Name: unraveling the unseen players in the ocean - a field guide to water chemistry and marine microbiology
Uploaded: 2014-11-05T14:00:00
Duration: 10 min 43 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Unraveling the Unseen Players in the Ocean - A Field Guide to Water Chemistry and Marine Microbiology at JoVE.com

We thank Elisha Wood-Charlson, Jackie Mueller, Karen Weynberg, and Kathy Morrow for their help and constructive input on this manuscript. We also thank the crew and captain of the Hanse explorer which provided us with a perfect working environment to conduct large parts of this research. Further we would like to thank the three anonymous reviewers for their time and helpful comments to improve the manuscript. This work was funded by the NSF Dimensions of Biodiversity and PIRE awards DEB-1046413 and OISE/IIA-1243541, respectively, the Gordon and Betty Moore Foundation, Investigator Award 3781, and the CIFAR Integrated Microbial Diversity Fellowship IMB-ROHW-141679, all to FR.

The authors have nothing to disclose.

השיטות שהוצגו כאן תספק כלי ליצירת הערכה מקיפה של דינמיקה נגיפית וחיידקים במערכות אקולוגיות ימיות. הם ממוקדים לכמת את המניה עומדת משאבים אורגניים ואי-אורגניים זמינים לקהילות חיידקים ולאפיין את האיפור של הווה הקהילה הנגיפי וחיידקים. בסמוך לכימות שפע נגיפי ושפע וביומסה חיידקים, מידע רצף הגנומי מגלה מבנה הקהילה ותפקודם. כל השיטות פותחו או שונה כדי לאפשר ליישום במקומות בשדה מרוחק. עם זאת חוסר הגדרות מעבדה מבוקרת מטבע יוצר כמה פוטנציאל לטעויות. כאן אנו דנים כמה אזהרות הקשורים לכל אחד מהפרמטרים שהוערכו. ליד פוטנציאל לזיהום במהלך מדגם טיפול חלק מהפרמטרים גם להניב פוטנציאל לטעויות בתהליך אנליטי. פחמן אורגני מומס זיהום פחמן יכול להתרחש במהלך הליכי הדגימה (דגימה במורד הזרם, או בקרבת סירה או צוללן), במהלך הכנת המדגם (זיהום של ציוד או טיפול שלא במתכוון), וגם בזמן האחסנה של מדגם (דוגמאות אחרות במקפיא המכיל אורגני ממסים / נדיפים). כדי להימנע מהמקורות השונים של התנהגות זיהום ככמה צעדי טיפול ככל האפשר, כמו כל מעבר מדגם מהווה מקור נוסף לזיהום. המדגם לא צריך לקבל במגע עם כל פריט שלא חומצה שטפה או שריפה. לבסוף, מייעד מקפיא אחסון באופן בלעדי עבור דגימות לא מכילות חומרים אורגניים נדיפים יבטיח את השלמות של הדגימות במהלך תקופות אחסון ארוכות יותר. אם לא יכולים להיות כל הזמן דגימות קפואות במהלך החמצת תקופת נסיעות מורחבת של דגימות DOC עם HCl המרוכז (כמתואר 38-41) עשוי להיות חלופה מתאימה. כדי לוודא יש להשתמש בחומרי ייחוס קונסנסוס DOC דיוק המדידה regularly במהלך מדידת DOC פועל. במיוחד מי ים עמוק (2,000&gt; מ &#39;) אזכור הוא בעלי ערך בהערכת הביצועים של המכונה האנליטית כפי שהוא מאוד יציב בתוכן DOC שלה 42. חומר אורגני חלקיקים בנוסף להימנעות זיהום פחמן אורגני, דגימת POM דורשת תשומת לב מיוחדת כדי להבטיח את הדיוק של הנפח המסונן. אם הנפח הממוקד של 500 מיליליטר צריך לסטות מכל סיבה שפוטנציאל הזה צריך לציין להתייחס הסכום של POM שנתפס על המסנן לתסנין שהוא נוצר. חומרים מזינים אורגניים כמו בדגימת פחמן אורגנית, יש לשים לב לזיהום מדגם מזין אפשרי שנוצר על ידי מקורות שונים כמו סירות או פריקות שפכים 12. מסננים המשמשים לדגימת פחמן אורגנית עם גודל נקבובית נומינלי של 0.8 מיקרומטר, ייתכן שלא לכלול את כל יומסה וציוד ה החיידקיםולד ולכן להיות שונה כדי 0.2 מיקרומטר מסננים לסינון צעד זה. יתר על כן, מגבלות זיהוי להוות בעיה עם דגימות מזינים; במיוחד במים העיליים oligotrophic סביב מקומות שונית אלמוגים רבים (למשל, Cotner et al. 43). גבולות איתור הם בערך סביב 0.1, 0.2, ו -0.1 μmol / L לאמוניום, ניטראט וניטריט, ואורתו-פוספט בהתאמה (ראה 36,12,37) מיקרוסקופית לצד הבדלים בריכוז של ניתוח תמונת דגימות משקופיות מיקרוסקופ מניב נוסף פוטנציאל לטעויות. לדוגמא, תמונות עשויות להיות מחוץ לפוקוס באזורים מסוימים של שדה הראייה, ונמצאים בפוקוס באחרים. כמסנן מטריצת אלומינה טוהר גבוה הוא סוג מסנן נוקשה מאוד, כל פסולת מתחת למסנן עלולה לגרום לכל המסנן לשבת על זווית לשקופית. כתוצאה מכך, תמונות יכולות להיות באופן עקבי מחוץ לפוקוס בחלקים שונים של שדה הראייה למסנן נתון, מחדשgardless של יישור מיקרוסקופ. לתלות שוב מסננים, להבטיח את החלק התחתון של המסנן נקי, יכול לשפר את זה אם הוא ציין. כמו כן, במקרים מסוימים ייתכן שיש שני מוקדי מטוסים שבו ניתן למצוא וירוסים וחיידקים. זוהי התוצאה של אובייקטים מוכתמים הופכים מנותק מהמסנן על הרכבה, ומרחפים לי לחלק התחתון של להחליק את המכסה מה שעלול להפוך ספירה לא אמינה. לכן מומלץ תמיד לבדוק את האיכות של הדגימות במהלך התהליך. Cytometry הזרימה כמו במקרה של הדגימות מיקרוסקופית, יכול להיות שיש באופן טבעי הבדלים בין זרימת cytometry דגימות אשר דורשות התאמות של התהליך אנליטי. לדוגמא, תלוי ברגישות של המכשיר, תאי פרוכלורוקוקוס עמום fluorescing עשויים להיות נמוכים מרמת הרעש ולא ניתן לכמת. חרוזים לשמש שליטת מדגם פנימי (למשל, כדי לוודא שהשו&quot;ת של המכשירonse לאותות ניאון עולה בקנה אחד מהיום ליום (ונשאר יציב בזמן הריצה עצמה). אם נוסף למדגם בריכוזים ידועים, הם יכולים לשמש גם כבקרה פנימית כדי לוודא את ריצת נפח דגימה. עם זאת, מומלץ תמיד לרוץ aliquot של מדגם קפוא בעבר &quot;סטנדרטי&quot; של מי ים שמופשר ומוכתם יחד עם הדגימות של עניין לספק הדברה ביולוגית נוספת למדגם טיפול בין ריצות צלחת 96-היטב. בהתאם למיקום, דגימות מי ים עשויות להיראות שונות מאוד אחד מהשני. מיון אוכלוסיות &quot;נציג&quot; ולאחר מכן הצגה תחת מיקרוסקופ epifluorescent (EM) יכול להיות דרך טובה כדי לוודא במהירות אוכלוסיות הפיטופלנקטון כמו גם Synechococcus sp. או אאוקריוטים פוטוסינתזה. תאי פרוכלורוקוקוס הם בדרך כלל לא נראים לעין תחת EM כי הם נעלמים מהר מדי. בנוסף לכלורופיל, sp Synechococcus. מכיל גם phphycoeurythrin otopigment (PE), אשר פולט אור באורכי גל קצר יותר (540-630 ננומטר) מאשר כלורופיל (660-700 ננומטר). כאשר תאי Synechococcus נרגשים עם אור כחול / ירוק (470-490 ננומטר), הם יופיעו זהב נצפו אם תחת מסנן פליטה שמסיר את כל אורכי הגל של אור מתחת 510 ננומטר. לשם השוואה, החלק האווקריוטי ייראה אדום, כאשר ירגשו עם אותו אורך הגל של אור. Metagenomics ויראלי חשוב לציין כי התהליך של ריכוז ואחסון VLP משפיע על הקהילה התאוששה. אובדן חלקיקים נגיפי יכול להתרחש בכל שלב בתהליך, ובכך, הבחירה של פרוטוקולים לטיהור והעשרה נגיפיים יכולה הסוף של דבר משפיעה על הרכב שנצפה הטקסונומית וגיוון של metagenomes הנגיפי כתוצאה 44,45,18. ריכוז של דגימות ניתן לעשות זאת באמצעות TFF 19 או כימי מבוסס הַפתָתָה 20. בבסיס כימי הגישה, לְהַנִיחַively טעון יוני ברזל מחייבים את חלקיקי נגיף באופן טבעי הטעונים שלילי ויוצרים מתחמי ברזל-ויראלי (&gt; 8 מיקרומטר) גדולים שflocculate מתוך פתרון וניתן לשחזר באמצעות 8 מיקרומטר מסננים. בהמשך הברזל chelated את חלקיקי נגיף ומחדש מומס באמצעות מגנזיום, חומצה אסקורבית, וEDTA, עוזב חלקיקים נגיפיים מרוכזים להפקת חומצות גרעין 20. לאחר ההשוואה בין שתי שיטות קיימים אלה, הגענו למסקנה כי שיטת כלוריד הברזל הוא פחות זמן רב יותר מאשר ריכוז נגיפי TFF, אך עשוי להניב כמה אזהרות. מצאנו כי ניתוק ופירוק של הברזל ויראלית דורש פי שניים פתרון מגנזיום