ОЦЕНКА РАЗНООБРАЗИЯ ЦИАНОБАКТЕРИЙ И ВОДОРОСЛЕЙ ЭПИЛИТОНА Р. СЫЛВЫ (ПЕРМСКИЙ КРАЙ) МОРФОЛОГИЧЕСКИМИ И МОЛЕКУЛЯРНЫМИ МЕТОДАМИ

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

PDF
Опубликован: ноя 10, 2018
Ключевые слова:
эпилитон цианобактерии 16S рРНК диатомовые водоросли зеленые водоросли таксономия

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Александр/Aleksandr Иванович/Ivanovich Саралов/Saralov
«Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН» – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН
Полина/Polina Геннадьевна/Gennadievna Беляева/Belyaeva
«Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН» – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Аннотация

Исследовано разнообразие альгоценозов эпилитона среднего течения р. Сылвы. Применен ком-плекс морфоцитологических методов альгологии и современной молекулярной экологии. Проведе-на полимеразная цепная реакция с использованием олигонуклеотидных праймеров для избира-тельной амплификации, клонирования и секвенирования фрагментов генов 16S рРНК цианобакте-рий и пластид. В конце аномально теплого лета 2016 г. в эпилитоне р. Сылвы выявлено 98 видов водорослей из трех отделов: Bacillariophyta (80% по биомассе - В; 40% по численности -N), Chlorophyta (15% В; 10% N) и Cyanophyta/Cyanobacteria (5% В; 50% N). По результатам филогене-тического анализа генов 16S рРНК 142 клонов, 80 отнесено к диатомовым и 2 к зеленым водорос-лям, 60 - к цианобактериям. В фрагментах пластидных геномов Bacillariophyta эпилитона выявле-но две филогенетически обособленных ветви клонов, родственные представителям с разным строением панциря и отношением к солености воды. Причем 89% видов диатомовых были детек-тированы в эпилитоне и морфологическими, и молекулярными методами. Результаты исследова-ния генов 16S рРНК хлоропластов Bacillariophyta эпилитона хорошо согласовались с их естествен-ной филогенетической системой, основанной на морфологии и детальной структуре кремневого панциря. Напротив, морфотаксономические признаки цианобактерий эпилитона слабо согласова-лись с данными молекулярного анализа на основе сравнения нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Саралов/Saralov А. И., & Беляева/Belyaeva П. Г. (2018). ОЦЕНКА РАЗНООБРАЗИЯ ЦИАНОБАКТЕРИЙ И ВОДОРОСЛЕЙ ЭПИЛИТОНА Р. СЫЛВЫ (ПЕРМСКИЙ КРАЙ) МОРФОЛОГИЧЕСКИМИ И МОЛЕКУЛЯРНЫМИ МЕТОДАМИ. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (1), 97–104. извлечено от https://press.psu.ru/index.php/bio/article/view/1913
Выпуск
№ 1 (2018): Вестник Пермского университета. Серия «Биология»=Bulletin of Perm University. Biology
Раздел
Экология

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биографии авторов

Александр/Aleksandr Иванович/Ivanovich Саралов/Saralov, «Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН» – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Доктор биологических наук, зав. лабораторией водноймикробиологии

Полина/Polina Геннадьевна/Gennadievna Беляева/Belyaeva, «Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН» – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Кандидат биологических наук, старший научныйсотрудник лаборатории водной микробиологии

Библиографические ссылки

Беляева П.Г. Фитоперифитон предгорной реки Сылва (бассейн Камы) // Ботанический журнал. 2004. Т. 89, № 3. С. 435–449.

Беляева П.Г. Состав и структура фитоперифитона реки Сылва (Пермский край) // Ботанический журнал. 2014. Т. 99, № 8. С. 903–916.

Беляева П.Г. и др. Функциональная роль перифитона предгорной реки Сылва (бассейн р. Камы) // Биология внутренних вод. 2007. № 3. С. 32–40.

Булыгина Е.С. и др. Изучение нуклеотидных последовательностей nifH генов у представителей метанотрофных бактерий // Микробиология.

Т. 71, № 4. С. 425–432.

Вассер С.П. и др. Водоросли. Киев, 1989. 608 с.

Голлербах М.М., Косинская Е.К., Полянский В.И. Определитель пресноводных водорослей СССР. Синезеленые водоросли. М., 1953. Вып. 2. 652 с.

Забелина М.М. и др. Определитель пресноводных водорослей СССР. Диатомовые водоросли. М., 1951. 619 с.

Климатические особенности лета 2016 г. в Пермском крае [Электронный ресурс] URL: http://accident.perm.ru/index.php/novosti/854-summer-2016. (дата обращения: 31.08.2016).

Куликовский М.С.и др. Определитель диатомовых водорослей России. Ярославль: Филигрань, 2016. 804 с.

Паламарь-Мордвинцева Г.М. Определитель пресноводных водорослей СССР. Зеленые водоросли. Класс Конъюгаты. Порядок Десмидиевые. М., 1982. Вып. 11, ч. 2. 620 с.

