Abundance and diversity of nitrate assimilating bacteria in the deep waters of the Atlantic Ocean

Es wird angenommen dass heterotrophe Bakterien der Tiefsee durch die Verfügbarkeit von organischem Material limitiert sind. Das Vorkommen von Abbau-resistentem organischem Stickstoff und Phosphor der Tiefsee steht im Gegensatz zu potentiell verfügbarem Nitrat und Phosphat, die in großen Mengen vorhanden sind. Um die potentielle Aufnahme von Nitrat durch Bakterien in der Tiefsee zu bestimmen, wurden Wasserproben von Oberflächengewässern bis zum Bathy- und Abyssopelagial an 51 Stationen eines latitudinalen Transekts von der arktischen bis zur subantarktischen ozeanographischen Provinz des Atlantik genommen. Die Abundanz von Nitrat-assimilierenden Bakterien wurde über das nasA Gen (welches die assimilatorische Nitrat-Reduktase kodiert) und quantitativer PCR gemessen. Eine größere Fraktion mutmaßlich Nitrat-assimilierender Bakterien wurde in tieferen Regionen des Bathypelagial der Subantarktis (51%) und der nordatlantischen Drift Provinz (20%) und im tiefen Mesopelagial der südatlantischen Provinz (20%) als im Epipelagial und der arktischen Region (0 – 3%) gefunden. Um die Nitrat-assimilierende Bakteriengemeinschaft phylogenetisch zu charakterisieren, wurde eine „nested“ PCR verwendet, um das nasA Gen zu amplifizieren, klonieren und zu sequenzieren. Die Bakteriengemeinschaft, die das nasA Gen besitzt, bestand hauptsächlich aus Gammaproteobakterien und Bacteroidetes, obwohl Unterschiede in der Zusammensetzung der nasA-beinhaltenden Gemeinschaft zwischen einzelnen ozeanischen Provinzen und Tiefenschichten festgestellt wurden. Die nasA-beinhaltenden Gemeinschaften der arktischen Provinz waren in allen Tiefenschichten ähnlich und signifikant unterschiedlich von den nasA-beinhaltenden Gemeinschaften anderer ozeanographischen Provinzen. Die nasA-beinhaltenden Gemeinschaften der Tiefengewässer der nordatlantischen Drift, der nordatlantischen Gyre, der westlichen-tropischen atlantischen und der südlichen atlantischen Provinz waren alle ähnlich zueinander. Allgemein wurden größere Fraktionen mutmaßlich Nitrat-assimilierender Bakterien in Regionen mit organischer Stickstofflimitierung, wie den Tiefengewässern der subtropischen Regionen und der mesopelagischen (sub)tropischen Gewässer, gefunden. Demzufolge hat zumindest ein Teil der heterotrophen Bakterien der Tiefsee das Potential, Limitierung durch organischen Stickstoff durch Aufnahme von frei verfügbarem Nitrat zu kompensieren. Die Druckausgabe enthält Multimediabeilagen.