Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Angewandte Ökologie (mikrobielle Ökologie)

Betreuer: PD Dr. Rhena Schumann



M. Sc. Kartika Senjarini
(e-mail: kartika.senjarini@uni-rostock )

Englisch: Diagnosis of natural bacterial assemblages: Application of fluorescence markers for the analysis of hydrolytic enzyme activity in aquatic environments Deutsch: Anwendung von Fluoreszenzmarkern zur Analyse der hydrolytischen Enzyme in pelagischen Bakterien

Englisch: Bacteria play an important role in the decomposition of organic matter, which is a key process in aquatic microbial food webs. Most of the dissolved organic matter (DOM) is present as high molecular weight compounds that can not be taken up by bacteria directly. Therefore, they must be hydrolyzed enzymatically to be transported across microbial cell membranes. The main objective of this research is to investigate the role of ecto-/extracellular hydrolases in aquatic systems. No correlation between bacterial numbers with hydrolytic enzyme activities indicated that bacteria were not the sole producers of hydrolytic enzymes. Spatial and temporal hydrolytic activities in River Warnow showed that low fractions of active bacteria may explain the missing correlation between hydrolytic activities and total bacterial counts. Hydrolytic enzyme activities were also not proportional to the substrate availability. It is likely that bacterial hydrolysis rate was higher that bacterial uptake. Thus, enzyme activities are not always and/or entirely linked to the organic matter decomposition. Species specific enzyme diversity and different responses to substrate availability are a good explanation for absent correlations between hydrolytic activities and bacterial biomass as well as substrates (DOM).

Deutsch: Bakterien spielen eine entscheidende Rolle beim Abbau des organischen Materials in aquatischen Ökosystemen. Der Hauptanteil des gelösten organischen Materials besteht aus höhermolekularen Substanzen, die von Bakterien nicht direkt aufgenommen werden können. Um durch die mikrobielle Zellmembran zu gelangen, müssen die Substanzen vorher hydrolysiert werden. In dieser Arbeit wurde die Bedeutung der mikrobiellen ecto-/extrazellulären hydrolytischen Enzyme in aquatischen Ökosystemen untersucht. Bakterien waren nicht die einzigen Produzenten dieser Enzyme. Die Aktivität der hydrolytischen Enzyme korrelierte nicht mit der bakteriellen Abundanz, weil nur ein geringer Anteil der Bakterien aktiv war. Die Enzymaktivität war auch nicht proportional zur Konzentration des verfügbaren Substrates. Außerdem scheinen die Bakterien mehr zu hydrolysieren als aufzunehmen. Sowohl die Diversität der artspezifischen Enzymausstattung als auch individuelle Reaktionen auf das verfügbare Substrat verhindern Korrelationen zwischen hydrolytischer Aktivität, bakterieller Biomasse und Substraten.