Саралов А.И. и др. Азотфиксация и денитрификация в планктоне и перифитоне водотоков Камского бассейна // Биология внутренних вод. 2010. № 2. С. 13–19.

Семейкина П.И. и др. Состав альго-бактериального сообщества эпилитона предгорной реки Сылва // Российский иммунологический журнал. 2015. Т. 9 (18), вып. 2(1). С. 606–608.

Badger M.R., Hanson D., Price G.D. Evolution and diversity of CO2 concentrating mechanisms in cyanobacteria // Functional Plant Biology Journal. 2002. Vol. 29(2–3). P. 161–173.

Bhattacharya D., Medlin L. The phylogeny of plastids: a review based on comparisons of smallsubunit ribosomal RNA coding regions // Journal

of Phycology. 1995. Vol. 31. P. 489–498.

Bricheux G. et al. Pyrosequencing assessment of prokaryotic and eukaryotic diversity in biofilm communities from a French river // Microbiology Open. 2013. Vol. 2 (3). P. 402–414.

Espie G.S., Kimber M.S. Carboxysomes: cyanobacterial RubisCO comes in small packages // Photosynthesis Research. 2011. Vol. 109(1–3). P. 7–20.

Huber T., Faulkner G., Hugenholtz P. Bellerophon: a program to detect chimeric sequences in multiple sequence alignments // Bioinformatics. 2004. Vol. 20(14). P. 2317–2319.

Keeling P.J. The number, speed, and impact of plastid endosimbioses in eukaryotic evolution // Annual Review of Plant Biology. 2013. Vol. 64. P.

–607.

KomàrekJ., AnagnostidisK. Cyanoprokaryota. Chroococcales. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Jena: FicherVerland, 1999. Bd. 19. T. 1. 548 p.

Komàrek J., Fott B. Chlorophyceae (Gruunalgen), Ordnung: Chlorococcales.Stuttgard: E. Schweizerbart’scheVerlagsbuchhandlung

[Nägele und Obermiller], 1983. Bd. 16. T. 7. H. 1. 1044 S.

Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae // Süßwasserflora von Mitteleuropa. Eds. by H. Ettl, J. Gerloff, H. Heying, D. Mollenhauer. Stuttgart-Jena: G. Fisher Verlag, 1986. Bd 2/1. 876 S.; 1988. Bd 2/2. 596 S.; 1991. Bd 2/3. 576 S.; 1991. Bd 2/4. 473 S.

Komárek J. et al. Taxonomic classification of Cyanoprokaryotes

(Cyanobacterial genera), using a polyphasic approach // Preslia. 2014. Vol. 86. P. 295–335.

Lindemann S.R. et al. The epsomitic phototrophic microbialmat of Hot Lake, Washington: community structural responses to seasonal cycling // Frontiers in Microbiology. 2013. Vol. 4. P. 1–17.

NCBI BLAST: The National Center for Biotechnology Information. 2016. URL: http://www.ncbi. nlm.nih.gov/blast. (дата обращения: 31.08.2016).

Nübel U. et al. Matching molecular diversity and ecophysiology of benthic cyanobacteria and diatoms in communities along a salinity gradient // Environmental Microbiology. 2000. Vol. 2. P. 217–226.

Nübel U., Garcia-Pichel F., Muyzer G. PCR primers to amplify 16S rRNA genes from Cyanobacteria // Applied and Environmental Microbiology. 1997. Vol. 63(8). P. 3327–3332.

O'Sullivan L.A., Weightmann A.J., Fry J.C. New degenerate Cytophaga-Flexibacter-Bacteroidesspecific 16S ribosomal DNA-targeted oligonucleotide probes reveal high bacterial diversity in river taff epilithon // Applied and Environmental Microbiology. 2002. Vol. 68. P. 201–210.

Rae B.D. et al. Functions, compositions, and evolution of the two types of carboxysomes: polyhedral microcompaartments that facilitate CO2 fixation in Cyanobacteria and some Proteobacteria // Microbiology

and Molecular Biology Reviews. 2013. Vol. 77(3). P. 357–379.

Tamura K. et al. MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0 // Molecular biology and evolution. 2013. Vol. 30(12). P. 2725–2729.

References

Badger M.R., Hanson D., Price G.D. [Evolution and diversity of CO2 concentrating mechanisms in cyanobacteria]. Funct. Plant Biol. V. 29, Iss. 2–3 (2002): pp. 161–173.

Belyaeva P.G. [Phytoperiphyton in the foothill Sylva River (the Kama Basin)]. Botaničeskij žurnal. V. 89, N 3 (2004): pp. 101–115. (In Russ.).

Belyaeva P.G. [Composition and structure of phytoperiphyton in the Sylva river (Perm territory)]. Botaničeskij žurnal. V. 99, N 8 (2014.): pp. 903–

(In Russ.).

