Onderzoeksproject SD/BA/01A (Onderzoeksactie SD)
Context:
De doelstelling van AMBIO is om de microbiële diversiteit op het Antarctische continent te verkennen en in kaart te brengen. Microorganismen domineren de meeste Antarctische ecosystemen, vormen de basis van de voedselketen en spelen de hoofdrol in de biogeochemische cycli. Ondanks dit grote belang, is zeer weinig gekend over hun diversiteit. Er is een gebrek aan basisgegevens om de factoren die bijdragen tot de samenstelling en geografische verspreiding van microbiële gemeenschappen te begrijpen en om de toekomstige wijzigingen als gevolg van ecologische en/of antropogene invloeden in te schatten. Tijdens het Internationaal Pooljaar, zal AMBIO bijdragen tot het project MERGE (#55) over de microbiële en ecologische gevolgen van globale klimaatswijzigingen in de polaire gebieden en ook aan het programma SCAR « Evolutie en Biodiversiteit in Antarctica ».
Projectbeschrijving:
Doelstellingen
De doelstelling van AMBIO is de microbiële diversiteit in Antarctische aquatische ecosystemen in kaart te brengen door een geïntegreerde en gestandaardiseerde analyse.
De specifieke objectieven zijn:
1. De microbiële diversiteit te verkennen in lacustriene habitats in Sub-Antarctica, maritiem en continentaal Antarctica.
2. De databank van ribosomale RNA operon sequenties van bacteria, cyanobacteria en microalgae uit te breiden door verzameling en analyse van nieuwe stalen.
3. De collecties van Antarctische bacteria (vnl. Proteobacteria en Bacteroidetes), cyanobacteria, groenwieren en diatomeeën uit te breiden met nieuwe goed gekarakteriseerde isolaten.
4. De gemeenschapsdynamiek te bestuderen binnen elke taxonomische groep in verschillende of gelijkaardige habitats langsheen ecologische en geografische gradiënten.
5. Voor elke taxonomische groep, bepaalde taxa met een opvallend distributiepatroon (specialisten in bepaalde milieus, potentieel endemische of cosmopolitische soorten) in detail te bestuderen (specifieke genotypische analyses op een groot aantal diverse stalen). Deze aanpak zal toelaten het belang van ecologische of historische factoren beter in te schatten.
6. Gebieden te identificeren met een unieke microbiële diversiteit die bescherming verdienen.
Methodologie
1. Moleculaire methoden om de gehele microbiële diversiteit te bestuderen door DGGE (Denaturating Gradient Gel Electrophoresis) en clone libraries zullen gebruikt worden. Deze methoden maken gebruik van de selectieve amplificatie van een moleculaire taxonomische merker, het ribosomaal RNA gen, door specifieke primers voor bacteria, cyanobacteria en microalgae.
2. Uit dezelfde stalen zullen stammen geïsoleerd worden: Bacteria (speciaal Proteobacteria en Bacteroidetes), cyanobacteria en microalgae (groenwieren en diatomeeën) zullen gezuiverd en gekarakteriseerd worden.
3. Een grondige studie van representatieve taxa zal gebeuren met specifieke primers en probes door combinatie van verschillende technieken waaronder DGGE, QRT-PCR (Real time quantitative PCR) en dot-blot hybridisaties.
4. Statistische analyses zullen toelaten om het relatief belang te evalueren van lokale (ecologische) versus regionale (historische) factoren met betrekking tot de verschillen in diversiteit en gemeenschapssamenstelling tussen verschillende gebieden en locaties.
Interactie tussen de partners
Elke partner heeft specifieke ervaring betreffende bepaalde groepen van microorganismen. Daarom zal de studie van de cyanobacteria gebeuren door Partner 1 (CIP). Partner 2 (PAE) en 3 (LM-UGent) zullen instaan voor de isolatie van, respectievelijk, protists en bacteria, en zullen samenwerken voor de studie van ongekweekte (gemeenschaps-)diversiteit. De analyses zullen parallel gebeuren op dezelfde stalen, met gestandaardiseerde protocols. Alle partners zullen samenwerken bij de statistische analyses die gecentraliseerd bij Partner 2 zullen gebeuren.
