Sulfaatinpelkistäjäbakteerien DNA:n eristys ja pitoisuuden määritys kvantitatiivisella PCR:llä
Kanerva, Tinja (2012)
Kanerva, Tinja
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012090413374
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012090413374
Tiivistelmä
Suomen maaperässä esiintyy paljon elohopeaa, mikä on myrkyllistä monille mikrobeille. Maaperästä löytyy mikrobeja, jotka ovat kehittäneet elohopeatoleranssin. Saastuneessa maaperässä esiintyy sulfaatinpelkistäjäbakteereita (SRB), joiden solut sisältävät elohopeaa. Sulfaatinpelkistäjäbakteerit kykenevät käyttämään elohopeaa metaboliassaan muodostaen elohopeasulfidia. Tämä taas hapettuu metyylielohopeaksi, joka on elohopeaa myrkyllisempää ja kerääntyy elohopean tavoin ruokaketjussa ylöspäin.
Metsäntutkimuslaitoksessa tutkitaan, miten avo- ja kokopuuhakkuut vaikuttavat elohopean liikkuvuuteen ja pitoisuuteen maaperässä. Tutkimukseen on valittu 8 suota, joista puolet on ravintorikkaalla mustaliuskemaaperällä ja puolet kallioperän päällä. Molempien maaperien 4 suota koostuivat yhdestä kontrollista, yhdestä avohakkuusuosta ja kahdesta kokopuu-hakkuusuosta. Opinnäytetyössä keskityttiin maaperän, näytesyvyyden ja suon käsittelyn vaikutuksiin sulfaatinpelkistäjäbakteerien pitoisuuksiin.
Sulfaatinpelkistäjäbakteeripitoisuudet määritettiin ensin eristämällä turvenäytteistä totaali-DNA, joka inhibition takia lisäpuhdistettiin PEG-saostuksella. PCR:ssä käytettiin 16S rRNA-alukkeita, joiden avulla todettiin DNA:n eristyksen onnistuminen. Sulfaatinpelkistäjä-bakteerien määrä mitattiin spesifeillä dsrA-alukkeilla käyttäen kvantitatiivista PCR-tekniikkaa.
Tuloksen mukaan soissa esiintyi vaihtelevia määriä sulfaatinpelkistäjäbakteereita läpi syvyysgradientin. Suurimmat pitoisuudet olivat 25 senttimetrin syvyydessä, mikä on loogista anaerobisuuden ja hapen rajapinnassa elämisen takia. Maaperien välillä oli eroja, sillä ravinnerikkaassa esiintyi huomattavasti enemmän sulfaatinpelkistäjäbakteereita. Suokäsittely vaikuttaa sulfaatinpelkistäjäbakteeripitoisuuksiin. Kokopuuhakkuusoilla pitoisuudet olivat korkeampia kuin kontrolli- tai avohakkuusoissa. Avopuuhakkuusoiden ja kontrollien välillä ei ollut suurta eroa. Tämä on loogista, koska kokohakkuusuon maaperä on sekoittu-nut enemmän kuin avohakkuusuon.
Seuraava tutkimusvaihe on tunnistaa sulfaatinpelkistäjäbakteerit eri syvyyksistä ja eri sois-ta. Sulfaatinpelkistäjäbakteerien kyky käsitellä happea ja elohopeaa vaihtelee sukujen ja lajien välillä.
Metsäntutkimuslaitoksessa tutkitaan, miten avo- ja kokopuuhakkuut vaikuttavat elohopean liikkuvuuteen ja pitoisuuteen maaperässä. Tutkimukseen on valittu 8 suota, joista puolet on ravintorikkaalla mustaliuskemaaperällä ja puolet kallioperän päällä. Molempien maaperien 4 suota koostuivat yhdestä kontrollista, yhdestä avohakkuusuosta ja kahdesta kokopuu-hakkuusuosta. Opinnäytetyössä keskityttiin maaperän, näytesyvyyden ja suon käsittelyn vaikutuksiin sulfaatinpelkistäjäbakteerien pitoisuuksiin.
Sulfaatinpelkistäjäbakteeripitoisuudet määritettiin ensin eristämällä turvenäytteistä totaali-DNA, joka inhibition takia lisäpuhdistettiin PEG-saostuksella. PCR:ssä käytettiin 16S rRNA-alukkeita, joiden avulla todettiin DNA:n eristyksen onnistuminen. Sulfaatinpelkistäjä-bakteerien määrä mitattiin spesifeillä dsrA-alukkeilla käyttäen kvantitatiivista PCR-tekniikkaa.
Tuloksen mukaan soissa esiintyi vaihtelevia määriä sulfaatinpelkistäjäbakteereita läpi syvyysgradientin. Suurimmat pitoisuudet olivat 25 senttimetrin syvyydessä, mikä on loogista anaerobisuuden ja hapen rajapinnassa elämisen takia. Maaperien välillä oli eroja, sillä ravinnerikkaassa esiintyi huomattavasti enemmän sulfaatinpelkistäjäbakteereita. Suokäsittely vaikuttaa sulfaatinpelkistäjäbakteeripitoisuuksiin. Kokopuuhakkuusoilla pitoisuudet olivat korkeampia kuin kontrolli- tai avohakkuusoissa. Avopuuhakkuusoiden ja kontrollien välillä ei ollut suurta eroa. Tämä on loogista, koska kokohakkuusuon maaperä on sekoittu-nut enemmän kuin avohakkuusuon.
Seuraava tutkimusvaihe on tunnistaa sulfaatinpelkistäjäbakteerit eri syvyyksistä ja eri sois-ta. Sulfaatinpelkistäjäbakteerien kyky käsitellä happea ja elohopeaa vaihtelee sukujen ja lajien välillä.