Diatoms are photosynthetic protists that reside in aquatic environments. A unique feature of diatoms is their cell wall structure made of silica. Silicon is a limiting nutrient for diatoms. The bioavailable form of silicon in aquatic environments is silicic acid. Since the intracellular concentration of silicon is many times greater than the extracellular concentration in aquatic habitats, silicon transporters (SIT) are required that actively transports silicic acid into the cell. In the diatom Chaetoceros affinis two such transporters have been reported, SIT1 (CaSIT1) and SIT2 (CaSIT2). Gene expression of CaSIT1 is increased at low extracellular concentration of silicic acid (<30 µM), while at higher concentrations the transportation is dominated by diffusion. On the contrary, CaSIT2 does not seem to be affected by variations in environmental silicic acid concentrations, and its role in the transportation of silicic acid remains unclear. The aim of this study was to evaluate the relative gene expression of CaSIT1 and CaSIT2 in C. affinis, using realtime-PCR. The diatom was cultivated in two media: one with full nutrients (control) and one without added silicon (-Si). In addition, C. affinis was also cultivated with a second diatom, Cylindrotheca fusiformis, in respective media (mixed cultivation). Due to extensive primer-dimers, CaSIT2 was excluded from the proceeding analysis of the samples. Analysis showed that the relative gene expression of CaSIT1 was increased by silica limitation (ANOVA: p < 0,05), in accordance with previous studies. The effect of competition however resulted in a decrease of gene expression (ANOVA: p < 0,05). The combined effect, the interaction of competition and silica limitation, did not result in a significant change of the gene expression (ANOVA: p = 0,38). However, there was an increased variation among the mixed cultures, which could be a result of RNA degradation considering the poor RNA quality of the samples. The results from this study show that realtime-PCR is an effective method to measure gene expression of silica transporters, provided that the primers have been correctly evaluated. / Diatomer är vattenlevande, fotosyntetiska protister som kännetecknas av att dess cellväggsstruktur är uppbyggd av kiseldioxid. Kisel är ett begränsande näringsämne för diatomer. Den biotillgängliga formen av kisel i akvatisk miljö är kiselsyra. Eftersom den intracellulära koncentration av kisel är mångfaldigt högre än den extracellulära i de flesta akvatiska habitat, krävs kiseltransportörer (SIT) som aktivt pumpar in kiselsyran. Hos diatomen Chaetoceros affinis har två kiseltransportörer rapporterats, SIT1 (CaSIT1) och SIT2 (CaSIT2). Genuttrycket av CaSIT1 ökar vid låg koncentration av extracellulär kiselsyra (<30 µM), medan vid högre koncentrationer domineras transporten av diffusion. I motsats tycks CaSIT2 inte påverkas av variationer i tillgänglig kiselsyra, och dess roll vid transport av kiselsyra är oklar. Syftet med föreliggande arbete var att med realtids-PCR undersöka det relativa genuttrycket av CaSIT1 och CaSIT2 hos C. affinis. Diatomen odlades i två medium: en med komplett näringsinnehåll (kontroll) och en med samma näringsinnehåll förutom kisel (-Si). Därutöver odlades även C. affinis tillsammans med Cylindrotheca fusiformis, i respektive medium (mixad kultur). På grund av omfattande primer-dimers uteslöts CaSIT2 primers från analys av proverna. Det relativa genuttrycket av CaSIT1 ökade vid kiselbegränsning (ANOVA: p < 0,05), i enlighet med tidigare studier. Effekten av konkurrens resulterade däremot i en minskning av genuttryck (ANOVA: p < 0,05). Den kombinerade effekten (konkurrens och kiselbegränsning) resulterade inte i en signifikant förändring av genuttrycket (ANOVA: p = 0,38). Det var en ökad variation bland de mixade kulturerna, vilket eventuellt förklaras av degraderat RNA då RNA-kvalitén över lag var väldigt låg för de flesta prover. Resultaten i denna studie visar att realtids-PCR är en effektiv metod för att undersöka genuttryck av kiseltransportörgener, under förutsättning av primers utvärderats korrekt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:lnu-104392 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Gubonin, Nikolaj |
| Publisher | Linnéuniversitetet, Institutionen för kemi och biomedicin (KOB) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0019 seconds