Förändringar i genomiska signaturer av antropogen stress på återupplivade kiselalger från naturliga arkiv
Detta är ett förslag på examensarbete för kandidat- eller masternivå vid Institutionen för marina vetenskaper. Examensarbeten vid Institutionen för marina vetenskaper görs självständigt och bedöms individuellt.
Ämne: Marin biologi
Nivå: Masteruppsats i växtbiologi och evolution
Handledare: Anushree Sanyal
Var: Institutionen för miljövetenskap och hållbarhetsstudier, Södertörns högskola
Projektbakgrund
Vi visar för första gången återupplivandet, livskraften och grobarheten hos vilande sporer av kiselalgen Chaetoceros som finns i sediment under havsbotten från tre olika tidsperioder (nyligen: 0–80 år; forntida: ~1250 (medeltida klimatavvikelse) och ~6600 (holocenens termiska maximum) kalenderår före nutid). Våra resultat visade att ~6600 kalenderår före nutid (cal. yr BP) gamla vilande sporer av Chaetoceros fortfarande är livskraftiga och att den fysiologiska responsen avseende reproduktion i nyligen och forntida vilande sporer varierar.
Groningstiden är tre timmar till 2–3 dagar för både nya och gamla sporer, men sporrarnas groningsgrad (%) minskade med stigande ålder. Groningsgraden för de nya sporerna var ~41 %, medan den för de gamla sporerna var ~31 % och ~12 % för de ~1250 och ~6600 kalenderår BP gamla vilande sporerna. Baserat på morfologin hos vilande sporer samt grodda vegetativa celler kunde vi identifiera arten som Chaetoceros muelleri var. subsalsum (Lemmerman) J.R. Johansen och Rushforth. Sanger-sekvenser av kärn- och kloroplastmarkörer identifierade arten som Chaetoceros muelleri.
Den kunskap som vi får genom att undersöka de genomiska signaturerna hos Chaetoceros muelleri-populationer över tid och artens respons på miljöförändringar kommer så småningom att göra det möjligt för oss att förutsäga denna och andra arters respons och anpassning till klimatförändringar.
Projektbeskrivning
Mänskliga aktiviteter har höjt temperaturen, koldioxidhalten och näringsämnena i haven, vilket har skapat syrefattiga zoner som påverkar den biologiska mångfalden i världshaven.
I detta projekt kommer vi att undersöka hur man kan förutsäga effekterna av antropogena stressfaktorer och klimatförändringar på mångfalden i det marina livet över långa tidsperioder. Denna kunskap kommer så småningom att göra det möjligt för oss att förstå hur arter anpassar sig till förändrade miljöförhållanden till följd av klimatförändringar och mänsklig verksamhet.
I detta projekt kommer du att:
- undersöka hur alger, som är primärproducenter och utgör basen i havets näringsväv, reagerar på förändrade miljöförhållanden i form av temperatur, ljus och salthalt.
- utveckla en metod för att väcka och odla gamla vilande sporer och använda genomik, transkriptomik och encellsgenomikmetoder och analyser för att avslöja marina arters respons på klimatförändringar och mänskliga handlingar.
Du kommer att förvärva kunskaper inom:
- Algodling
- Ljusmikroskopi
- Arbeta med ett nytt modellsystem, Chaetoceros muelleri, för långsiktiga evolutionära studier
- Analysera genuttrycksdata i alger
- Analysera genomdata för att identifiera enkelnukleotidpolymorfismer
- Metoder för extraktion av DNA och RNA
Projektmål
- Återupplivande av algernas vilande sporer och odling av alger.
- Analys av genuttrycksdata som utsätts för olika miljöförhållanden.
- Analys av genomdata för att identifiera enkelnukleotidpolymorfismer.
- Lär dig DNA- och RNA-extraktion
- Mätning av klorofyll a:s absorbans med en spektrofotometer för att bestämma skillnaderna i tillväxthastighet mellan olika stammar som utsätts för höga och låga ljus-, temperatur- och salthaltsförhållanden.
Kontakt
Maria Asplund
forskare
Institutionen för biologi och mijövetenskap
E-post: maria.asplund@gu.se
Anushree Sanyal
Institutionen för miljövetenskap och hållbarhetsstudier, Södertörns högskola
E-post: anushree.sanyal@sh.se