Processi di degradazione del materiale organico nelle acque del Golfo di Trieste

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Patrizia Giuliana Pavone
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FondaUmani 2 1 Dipartimento di Oceanografia Biologica OGS 2 Dipartimento di

temporali e tendenze nelle caratteristiche meteorologiche ed oceanografiche

1 Processi di degradazione del materiale organico nelle acque del Golfo di Trieste Paola Del Negro 1, Mauro Celussi 1, Erica Crevatin 1, Serena FondaUmani 2 1 Dipartimento di Oceanografia Biologica OGS 2 Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Trieste CONVEGNO: Variazioni temporali e tendenze nelle caratteristiche meteorologiche ed oceanografiche dell Adriatico settentrionale: la situazione nel Golfo di Trieste Trieste, 2-3 Dicembre 21

2 Procarioti - Eucarioti ESOENZIMI 6 Da LMW HMW DOC labile DOC refrattario POC Trieste, 2-3 Dicembre 21

2-25 ITALY Frequenza di campionamento: mensile o bimensile 4 5. 7 5 N 1 m 2 m LBM C1 4 profondità: superficie, 5, 1 e 15m 4 5. 6 5 N Trieste 4 5. 5 5 N SLOVENIA 4 5. 4 5 N 13.

3 2-25 ITALY Frequenza di campionamento: mensile o bimensile N 1 m 2 m LBM C1 4 profondità: superficie, 5, 1 e 15m N Trieste N SLOVENIA N 13.4 E 13.5 E 13.6 E 13.7 E 13.8 E Attività degradative analizzate: Proteasi (leucina aminopeptidasi) Lipasi Fosfatasi alcalina α-glucosidasi β-glucosidasi Trieste, 2-3 Dicembre 21

4 Metodo dei substrati fluorogenici artificiali (Hoppe, 1983; Hoppe et al., 1988) R O CH 3 O O H 2 O HO CH 3 O MUF O + R Leucina aminopeptidasi Fosfatasi alcalina b-glucosidasi a-glucosidasi Lipasi CH 3 CH 3 R HN O O H 2 O H 2 N O O + R AMC Trieste, 2-3 Dicembre 21

5 Proteasi leucina aminopeptidasi Trieste, 2-3 Dicembre 21

6 Lipasi Trieste, 2-3 Dicembre 21

7 Fosfatasi Trieste, 2-3 Dicembre 21

8 4 β-glucosidasi β glucosidasi Trieste, 2-3 Dicembre 21

9 3 α-glucosidasi α-glucosidasi Trieste, 2-3 Dicembre 21

10 Climatologia mensile Proteasi JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC * Alcuni outliers sono stati rimossi per motivazioni grafiche Trieste, 2-3 Dicembre 21

11 Fosfatasi JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC Lipasi Trieste, 2-3 Dicembre 21 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC

12 α-glucosidasi b-glucosidasi JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 4 2 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC * Alcuni outliers sono stati rimossi per motivazioni grafiche Trieste, 2-3 Dicembre 21

13 Andamento interannuale 25 Proteasi Lipasi Fosfatasi * Alcuni outliers sono stati rimossi per motivazioni grafiche Trieste, 2-3 Dicembre 21

14 4 β-glucosidasi α-glucosidasi * Alcuni outliers sono stati rimossi per motivazioni grafiche Trieste, 2-3 Dicembre 21

15 Spearman s coefficient 8 8 LIP APA AMA Beta Alfa A+B LIP APA AMA Beta Alfa 1. A+B ln fosfatasi ln proteasi p<.1 p<.1-4 ln lipasi -6 ln fosfatasi ns ln proteasi ln fosfatasi Trieste, 2-3 Dicembre 21-6 ln glucosidasi -4 ln glucosidasi

16 APA/AMA : indice di fosforolimitazione gen- dic- dic-1 dic-2 dic-3 dic-4 L unico periodo caratterizzato da P limitazione sembra essere il 23 Negli altri anni si rilevano sporadici episodi di carenza di P Trieste, 2-3 Dicembre 21

17 Legenda: α+β α e β- glucosidasi LIP lipasi APA fosfatasi AMA proteasi α+β LIP LIP+APA APA AMA Trieste, 2-3 Dicembre 21

18 Legenda: 2 (m) J F M A M J J A S O N D α e β- glucosidasi lipasi nn nn nn 5 nn nn nn nn nn nn 15 nn nn nn 2+3 proteasi fosfatasi fosfatasi + lipasi nn = non determinato = = + 25 nn 5 nn nn 15 nn La degradazione delle proteine è predominante Trieste, 2-3 Dicembre 21

19 Il C mobilizzato dalla proteasi sostiene la produzione procariotica di C (Prokaryotic C Production-PCP)? % di C utilizzato / mobilizzato gen- dic- dic-1 dic-2 dic-3 dic-4 Superficie 5 m 1 m 15 m Mediana ~1% Nei casi in cui la mobilizzazione di C da proteine non sia sufficiente a sostenere il metabolismo procariotico eterotrofo, quali substrati sostengono questi organismi? Trieste, 2-3 Dicembre 21

20 Legenda: 2 (m) J F M A M J J A S O N D α e β- glucosidasi lipasi nn nn nn 5 nn nn nn nn nn nn 15 nn nn nn 2+3 proteasi fosfatasi fosfatasi + lipasi nn = non determinato = = + 25 nn 5 nn nn 15 nn Lipidi e Zuccheri Trieste, 2-3 Dicembre 21

21 Considerazioni conclusive I processi di degradazione più attivi riguardano i polipeptidi (C + N), molto più lenta è l idrolisi dei polisaccaridi Forte legame tra lipasi e fosfatasi (entrambi gli enzimi consentono il recupero di P?, la lipasi è implicata nel ciclo di P?) Ogni enzima segue andamenti stagionali definiti che rispecchiano le modificazioni del substrato (bloom primaverile/autunnale) e gli incrementi del metabolismo procariotico associati al riscaldamento della colonna d acqua Gli andamenti interannuali di ogni enzima sono scarsamente variabili ma gli spettri di degradazione evidenziano modificazioni considerevoli tra gli anni grande variabilità nella composizione del substrato Quando è ridotta la degradazione dei polipeptidi, prevale la degradazione di lipidi e polisaccaridi I processi di degradazione del substrato organico non evidenziano la fosforo limitazione che caratterizza il Golfo (composizione del DOM/POM?) Senza un dataset così esteso molte di queste evidenze non sarebbero state rilevate dataset UNICO Trieste, 2-3 Dicembre 21

22 Trieste, 2-3 Dicembre 21

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