חומצה אסקורבית-EDTA מרוכז יותר מ -20 דיווחו על מנת שפירוק להמשיך לפני מדרדרת החומצה אסקורבית. מלבד בעיה זו, הפרוטוקול מטהר חלקיקים נגיפיים על ידי גודל-חלוקה לבד, הסרת מזהמי חיידקים באמצעות 0.2 מיקרומטר סינון. וירוסים גדולים אינם עוברים דרך filtאה (לדוגמא, יאנג et al. 46) ובכך לא להיות מזוהה בmetagenome, בעוד כמה חיידקים לעשות (McDole, נתונים שלא פורסמו). התוצאה היא זיהום חיידקים תוך אפליה נגד וירוסים גדולים. שהבעיה ספציפית אך רלוונטית גם להסרת של חיידקים בחיבור עם ריכוז TFF. כטיפול כלורופורם הוכח להסיר וירוסי כלורופורם רגיש עם ממברנות שומנים בדם חיצוניות 47 מחקרים מראים כי 0.22 מיקרומטר סינון ניתן להשתמש כדי להסיר את רוב החיידקים. ראוי גם לציין, כי השיטה שהציגה בעיקר למטרה bacteriophage, הספק הנפוץ ביותר של חומר גנטי בסביבות ימיות. מכיוון שהפאג נחשב בדרך כלל לא מכילים בדרך כלל שומנים 48 הם עמידים יותר לטיפול כלורופורם. למיטב ידיעתנו שיטת &quot;לתפוס את כל&quot; אינה קיימת עד כה. השיטה המוצגת כאן היא עיבוד ouניסיון בתחום R במהלך 10 השנים האחרונות בסביבות ימיות המיועדות למערכות טרופיות הארקטי. החיידקים metagenomics הבנייה של ספריות metagenomic לחיידקים (כלומר, חיידקים וחיידקים קדומים) היא יותר פשוטה מאשר metagenomes הנגיפי כפי שהוא קל יותר ליצור ריכוזי DNA מינימאליים הנדרשים להכנת ספרייה. ספריות לינקר הגברה רובה (LASLs) הגברה 17,49,50 וכל הגנום המבוססים על ההגברה עקירה מרובה (מד&quot;א) הן שני השיטות הנפוצות ביותר ליצירת DNA מספיק לקביעת רצף. השימוש במד&quot;א להשיג ריכוזי DNA גבוהים יותר בmetagenomes חיידקים לפעמים יש צורך. אולם זה יכול לגרום להפרעות בנתונים ברצף, כגון overamplification של minicircles dinoflagellate. שיטות מד&quot;א ידועות כדי להגביר דנ&quot;א חד-גדילים ומעגליים מועדף, וכתוצאה מכך התוצאות לא-כמותי 51,52. LASLs מותאם להתקרב 50 ניתן אפוא משמש כחלופה טובה יותר בהגברת שני חיידקים וDNA הנגיפי metagenomic עבור סידור. חשוב לציין כי יש לו את גישת LASLs שלבים מרובים, דורשת ציוד מתוחכם, ומוגבלת לתבניות dsDNA. יתר על כן, ערכת חילוץ DNA הרקמה הוכח לחלץ DNA משני טווח מערכת שלילית גרם חיובי וגרם, אבל זה לא אומת למיני חיידקים ביעילות lyse סוררים או מבנים הקשורים בם (למשל, חיידקים קדומים מסוימים, endospores, או נבגי פטריות) . לכן צעד מכות חרוז עשוי להיות נחוץ כדי להשיג DNA מחיידקים מסוימים. הערכות מקיפות אלה יגרמו להבנה טובה יותר של תפקוד מערכת אקולוגית ויראליים וחיידקים. למרות שמספר מחקרים שנערכו הניסיון להעריך את כל הפרמטרים שהוצעו, רב כבר חוקר אלה שנבחרו. נלסון ואח &#39;. 53 הציע חיבור betwבתי גידול een שונית ספציפית וdepletions בשני ריכוזי DOC וbacterioplankton יחסית למים מהחוף. שינויי ריכוז אלו לוו בבידול מובחן של קהילות bacterioplankton. Dinsdale et al. 5 הראה כי השפעת פעילות אנושית מוגברת הייתה מלווה ב10x שכיחות גבוהה יותר של תאי חיידקים וחלקיקים כמו וירוס. קהילות חיידקים במי אוקיינוס ​​המקיפים את האיים מיושבים היו גם שברים גדולים יותר של heterotrophs ופתוגנים פוטנציאליים 5. לבסוף McDole et al. 4 הראו, על ידי הצגת ציון microbialization, שפעילות אנושית הסטת אנרגיה לחיידקים, על חשבון macrobes. מחקרים אלה, המתמקדים בפרמטרים של חיידקים וכימיה מים ספציפיים, לספק תובנות חדשות למבנה הביוכימי של מערכות אקולוגיות ימיות. שילוב הנתונים מסורתיים של מאמצי ניטור מערכת אקולוגית - כמו ערכי טמפרטורה ו- pH, ביומסה הדגים וdiversity, כיסוי של קרקעית ים, או חשיפה להשפעה אנושית - עם כימיה מים והערכות חיידקים, צפוי לגרום למאמצי ניטור סביבתי רגישים יותר, שעלולה להוביל למאמצי שימור ממוקדים יותר.

