Genetic fingerprints of microalgal culture strains: amplified fragment length polymorphism (AFLP) for investigations below the species level

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung von Mikroalgen-Kulturstämmen unterhalb des Artniveaus. Für Service-Kulturensammlungen sind diese Untersuchungen wichtig, um die genetische Diversität der vorhandenen bzw. neu aufzunehmender Kulturen zu erfassen, Stämme eindeutig zu identifizieren oder auch Kontaminationen auszuschließen. Zu diesem Zweck wurden häufig in der Forschung genutzte Stämme von Mikroalgen mithilfe von genetischen Fingerabdrücken, die mit der AFLP (amplified fragment length polymorphism) Technik generiert wurden, untersucht. Mittels AFLP was es möglich, verschiedene Stämme derselben Art (Chlorella vulgaris) zu unterscheiden und für jedes Isolat einen charakteristischen genetischen Fingerabdruck zu erhalten. Da diese genomischen Variationen innerhalb derselben Art auch mit Unterschieden in physiologischen/biochemischen Eigenschaften korreliert sein können, ist es wichtig genau festzuhalten, welches Isolat für einen Versuch oder eine biotechnologische Anwendung verwendet wurde. Mit der AFLP-Technik war es ferner möglich, phänotypisch unterschiedliche Mutanten von Parachlorella kessleri und den entsprechenden Wildtyp zu unterscheiden. Normalerweise ist es mit AFLP nicht möglich, Algenkulturen zu untersuchen, die mit anderen Organismen kontaminiert sind. Das Problem hierbei ist, dass bei den generierten Fragmenten nicht unterschieden werden kann, ob sie von der Alge stammen oder von der Kontamination. Es konnte hier jedoch gezeigt werden, dass kontaminierte Kulturen trotzdem mit AFLP untersucht werden können. Hierzu war es nötig, Kulturen mit unterschiedlichem Verhältnis von Algen- und Bakterienzellen zu untersuchen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Infektionen von Algenkulturen mit Viren, die meistens schwer nachzuweisen sind, mittels AFLP festgestellt werden können. Kryokonservierung ist mittlerweile die Methode der Wahl zur Langzeitaufbewahrung von Mikroalgen. Es wird davon ausgegangen, dass diese Aufbewahrungsmethode genetisch stabile Kulturen über Jahrzehnte hinweg garantieren kann. Jedoch wurde bis heute die genetische Stabilität von kryokonservierten Algen noch nicht überprüft und deshalb in der vorliegenden Arbeit mithilfe der AFLP-Technik untersucht.