Little flying microalgae, who are you? - Taxonomy determination of airborne microalgae monocultures

Popular Abstract (Swedish)

Små flygande mikroalger – vilka är ni?

Mikroalger är små encelliga fotosyntetiska mikroorganismer (1–500 μm i diameter), knappt synliga för ögat. De finns precis överallt omkring oss, i luften vi andas, i vattnet vi dricker och på våra husväggar. Det är inte mycket vi vet om dessa små mikroorganismer. Några av dem är luftburna, vilket innebär att de kan sprida sig långa sträckor med vindpustar från oss när vi rör oss eller när det bildas vågor på vatten. Algblomning i sjöar kan göra att vi inte längre kan bada där. Man tror även att vissa biologiska partiklar som vi andas in kan vara en orsak till varför många av oss får allergier. Mikroalger påverkar oss, och våra liv varje dag.
Bland de luftburna mikroalgerna finns det några som bildar iskristaller i moln, för att kunna transportera sig till nya ekosystem genom att falla ned som regn eller snö. Hur mikroalgerna skapar iskristaller (isnukleerar) är fortfarande oklart. Man tror att det antingen har att göra med ett protein som de uttrycket, som bland annat har hittats i vissa bakterie- och svamparter. En annan teori är att dessa mikroalger utsöndrar något annat som gör att iskristaller runt dem bildas eller att de har bakterier som lever symbiotiskt tillsammans med dem som i sin tur kan isnukleera.
I vårt projekt har vi studerat mikroalger som påvisat egenskapen att kunna isnukleera. Bakgrunden till idén av detta projekt började när vår handledare Sylvie Tesson isolerade mikroalger ifrån snö, för att testa vilka utav dem som kunde bilda iskristaller i dubbel-destillerat vatten (rent vatten). Rent vatten fryser vid mycket lägre temperaturer än vanligt vatten. Genom att tillsätta en enda mikroalg i vattenprover och med hjälp av kontroller som endast innehöll dubbel-destillerat vatten, kunde hon se vilka mikroalger som fick vattnet att frysa vid högre temperaturer. Många tester utfördes, och hon kunde se att de mikroalger som fick vattnet att frysa, frös vattnet fler gånger än vad som skedde slumpmässigt. Vi blev nyfikna, vilka är dessa mikroalger?
Målet med vårt projekt var att försöka ta redo på de luftburna isnukleerande mikroalgernas taxonomi. Vi vill veta vilka de är, vad de tillhör för klass, släkte, familj och kanske till och med art. För att kunna gör det, extraherade vi deras DNA genom att få cellerna att spricka och på så sätt komma åt det hela DNA:t. Vi valde ut specifika regioner för att få ut flera fragment av just den regionen för alla våra prover. Sedan fick vi regionerna sekvenserade, vilket gav oss informationen om vilka nukleotider som fanns på just den regionen vi valt ut. Sekvenserna körde vi mot en stor databas (NBCI), där liknande sekvenser arrangeras i parallella linjer under varandra för att se vilka som matchar bäst. Det finns vissa matriser som räknar ut hur lika sekvenserna är och ger olika poäng och likheter i procent. Utifrån denna information kunde vi dra slutsatser om vilka mikroalgerna var.
Vi hade 32 monokulturer från början och kunde utifrån dem identifiera åtta kulturers taxonomi som hade egenskapen att isnukleera och fem kulturers taxonomi som inte påvisat denna egenskap. Utifrån vårt resultat kunde vi dra slutsatsen att mikroalger med förmågan att bilda iskristaller finns i fler riken i jämförelse med de som inte har förmågan. Dock fanns det inom samma rike, både monokulturer som kunde isnukleera och de som inte hade förmågan. Eftersom det inte var så många monokulturer som kunde analyseras på slutet, är det svårt att säga huvuvida förmågan att isnukleera är taxa- eller artspecifik. Men våra resultat pekar på att det finns en större variation i taxonomin för de som har förmågan än jämfört med de som inte kan isnukleera.

Handledare: Sylvie Tesson
Examensarbete 15 hp i Molekylärbiologi MOBK01 VT 2017
Biologiska institutionen, Lunds universitet

• author: Bankell, Elisabeth
• supervisor: Sylvie Tesson
• organization: Degree Projects in Molecular Biology
• course: MOBK01 20171
• year: 2017
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 8926241
• date added to LUP: 2017-09-25 11:49:15
• date last changed: 2017-09-25 11:49:15