מערכות אקולוגיות ימיות חשופים למגוון רחב של הפרעות שגורמות לשינויים מזמינות חומרי מזון לביומסה של טורפי שיא. בעשור האחרון, מחקרים רבים הוכיחו את החשיבות של קהילות חיידקים במערכות אקולוגיות ימיות 1-4. ניכר כי שינויים בקהילת חיידקי וירוסים קשורים באופן הדוק עם השפלה הכוללת של סביבות ימיות 5. שינויים אלה עשויים להיות בהנחייתם של גיאוכימיה שינו בעמודת המים כגון זמינות חמצן או 6,7 remineralization פחמן. כתוצאה מהתלות ההדדית בין macroorganisms, הכימיה מים ולולאות משוב פעילות המיקרוביאלית עשויים להאיץ את קצב פירוק המערכת האקולוגית 8. ב -1970 ו -80 ניסיונות מרובים שנעשו כדי לפתור מחזורי biogeochemical במערכות אקולוגיות ימיות 9-11. אחד האתגרים העיקריים למחקרים המוקדמים אלה היה החוסרגישות סטנדרטיות למדידת הפרמטרים biogeochemical העריכו. אמנם היו פרוטוקולים זמינים, בעיקר בחומרים מזינים מי ים 12,13, ההערכה של דינמיקת פחמן ומבנה קהילת החיידקים היו מוגבלים על ידי הכלים והשיטות זמינים. עם השוואת שיטות JGOFS EqPac, שארפ ואח &#39;. 14 הציע בפעם הראשונה פרוטוקול אמין וסטנדרטי להערכת פחמן אורגני מומס ריכוז (DOC). על ידי 2000s מוקדם האתגרים אנליטיים כדי לקבוע משאבים העומדים לרשות קהילת החיידקים שכך רובן נפתרו וגישות לאפיין קהילות חיידקים בסביבות תרבות מבוקרות שהוקמו (ראה 15 DeLong). השיטות לקביעת רצף המסורתיות באותה העת הסתמכו במידה רבה על תרבויות משובטים טיפחו. רצף של גנים סביבתיים מוקדם של דגימות טבעיות מתגלה, עם זאת, כי הרוב המכריע של מגוון ביולוגי של חיידקים שהוחמץ על ידי cultivשיטות המבוסס על ation 16. בשנת 2002, ברייטברט et al. 17 משמשים רצף רובה בפעם הראשונה שתארה את קהילת ויראלי בדגימות מי ים סביבתיים הקמת שיטה לקביעת רצף הגנום כולו של קהילות נגיפיות ימיות חסרות תרבות. בתוך הערכות חיידקים הקיימות, וירוסים עדיין להישאר במיוחד תחת נלמד, כמו רוב קשים לתרבות ואין להם סמן אוניברסלי שמורה כגון RNA ריבוזומלי 16S (rRNA) גנים משמשים בדרך כלל להערכת גיוון ואפיון קהילה. גישת רצף metagenomic מספקת אלטרנטיבה לשיטות תלוית תרבות וממוקדת גן לניתוח קהילות נגיפיות מורכבות. בעוד metagenomes הנגיפי הראשון שנוצר ממי הים היה רצף באמצעות סנגר רצף 17, פיתוח טכנולוגיות רצף של הדור הבא וטכניקות מולקולריות משופרות הוביל לגידול מהיר במחקרי metagenomic 18 </sעד&gt;. העבודה המעבדה הנוכחית לmetagenomics הנגיפי כרוכה הפרדה, העשרה, ו / או בריכוז של חלקיקים נגיפיים, ואחריו חומצות גרעין (DNA או RNA) חילוץ, הכנת ספרייה, ורצף 19-21. כדי לקדם את הידע הקיים על נגיפיים, חיידקים ותפקוד ביוכימי במערכות אקולוגיות ימיות, השוואת ערכות נתונים במערכות שונות ברחבי העולם הוא חיוני. עם זאת, הפרוטוקולים הוקמו במידה רבה פותחו עבור סביבות near-shore עם מתקני מעבדה נגישים בקלות. כך, חוסר שיטות שדה סטנדרטיים מעכב השוואות המערכת האקולוגית צולבת אלה. כאן אנחנו מציגים נבדקו ביסודיות וטופלנו גם עיבודים ממצב של פרוטוקולי מחקר אמנות לשימוש במקומות בשדה מרוחקים. שיטות אלו הוכחו מוצלחות במחקרים רבים פורש העשור האחרון 5,22 ומשמשות כיום על ידי מעבדות ימיות שונות, כמו גם על NOAAשונית הערכה ותכנית ניטור (רמפה) בכל האוקיינוס ​​השקט 4 האוקיינוס. פרוטוקולי הדגימה כוללים פרמטרים של מים כימיה (ריכוזי פחמן אי-אורגניים ואורגניים, ריכוז חומרי תזונה אורגני), שפע ויראליים וחיידקים (ספירת חיידקים ישירה, ספירה נגיפית ישירה, וcytometry זרימה להעריך אוטוטרוף לעומת יחסי הטרוטרוף), ומבנה קהילה ויראליים וחיידקים ו פוטנציאל מטבולים באמצעות ניתוח metagenomic (לסקירה ראה איור 1). התוצאות שהתקבלו מהשיטות שתוארו כאן נדרשות על מנת להבהיר פרמטרים רקע biogeochemical מפתח הדרושים כדי לאפיין באופן מקיף על מערכות אקולוגיות ימיות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1307">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:616px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:217px;">Company</td>
			<td style="width:149px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:325px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Niskin collection and processing units (Hatay Niskins)</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>Figure 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Filtration setup&#160;</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>Figure 1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">32 &#8211; 36 % Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>A508-212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:18px;">High-density polyethylene (HDPE) container</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>e.g., 5 Gallon HDPE UN Certified Pail with Snap-On Lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Combustion oven (550&#176; C)</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">60 ml HDPE vials&#160;</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">02-896-2B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;">25 mm GF/F filter</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>09-874-64</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forceps&#160;</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>XX62-000-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile, non-powdered gloves</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">19-170-010B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bilge pump&#160;</td>
			<td></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>e.g., Thirsty Mate 124PF</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20 l collapsible low-density polyethylene carboy&#160;</td>
			<td></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>e.g., Reliance Fold A Carrier II</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tangential flow filter (TFF) ultrafiltration hollow fiber cartridges</td>
			<td>Amersham</td>
			<td>CFP-2-E-9A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Platinum-cured silicon tubing for TFF</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>96440-82</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hose clamps</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>P-68007-23</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Peristaltic pump</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>EW-77410-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium hydroxide (NaOH) solution</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>21162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.2 &#181;m polycarbonate Track-Etched Membrane filter</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>09-300-61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">8.0 &#181;m polycarbonate Track-Etched Membrane filter</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>09-300-57</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.22 &#181;m polyvinylidene difluoride cylindrical filter</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>SVGP01050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.45 &#181;m polyvinylidene difluoride cylindrical filter</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>SVHV010RS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Synthetic nylon mesh</td>
