Metabolismus železa a mědi u jednobuněčných mořských řas rodu Ostreococcus

Abstract

Nejmenší volně žijící eukaryot Ostreococcus tauri a jeho příbuzné druhy a ekotypy jsou vynikajícími modelovými organismy pro studium příjmu železa. Tato otázka má velký ekologický přesah s odkazem na život mořského fytoplanktonu v oceánských pouštích a dalších oblastech moří, s limitací železem, popř. také zdroji mědi, jejíž metabolismus je s železem zřejmě úzce spjat. Našimi pokusy jsme simulovali podmínky oceánů s limitujícími koncentracemi iontů železa a mědi a jako kontrolu jsme zvolili podmínky dostačující. Růst buněk se lišil zejména v závislosti na zdrojích železa, kdy bez jeho limitace rostly dvakrát i třikrát rychleji. Výjimkou byl O. lucimarinus, u nějž se limitace železem vůbec neprojevila. Zřejmě je velmi dobře adaptován na své přirozené prostředí otevřeného oceánu s vysokým osvitem a vyšší mírou limitace živinami v porovnání s ostatními ekotypy. Po druhém týdnu kultivace s přesazením do media se shodnými podmínkami jsme také prokázali vliv dostupnosti iontů mědi na růst řas, opět s výjimkou O. lucimarinus. Na koncentraci iontů železa také pozitivně závisí obsah hemu b a chlorofylu a a b, bez signifikantního vlivu dostupnosti iontů mědi. Na tyto látky úzce spjaté s fotosyntézou má vliv také cirkadiánní rytmus, kdy přes den jejich koncentrace narůstají a v noci opět klesají, tento efekt...

The smallest free living eukaryote known as Ostreococcus tauri became along with some related species great experimental models for iron uptake research in marine picoplankton. The ecological context of such topic is very interesting considering the nature of adaptation to iron limitation and its connection to the copper metabolism. Our experiments has simulated iron and copper limiting conditions of the ocean, as a control we used iron and copper repleted cultivation media. The maximum cell counts were two- to threefold higher in iron-repleted medium compared to iron- depleted one. There was the only exception showing no difference in growth - O. lucimarinus coming from open ocean with high irradiance levels and very low iron concentrations, which all together made it the best adapted species. The reinoculation of cell cultures after a week cultivation into to the same iron/copper containing media led to unmasking the copper effect on growth, which was much weaker than encountered with iron (again except of O. lucimarinus). Iron sufficiency positively affects heme b and chlorophyll a and b content with no significant copper dependency. The circadian timing of heme b and chlorophyll a and b content shows the increasing trend during the day followed by decrease at night. This might be caused by...