Verteilung von aeroben beweglichen und unbeweglichenmotile bacteria within the capillary fringe of silica sand

Die Retention von Bakterienzellen als „Partikel“ durch Quarzsand während der Bildung eines Kapillarsaums (CF) und der Einfluss der Motilität wurde mit motilen Pseudomonas putida und nicht-motilen Corynebacterium glutamicum Suspensionen in Abwesenheit von Nährstoffen untersucht. Der Rückhalteanteil von C. glutamicum-Zellen in allen Bereichen des CF war höher als bei P. putida-Zellen, was wahrscheinlich auf die Motilität von P. putida zurückzuführen ist. Nur etwa 5 % der P. putida-Zellen und fast keine C. glutamicum-Zellen erreichten das obere Ende einer CF von 10 cm Höhe.

Mit Zellsuspensionen von P. putida und C. glutamicum in Nährbrühe war die Entwicklung einer CF in Quarzsandfraktionen von 355-710 μm bzw. 710-1000 μm nach etwa 6 h abgeschlossen. Das Wachstum der Zellen dauerte etwa 6 Tage. P. putida bildete einen Biofilm auf Quarzkörnern, während sich C. glutamicum nicht auf Quarzsand festsetzte. Die relativen Zelldichten von C. glutamicum am Boden und in den oberen Bereichen des CF waren stets geringer als die von P. putida und lagen auch unter denen, die in suspendierten Kulturen mit demselben Medium erreicht wurden. In grobem Sand erreichten die beweglichen P. putida-Zellen in den oberen CF-Regionen deutlich höhere Zelldichten als in feinem Sand. Das Wachstum von C. glutamicum in der CF war offenbar langsamer und ein höherer Anteil der Energie wurde für die Aufrechterhaltung benötigt. Während die Zelldichten von P. putida in CFs beider Sandfraktionen um weniger als eine Größenordnung schwankten, variierten die von C. glutamicum in einem größeren Bereich von der Basis bis zur Spitze der CF.

Analysen der Esteraseaktivität von P. putida und C. glutamicum mit Fluoresceindiacetat (FDA) ergaben, dass die Zellen in höheren CF-Regionen deutlich aktiver waren als die am Boden der CF. Außerdem wurde eine signifikante Korrelation (r = 0,66, p < 0,01) zwischen den Zellen ml-1 und der Umwandlung von FDA in Fluorescein festgestellt.

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