr hohe Abundanz dar. T-RFLP-Methode Kultivierung German doctoralThesis urn:nbn:de:hebis:04-z2005-00632 2004-12-09 Molekularbiologie Real time-PCR-method Biologie opus:985 application/pdf Euryarchaeota Phänotyp