Allelopathic interactions of marine diatoms

Paul, Carsten GND

Als eukaryotisches Phytoplankton bilden Diatomeen die Grundlage des marinen Nahrungsnetzes. Diese Diatomeengemeinschaften werden nicht nur von abiotischen Faktoren wie Temperatur und Nährstoffkonzentration geformt, sondern vielmehr auch von biotischen Faktoren mitbestimmt. Bei diesen biotischen Faktoren spielen Interaktionen von Diatomeen mit Bakterien und anderen Diatomeenarten eine herausragende Rolle. Trotz dieser immensen Bedeutung existiert nur ein limitiertes Verständnis dieser Interaktionen. Ziel dieser Arbeit war es Diatomeen-Diatomeen wie auch Diatomeen-Bakterien Interaktionen zu untersuchen. Hierbei zeigte sich, dass polyungesättigte Aldehyde (PUA), ausgeschieden von Algen wie Skeletonema, keine regulierende Funktion auf die Bakteriengemeinschaft besitzen. Im Gegenzug konnte ich zeigen, dass die Bakterien Kordia algicida Proteasen benutzen um Algen wie Skeletonema zu inhibieren. Die Ausschüttung der Proteasen, welche Spezies-spezifisch wirken, erfolgt dabei über einen Quorum Sensing regulierten Mechanismus. Auf der Seite der Diatomeen-Diatomeen Interaktionen konnte Bromocyan als neuer aktiver Naturstoff isoliert werden. Für beide Interaktionsarten konnte ich erstmalig ein auf Massenspektrometrie basierender Metabolomics Ansatz anwenden. Durch Ko-Kultivierungen zeigte sich, dass das extra- und intrazelluläre metabolische Profil von der Präsenz anderer Algen beziehungsweise Bakterien abhängig ist. Somit ergibt sich ein komplexes Bild von den Interaktionsmöglichkeiten von Diatomeen.

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Paul, Carsten: Allelopathic interactions of marine diatoms. 2013.

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