Verwachte resultaten en/of producten
Tijdens de eerste twee jaar zal een databank van de stalen aangelegd worden en ook drie stammencollecties voor respectievelijk bacteria, cyanobacteria en microalgae. Stammen zullen gekarakteriseerd en bewaard worden. Nieuwe bacteriële taxa zullen gedeponeerd worden in de publieke collectie BCCM/LMG. Bij het einde van het project zullen protocols en probes gepubliceerd worden op de project website. De bekomen resultaten zullen gepubliceerd worden in internationale peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften en voorgesteld op internationale wetenschappelijke symposia en workshops. Communicatie en verspreiding naar een breder publiek zal gebeuren via een website en een powerpoint voorstelling ‘Antarctica, een microbieel continent’. De bijdrage van microbiële diversiteit zal geëvalueerd worden bij het identificeren van bijzonder kwetsbare en unieke gebieden die als ASPA (Antarctic Specially Protected Area) zouden voorgesteld kunnen worden aan de CEP (Committee for Environmental Protection). Een slot-workshop met internationale sprekers zal georganiseerd worden.
Partners
Activiteiten
Partner 1 : Het CIP team bestudeert de diversiteit, taxonomie en evolutie van cyanobacteria. Moleculaire methoden werden ontwikkeld om natuurlijke stalen te bestuderen en voor polyfasische karakterisering van stammen.
Partner 2: Het PAE team bestudeert de biologie en biodiversiteit van protisten en hun rol in zoetwater en mariene ecosystemen. Fossiele resten van deze protisten worden gebruikt als biologische proxies in paleoclimatologische studies.
Partner 3: Het LM-UGent team bestudeert de prokaryote diversiteit, identificatie van bacteriën in diverse ecosystemen (aquatische, terrestrische en klinische), geassocieerd met planten of voorkomend in verschillende stappen van de voedselproductie.
Contact informatie
Coördinator
Annick Wilmotte
Université de Liège
Centre d’Ingénierie des Protéines (CIP)
Institute of Chemistry
Sart Tilman B6
B-4000 Liège
Tel:+32 (0) 4 366 38 56 / 33 87
Fax:+32 (0) 4 366 33 64
awilmotte@ulg.ac.be
Promotoren
Wim Vyverman
Universiteit Gent
Protistologie en Aquatische Ecologie (PAE)
Krijgslaan 281 S8
B-9000 Gent
Tel:+32 (0)9 264 85 01
Fax:+32 (0)9 264 85 99
Wim.Vyverman@UGent.be
Anne Willems
Universiteit Gent
Laboratorium voor Microbiologie (LM-Gent)
K.L. Ledeganckstraat 35
B-9000 Gent
Tél:+32 (0)9 264 51 03
Fax:+32 (0)9 264 50 92
Anne.Willems@UGent.be
Opvolgingscomité:
Gauthier Chapelle International Polar Foundation
Bruno Danis Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (SCAR-MarBin)
Alexandre de Lichtervelde FOD Volksgezondheid, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu
John Gibson Institute of Antarctic and Southern Ocean Studies - Australië
Dominic A. Hodgson British Antarctic Survey – Groot Brittannië
Flavia Marinelli Università degli Studi dell'Insubria - Italië
Takeshi Naganuma University of Hiroshima - Japan
David Pearce British Antarctic Survey – Groot Brittannië
Antonio Quesada Universidad Autonoma de Madrid - Spanje
Claudine Vereecke Universiteit Gent
Vincent Warwick F. Université Laval - Canada
Antarctic microbial biodiversity: the importance of geographical and ecological factors (+ Annexes) : final report (phase 1)
Brussels : Federal Science Policy, 2009 (SP2121)
[Om te downloaden]
Antarctic microbial biodiversity: the importance of geographical and ecological factors : summary (phase 1)
Brussels : Federal Science Policy, 2009 (SP2122)
[Om te downloaden]
Biodiversité microbienne antarctique: l'importance des facteurs géographiques et écologiques : résumé (phase 1)
Bruxelles : Politique scientifique fédérale, 2011 (SP2352)
[Om te downloaden]
Antarctic microbial biodiversity: the importance of geographical and ecological factors : final report
Wilmotte, Annick - Vyverman, Wim - Willems, Anne Brussels : Federal Science Policy, 2012 (SP2494)
[Om te downloaden]
[Om te bestellen]
Antarctic microbial biodiversity: the importance of geographical and ecological factors : samenvatting van de resultaten
Wilmotte, Annick - Vyverman, Wim - Willems, Anne Brussel : Federaal Wetenschapsbeleid, 2012 (SP2495)
[Om te downloaden]
Antarctic microbial biodiversity: the importance of geographical and ecological factors : résumé des résultats
Wilmotte, Annick - Vyverman, Wim - Willems, Anne Bruxelles : Politique scientifique fédérale, 2012 (SP2496)
[Om te downloaden]
Antarctic microbial biodiversity: the importance of geographical and ecological factors : summary of the results
Wilmotte, Annick - Vyverman, Wim - Willems, Anne Brussels : Federal Science Policy, 2012 (SP2497)
[Om te downloaden]
