MOLEKULARNA KARAKTERIZACIJA PROKARIOTSKIH ZAJEDNICA U EUKSINOM OKOLIŠU ROGOZNIČKOGA JEZERA

doktorski rad

• Naslov (engleski): MOLECULAR CHARACTERISATION OF THE PROKARYOTIC COMMUNITIES IN THE EUXINIC ENVIRONMENT OF ROGOZNICA LAKE
• Autor: Milan Čanković
• Mentor: Irena Ciglenečki-Jušić (mentor)
• Mentor: Ines Sviličić Petrić (mentor)
• Član povjerenstva: Zrinka Ljubešić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mladen Šolić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Jasna Hrenović (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Geološki odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2018-07-10, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Interdisciplinarne prirodne znanosti; Znanost o moru
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 502/504 - Ekologija. Očuvanje prirodnih resursa. Opasnosti za okoliš. Zaštita okoliša

Sažetak

Primjenom sekvenciranja 16S rRNA gena Sangerovom metodom, sekvenciranjem nove generacije te
kvantitativnom lančanom reakcijom polimerazom detaljno je istražena prostorno-vremenska raspodjela,
taksonomska struktura i brojnost sulfat-reducirajućih bakterija i ukupnih prokariotskih zajednica u
kemoklini, monimolimnionu i sedimentu Rogozničkoga jezera. Raspodjela ovih zajednica usko je
povezana s fizičko-kemijskim obilježjima okoliša. Tijekom stratifikacije kemoklinom dominira
porodica Chromatiaceae, monimolimnionom razred Deltaproteobacteria i koljeno Bacteroidetes, dok
je značajno veći udio arheja pronađen u sedimentu. Struktura i brojnost ovih zajednica bila je stabilna
tijekom različitih istraživanih sezona, a značajne sezonske promjene uočene su na nižim taksonomskim
nivoima sulfat-reducirajućih bakterija gdje u zimskim uvjetima prevladava
Desulfovibrio/Desulfomicrobium (DSV), a ljeti Desulfococcus/Desulfonema/Desulfosarcina (DCC)
filogenetska podskupina, koja je karakteristična za sediment. Holomiktični uvjeti doveli su do gotovo
potpune promjene u strukturi prokariota u vodenom stupcu jezera. Porodica Chromatiaceae zamijenjena
je porodicom Thioglobaceae (SUP05 klaster), a došlo je i do razvoja razreda Planctomycetacia i
Chlorobia, te pojave bakterija iz koljena Epsilonbacteraeota koje nisu zabilježene tijekom stratifikacije.
Ciklusi ugljika, dušika i sumpora u jezeru ovisni su o relativno malom broju identificiranih svojti. Za
razliku od holomiktičnih uvjeta, tijekom stratifikacije nisu pronađene potencijalne nitrificirajuće i
denitrificirajuće bakterije, a udio bakterija s potencijalom za anammox bio je vrlo nizak. Također, pri
stratificiranim uvjetima zabilježen je veliki udio neklasificiranih bakterija, posebno u sedimentu.
Fiziologija i ekološka uloga ovih bakterija u jezeru je nepoznata, što ukazuje na potrebu za daljnjim
istraživanjima njihovih morfoloških i funkcionalnih karakteristika.

Sažetak (engleski)

Spatio-temporal distribution, taxonomic structure as well as the abundance of sulfate-reducing bacteria
and the total prokaryotic communities were investigated by Sanger's and next-generation 16S rRNA
gene sequencing and quantitative polymerase chain reaction in the chemocline, monimolimnion and
sediment of Rogoznica Lake. Distribution of these communities is consistent with physico-chemical
partitioning. Clear vertical distribution of microbial communities with family Chomatiaceae dominating
the chemocline, class Deltaproteobacteria and phylum Bacteroidetes dominating the monimolimnion
with significantly more abundant archaeal populations in sediment, was revealed during the
stratification. Their structure and the abundance during the investigated seasons was stable, however,
seasonal changes were observed at lower taxonomic levels within sulfate-reducing bacteria. During the
winter conditions Desulfovibrio/Desulfomicrobium (DSV) phylogenetic subgroup dominates, while
during the summer Desulfococcus/Desulfonema/Desulfosarcina (DCC) subgroup, which is
characteristic for the sediment, is more abundant. Holomictic conditions led to an almost complete
change in the structure of the prokaryotic communities in the water column of the lake. Chromatiaceae
were replaced by Thioglobaceae family (SUP05 cluster), while the abundance of Planctomycetacia and
Chlorobia increased, and phylum Epsilonbacteraeota, which was not detected during the stratification,
appeared. Low number of identified dominant groups underpins the carbon, nitrogen and sulfur cycle.
In contrast to holomictic conditions, no potentially nitrifying nor denitrifying bacteria were found during
stratification, while the potential for anammox was very weak. Also, in a stratified conditions, a large
proportion of unclassified bacteria was detected, especially in the sediment. Their physiology and
ecological role in the lake remains unknown, indicating the need for further investigation of their
morphological and functional characteristics.

• Ključne riječi: euksinija; prokariotske zajednice; Rogozničko jezero; sekvenciranje; 16S rRNA gen; qPCR
• Ključne riječi (engleski): euxinia; Rogoznica Lake; prokaryotic communities; 16S rRNA gene; sequencing; qPCR
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:762877
• Studijski program: Naziv: Interdisciplinarni doktorski studiji iz oceanologije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: doktorski studij; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti (dr. sc. natur.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2018-09-24 11:03:03