			<td>Sefar</td>
			<td>03-125-37</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20 ml plastic scintillation bottle&#160;</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>03-341-72C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Clean bucket (10 - 20 L)</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">32 % paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Science</td>
			<td>15714</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">25 % glutaraldehyde</td>
			<td style="width:217px;">Electron Microscopy Science</td>
			<td>16220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Liquid Nitrogen</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.02 &#181;m high-purity alumina matrix filter with annular polypropylene support ring&#160;</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>6809-6002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.2 &#181;m&#160; high-purity alumina matrix filter with annular polypropylene support ring&#160;</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>6809-6022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10,000 X SYBR Gold nucleic acid stain&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>S11494</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">DAPI solution 25 &#181;g ml-1</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D1306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Molecular grade water</td>
			<td>sigma aldrich</td>
			<td>W-4502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ascorbic Acid</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>BP351-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP399-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glycerol</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>G31-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microscope slide</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>12-550-123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Coverslip</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>12-548-5M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Delicate task wipe&#160;</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>06-666A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Slide Station with vacuum pump</td>
			<td style="width:217px;"></td>
			<td style="width:149px;"></td>
			<td>Figure 3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:616px;">DNA extraction kit</td>
			<td style="width:217px;">Macherey-Nagel</td>
			<td>740952.1</td>
			<td>Nucleospin tissue kit</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Proteinase K (20 mg ml-1)</td>
			<td style="width:217px;">Lifetechnologies</td>
			<td>AM2546</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">200-proof 100% Ethanol</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Red cap: Male Luer with Lock Ring x Female Luer Coupler&#160;</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>EW-45503-88</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cesium chloride (CsCl)</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>bp1595-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">60 ml syringe</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>13-6898</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.02 &#181;m alumina matrix disposable syringe filter</td>
			<td>Fisher Sci</td>
			<td>O992613</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:616px;">Ultra-clear centrifuge tubes</td>
			<td style="width:217px;">Beckman Coulter</td>
			<td>344059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultra - swinging bucket rotor</td>
			<td style="width:217px;">Beckman Coulter</td>
			<td style="width:149px;">333790</td>
			<td>SW41 Ti Rotor&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">DNase I (100 u &#181;l-1)</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>260913</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.5 M EDTA</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP2482-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Formamide</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP228-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glycogen</td>
			<td style="width:217px;">sigma aldrich</td>
			<td style="width:149px;">G-1767</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">100 % Ethanol (200-proof)</td>
			<td style="width:217px;">Electron Microscopy Science</td>
			<td style="width:149px;">15058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1 X Tris-EDTA (TE) pH 8.0</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP2473-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">02674-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">20 &#956;g ml-1 Proteinase K</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP1700-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Chloroform</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP1145-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phenol:Chloroform:Isoamyl alcohol 25:24:1</td>
			<td style="width:217px;">sigma aldrich</td>
			<td style="width:149px;">p3803</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isopropanol</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">BP2618-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:616px;">50ml Oak Ridge Tube&#160;</td>
			<td style="width:217px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:149px;">05-562-16B</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

