Využití mikrobiálních komunit jako markeru podmínek v podzemních biotopech

Abstract

The amount of data obtained by barcoding of prokaryotic 16S rDNA from natural habitats is increasing exponentially. Thus, methods enabling us to extract useful information from these data are of increasing importance. In this thesis microbial communities from water, sludge and drilling dust were analyzed by 16S rDNA sequencing in three geologically well described sedimentary aquifers in Bohemian Massif. The main goal of this research was to establish how different analytical approaches can be useful in interpretation of groundwater biogeochemical processes. Three approaches were used: First, taxonomy and metabolic traits of the most abundant microorganisms were assessed. Second, ordination methods showing metabolic and taxonomic variability between communities were used. Last the analysis of phylogenetic dissimilarity using UniFrac metrics was performed. When analyzing individual localities separately, the shift in microbial community composition corresponds with the change of environmental conditions. The unconstrained ordination method based on the variability in metabolic traits indicated, that sludge samples are more informative than water samples when asking which electron donor is used in microbial communities. On the other hand, unconstrained ordination methods were useless when the...

V současné době exponenciálně přibývá množství dat získaných barcodingem 16S rDNA bakterií a archeí v různých přirozených prostředích. Proto nabývá na důležitosti rozvoj metod, umožňujících z těchto dat získat smysluplné informace. V této práci byly pomocí sekvenace 16S rDNA analyzovány mikrobiální komunity ze vzorků vody, kalu a vrtného prachu ze tří geologicky dobře prozkoumaných sedimentárních akviferů v Českém masívu. Cílem bylo zjistit, jak je možné využít různé analýzy při interpretaci procesů v podzemní vodě. Mikrobiální komunity z akviferů s různými podmínkami byly charakterizovány třemi metodami: taxonomickým a metabolickým popisem nejhojnějších mikroorganismů v komunitě, ordinačními metodami zobrazujícími variabilitu metabolických skupin a taxonomických jednotek a metodou UniFrac, která ukazuje míru fylogenetické disimilarity mezi komunitami. Z výsledků těchto analýz vyplývá, že na jednotlivých lokalitách odpovídá posun ve složení mikrobiálních komunit vlivu různých složek v prostředí. Pomocí nepřímé ordinační analýzy zobrazující variabilitu metabolických skupin bylo zjištěno, že vzorky z kalu mají lepší výpovědní hodnotu o tom, jaké donory elektronů jsou mikrobiální komunitou využívány, než vzorky vody. Nepřímá ordinační analýza je pro mikrobiální komunity nepoužitelná, pokud jsou vzorky...