Title (eng)
Prokaryotic abundance and community structure in mucus of reef- building corals
Parallel title (deu)
Die Abundanz und Gemeinschaftsstruktur von Prokaryonten in Mucus von riffbildenden Korallen
Author
Katharina Roll
Advisor
Gerhard Herndl
Assessor
Gerhard Herndl
Abstract (deu)
Bakterielle und archaeale Gemeinschaften besiedeln die Mucusschicht (Schleimschicht) von riffbildenden Korallen Montastraea annularis, Porites astreoides und Siderastrea siderea. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Diversität, räumliche Verteilung und Wirtspezifität von Prokaryoten, welche den Mucus bevölkern. Mit der Methode terminale Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (T-RFLP) von 16S rDNA wurde die Zusammensetzung der Archaea- und Bakteriengemeinschaft am Mucus erforscht. Weiters wurde die Mucus Abgabe über eine Zeitreihe von Luft-exponierten Korallen gemessen und die Abundanz der Prokaryoten gezählt und berechnet. Generell unterschieden sich die Bakterien- und Archaeagemeinschaften des Mucus von denen der Umgebungswasser und des Sedimentes. Bakterielle Gemeinschaften hatten eine höhere Diversität (H‘, 3,8-4,0 OTUs) als Archaeagemeinschaften (H‘, 2,7-2,9). Mucus von M. annularis hatte die höchste bakterielle Diversität (H‘, 4,0), während der Mucus von S. siderea die höchste archaeale Diversität aufwies (H‘, 2,9). Bakterielle Gemeinschaften wiesen eine Wirtspezifität auf während archaeale Gemeinschaften keine Spezialisierung auf bestimmte Korallenarten zeigten. Bakterielle Gemeinschaften variierten über die Entfernung (über eine Distanz von Kilometern), während archaeale Gemeinschaften sich über eine geographische Distanz nicht veränderten. Die Prokaryotenabundanz änderte sich zwischen den verschiedenen Arten und stand im Zusammenhang mit der Dicke der Mucusschicht. Korallen mit einer dünneren Mucusschicht (70 µm im Durchschnitt für P. astreoides) haben eine geringere Abundanz von Prokaryoten per Mucus Volumen (2,1x 106 cells ml-1) als Korallen mit einer dickeren Mucusschicht (220 µm für M. cavernosa; 3,2x 106 cells ml-1). Generell zeigten verschiedene Korallenarten unterschiedliche Dynamiken von Mucus-Abgabe. Montastrea cavernosa, Diploria labyrinthiformis und Colpophyllia natans zeigten eine schnelle Abnahme der Mucusproduktion, während die Abundanz der Prokaryoten graduell abnahm. Porites astreoides zeigte einen graduelle Abnahme der Mucusproduktion und Diploria strigosa zeigte eine stabile Mucusproduktion während der Luftexposition. Diese Studie demonstriert, dass bakterielle Gemeinschaften, welche mit der Mucusschicht von Korallen assoziiert sind, interspezifische und spatiale Variation aufwiesen, während Archaea-Gemeinschaften sich nicht zwischen verschiedenen Arten oder Orten unterscheiden.
Abstract (eng)
Bacterial and archaeal communities inhabit the surface mucus layer of the reef-building corals Montastraea annularis, Porites astreoides and Siderastrea siderea. To determine the diversity, spatial distribution and host specificity of mucus-inhabiting prokaryotes, terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) of the 16S rDNA was used to investigate the archaeal and bacterial community composition. Additionally, coral mucus release was measured and prokaryotic abundance determined for several coral species. In general, bacterial and archaeal communities associated with coral mucus were distinctly different from those of the ambient water and nearby sediments. Bacterial communities in coral mucus were more diverse (H’, 3.8-4.0 OTUs) than archaeal communities (H’, 2.7-2.9). Mucus of M. annularis showed the highest diversity of bacterial communities (H’ 4.0) whereas mucus of S. siderea showed the highest diversity of archaeal communities (H’, 2.9). The bacterial community of the mucus layer was found to be host species-specific, while archaeal communities were not. Moreover, bacterial communities within coral species changed with spatial distance of the coral colonies while archaeal communities of the mucus layer of corals did not exhibit spatial variability. The prokaryotic abundance varied among coral species and was related to the thickness of the mucus layer. Corals with a thinner mucus layer (on average 70 µm for P. astreoides) harbored less prokaryotes per mucus volume (2.1 x 106 cells ml-1) than corals with thicker layers (220 µm for M. cavernosa; 3.23x 106 cells ml-1). Coral species showed different dynamics of mucus release over time. Exposing coral heads to air resulted in initially high mucus release rates in Montastrea cavernosa, Diploria labyrinthiformis and Colpophyllia natans, decreasing rapidly over time. Porites astreoides showed a gradual decrease of mucus production and Diploria strigosa released mucus at rather constant rates. Taken together, this study demonstrates that bacterial communities associated with coral mucus show interspecific and spatial variability, while archaeal communities do not exhibit coral host-specificity and spatial variability.