unraveling the unseen players in the ocean - a field guide to water chemistry and marine microbiology

כאן אנו מציגים סדרה של פרוטוקולי מחקר נבדקו ביסודיות וגם תקניים המותאמים לשימוש בסביבות ימיות מרוחקות. פרוטוקולי הדגימה כוללים הערכה של משאבים העומדים לרשות קהילת החיידקים (פחמן מומס אורגני, חומר אורגני חלקיקים, חומרים מזינים אורגניים), ותיאור מקיף של הקהילות נגיפיות וחיידקיים (באמצעות ספירה נגיפית וחיידקים ישירים, ספירה של חיידקים autofluorescent, ו בניית metagenomes הנגיפי וחיידקים). אנו משתמשים בשילוב של שיטות, המייצגות את השדה מפוזר של דיסציפלינות מדעיות הכוללות פרוטוקולים כבר הוקמו וכמה מן הטכניקות האחרונות פיתחו. טכניקות רצף במיוחד metagenomic המשמשות לאפיון קהילה נגיפי וחיידקיים, הוקמו רק בשנים האחרונות, ולכן עדיין נתון לשיפור מתמיד. זה הוביל למגוון רחב של curren נהלי דגימה ועיבוד מדגםtly בשימוש. הקבוצה של שיטות שהוצגה כאן מספקת את גישת מועד לאיסוף ועיבוד דגימות סביבתיות. פרמטרים התייחסו לפרוטוקולים אלה יניבו מינימום על מידע החיוני לאפיין ולהבין את המנגנון הבסיסי של דינמיקת קהילה נגיפית וחיידקים. זה נותן קל לעקוב אחרי הנחיות לביצוע סקרים מקיפים ודן שלבים קריטיים ואזהרות פוטנציאליות רלוונטיים לכל טכניקה.