Keywords (eng)
MucusBacteriaArchaeacoralsT-RFLPsDapi stained filtersM. annularisP. astreoidesS. sidereaCuracao
Keywords (deu)
MucusBakterienArchaeanKorallenT-RFLPsDapi FilterM. annularisP. astreoidesS. sidereaCuracao
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1301575
rdau:P60550 (deu)
43 S. : Ill., graph. Darst.
Number of pages
46
Association (deu)
Title (eng)
Prokaryotic abundance and community structure in mucus of reef- building corals
Parallel title (deu)
Die Abundanz und Gemeinschaftsstruktur von Prokaryonten in Mucus von riffbildenden Korallen
Author
Katharina Roll
Abstract (deu)
Bakterielle und archaeale Gemeinschaften besiedeln die Mucusschicht (Schleimschicht) von riffbildenden Korallen Montastraea annularis, Porites astreoides und Siderastrea siderea. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Diversität, räumliche Verteilung und Wirtspezifität von Prokaryoten, welche den Mucus bevölkern. Mit der Methode terminale Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (T-RFLP) von 16S rDNA wurde die Zusammensetzung der Archaea- und Bakteriengemeinschaft am Mucus erforscht. Weiters wurde die Mucus Abgabe über eine Zeitreihe von Luft-exponierten Korallen gemessen und die Abundanz der Prokaryoten gezählt und berechnet. Generell unterschieden sich die Bakterien- und Archaeagemeinschaften des Mucus von denen der Umgebungswasser und des Sedimentes. Bakterielle Gemeinschaften hatten eine höhere Diversität (H‘, 3,8-4,0 OTUs) als Archaeagemeinschaften (H‘, 2,7-2,9). Mucus von M. annularis hatte die höchste bakterielle Diversität (H‘, 4,0), während der Mucus von S. siderea die höchste archaeale Diversität aufwies (H‘, 2,9). Bakterielle Gemeinschaften wiesen eine Wirtspezifität auf während archaeale Gemeinschaften keine Spezialisierung auf bestimmte Korallenarten zeigten. Bakterielle Gemeinschaften variierten über die Entfernung (über eine Distanz von Kilometern), während archaeale Gemeinschaften sich über eine geographische Distanz nicht veränderten. Die Prokaryotenabundanz änderte sich zwischen den verschiedenen Arten und stand im Zusammenhang mit der Dicke der Mucusschicht. Korallen mit einer dünneren Mucusschicht (70 µm im Durchschnitt für P. astreoides) haben eine geringere Abundanz von Prokaryoten per Mucus Volumen (2,1x 106 cells ml-1) als Korallen mit einer dickeren Mucusschicht (220 µm für M. cavernosa; 3,2x 106 cells ml-1). Generell zeigten verschiedene Korallenarten unterschiedliche Dynamiken von Mucus-Abgabe. Montastrea cavernosa, Diploria labyrinthiformis und Colpophyllia natans zeigten eine schnelle Abnahme der Mucusproduktion, während die Abundanz der Prokaryoten graduell abnahm. Porites astreoides zeigte einen graduelle Abnahme der Mucusproduktion und Diploria strigosa zeigte eine stabile Mucusproduktion während der Luftexposition. Diese Studie demonstriert, dass bakterielle Gemeinschaften, welche mit der Mucusschicht von Korallen assoziiert sind, interspezifische und spatiale Variation aufwiesen, während Archaea-Gemeinschaften sich nicht zwischen verschiedenen Arten oder Orten unterscheiden.
Abstract (eng)
Bacterial and archaeal communities inhabit the surface mucus layer of the reef-building corals Montastraea annularis, Porites astreoides and Siderastrea siderea. To determine the diversity, spatial distribution and host specificity of mucus-inhabiting prokaryotes, terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) of the 16S rDNA was used to investigate the archaeal and bacterial community composition. Additionally, coral mucus release was measured and prokaryotic abundance determined for several coral species. In general, bacterial and archaeal communities associated with coral mucus were distinctly different from those of the ambient water and nearby sediments. Bacterial communities in coral mucus were more diverse (H’, 3.8-4.0 OTUs) than archaeal communities (H’, 2.7-2.9). Mucus of M. annularis showed the highest diversity of bacterial communities (H’ 4.0) whereas mucus of S. siderea showed the highest diversity of archaeal communities (H’, 2.9). The bacterial community of the mucus layer was found to be host species-specific, while archaeal communities were not. Moreover, bacterial communities within coral species changed with spatial distance of the coral colonies while archaeal communities of the mucus layer of corals did not exhibit spatial variability. The prokaryotic abundance varied among coral species and was related to the thickness of the mucus layer. Corals with a thinner mucus layer (on average 70 µm for P. astreoides) harbored less prokaryotes per mucus volume (2.1 x 106 cells ml-1) than corals with thicker layers (220 µm for M. cavernosa; 3.23x 106 cells ml-1). Coral species showed different dynamics of mucus release over time. Exposing coral heads to air resulted in initially high mucus release rates in Montastrea cavernosa, Diploria labyrinthiformis and Colpophyllia natans, decreasing rapidly over time. Porites astreoides showed a gradual decrease of mucus production and Diploria strigosa released mucus at rather constant rates. Taken together, this study demonstrates that bacterial communities associated with coral mucus show interspecific and spatial variability, while archaeal communities do not exhibit coral host-specificity and spatial variability.
Keywords (eng)
MucusBacteriaArchaeacoralsT-RFLPsDapi stained filtersM. annularisP. astreoidesS. sidereaCuracao
Keywords (deu)
MucusBakterienArchaeanKorallenT-RFLPsDapi FilterM. annularisP. astreoidesS. sidereaCuracao
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1301576
Number of pages
46
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