Watch this Scientific Journal Video about Unraveling the Unseen Players in the Ocean - A Field Guide to Water Chemistry and Marine Microbiology at JoVE.com

Unraveling the Unseen Players in the Ocean - A Field Guide to Water Chemistry and Marine Microbiology

Here, we present a comprehensive protocol to assess the organic and inorganic nutrient availability and the abundance and structure of microbial and viral communities in remote marine environments.

להתיר את השחקנים הנעלמת באוקיינוס ​​- מדריך שדה לכימיה מים והימי מיקרוביולוגיה

Here we introduce a series of thoroughly tested and well standardized research protocols adapted for use in remote marine environments. The sampling ...

Research

JoVE Journal

Environment

A Fish-feeding Laboratory Bioassay to Assess the Antipredatory Activity of Secondary Metabolites from the Tissues of Marine Organisms

מעבדה מבדק-האכלת דגים לבחינת פעילות Antipredatory של משני מטבוליטים מהרקמות של אורגניזמים ימיים

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with ...

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

בחירת גודל האוטומטי ג&#39;ל כדי לשפר את האיכות של ספריות רצף הדור הבא הוכן מדגימות סביבתיות מים

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

Assay PCR דיגיטלי דופלקס כימות סימולטני של<em&gt; Spp אנטרוקוקוס.</em&gt; ואת מרקר HF183 הקשורים צואת האדם ווטרס

This manuscript describes a duplex digital PCR assay (EntHF183 dPCR) for simultaneous quantification of Enterococcus spp. and the human fecal-associated ...

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

נקי דיגום ואנליזה של נהר ושפכי הנהרות ווטרס ללימודי מתכת עקבות

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, שיטת INEX משופרת<em&gt; באתרו</em&gt; מדידה של חלקיקים מומס תרכובות מעובד על ידי האכלת השעית Active

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

פרוטוקול עבור דגימת חלקיקים על פני הים וניתוח לדוגמא

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Controlled-release of Chlorine Dioxide in a Perforated Packaging System to Extend the Storage Life and Improve the Safety of Grape Tomatoes

מבוקרת שחרורו של דו תחמוצת כלור בתוך מערכת אריזה מחוררת כדי להאריך את חיי האחסון ולשפר את הבטיחות של עגבניות ענבים

A controlled-release chlorine dioxide (ClO2) pouch was developed by sealing a slurry form of ClO2 into semipermeable polymer film; the release properties ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

הפקת חומרי הדברה אורגנוכלורינים מפלסטיק וגלגול סוג פלסטיק

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

זיפרגליים Balanus improvisus כמודל ימית - Culturing, ביטוי גנים

Barnacles are marine crustaceans with a sessile adult and free-swimming, planktonic larvae. The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is particularly ...

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

הקמת חממה נייד בעלות נמוכה עבור שדה והשתמש מעבדה

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...

להתיר את השחקנים הנעלמת באוקיינוס ​​- מדריך שדה לכימיה מים והימי מיקרוביולוגיה

להתיר את השחקנים הנעלמת באוקיינוס - מדריך שדה לכימיה מים והימי מיקרוביולוגיה