Belyaeva, P.G., Saralov, A.I., Chikin, S.M., Bannikova, O.M. [The Functional Role of Periphyton in the Piedmont Sylva River (the Kama Basin)]. Biologija vnutrennich vod. N 3 (2007): pp. 32–40. (In Russ.).

Bhattacharya D., Medlin L. The phylogeny of plastids: a review based on comparisons of smallsubunit ribosomal RNA coding regions. Journal of Phycology. V. 31 (1995): pp. 489–498. DOI: 10.1111/j.1529-8817.1995.tb02542.x.

Bricheux G., Morinh., Le Moal G., Coffe G., Balestrino D., Charbonnel N., Bohatier J., Forestier C. Pyrosequencing assessment of prokaryotic

and eukaryotic diversity in biofilm communities from a French river. Microbiology Open. V. 2, N 3 (2013): pp. 402–414. DOI:

1002/mbo3.80.

Bulygina E.S., Kuznetsov B.B., Marusina A.I., Turova T.P., Kravchenko I.K., Bykova S.A., Kolganova T.V., Galchenko V.F. [Study of nucleotide

sequences of nifH genes in methanotrophic bacteria]. Microbiologija. V. 71, N 4 (2002): pp. 425–432. (In Russ.).

Klimatičeskie osobennosti leta 2016 g. v Permskom krae [Climatic features of the summer of 2016 in the Perm kray]. Available at:

http://accident.perm.ru/index.php/novosti/854-summer-2016. (accessed 31.08.2016). (In Russ.).

Espie G.S., Kimber M.S. Carboxysomes: cyanobacterial RubisCO comes in small packages. Photosynthesis Research. V. 109, N 1–3 (2011): pp. 7–20. DOI:10.1007/s11120-011-9656-y.

Gollerbach M.M., Kosinskaia E.K., Polianskii V.I. Opredelitel' presnovodnykh vodorosley SSSR. Sinezelenyye vodorosli [Identification guide for freshwater algae of the USSR. Bluegreen algae]. Moscow, 1953, V. 2. 652 p. (In Russ.).

Huber T., Faulkner G., Hugenholtz P. Bellerophon: a program to detect chimeric sequences in multiple sequence alignments. Bioinformatics. V. 20, N 14 (2004): pp. 2317–2319.

Keeling P.J. The number, speed, and impact of plastid endosimbioses in eukaryotic evolution. Annual Review of Plant Biology. V. 64 (2013): pp. 583–607.

Komárek J., Kaštovský J., Mareš J., Johansen J.R. Taxonomic classification of Cyanoprokaryotes (Cyanobacterial genera), using a polyphasic approach. Preslia. V. 86, N 4 (2014): pp. 295–335.

Kulikovskyi M.S., Glushchenko А.М., Genkal S.I., Kuznetsova I.V. Opredelitel' diatomovykh vodorosley Rossii [Identification book of diatoms from Russia]. Yaroslavl, Filigran Publ., 2016. 804 p. (In Russ.).

Lindemann S.R., Moran J.J., Stegen J.C. et al. The epsomitic phototrophic microbial mat of Hot Lake, Washington: community structural responses to seasonal cycling. Frontiers in Microbiology. V. 4 (2013): pp. 1–17.

NCBI BLAST: The National Center for Biotechnology Information. 2016. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast. (accessed 31.08.2016).

Nübel U., Garcia-Pichel F., Muyzer G. PCR primers to amplify 16S rRNA genes from Cyanobacteria. Applied and Environmental Microbiology. V. 63, N 8 (1997): pp. 3327–3332.

Nübel U. Garcia-Pichel F., Clavero E., Muyzer G. Matching molecular diversity and ecophysiology of benthic cyanobacteria and diatoms in communities along a salinity gradient. Environmental Microbiology.

V. 2 (2000): pp. 217–226.

O'Sullivan L.A., Weightmann A.J., Fry J.C. New degenerate

Cytophaga-Flexibacter-Bacteroidesspecific 16S ribosomal DNA-targeted oligonucleotide probes reveal high bacterial diversity in river taff epilithon. Applied and Environmental Microbiology. V. 68, N 1 (2002): pp. 201–210. DOI: 10.1128/AEM.68.1.201-210.2002.

Palamar-Mordvinceva G.M. Opredelitel' presnovodnykh vodorosley SSSR. Zelenyye vodorosli. klass kon'yugaty, poryadok desmidiyevyye [Identification guide for freshwater algae of the USSR. Green algae. Classis Conjugatophyceae. Order Desmidiales]. Moscow. 1982. V. 11 (2). 620 p. (In Russ.).

Rae B.D., Long B.M., Badger M.R., Price G.D. Functions, compositions, and evolution of the two types of carboxysomes: polyhedral microcompaartments that facilitate CO2 fixation in Cyanobacteria and some Proteobacteria. Microbiology and Molecular Biology Reviews. V. 77, N 3 (2013): pp. 357–379.

Saralov A.I., Galiamina V.V., Belyaeva P.G., Molkov D.V. [Nitrogen fixation and denitrification in plankton and periphyton of the Kama River Basin watercourses]. Biologija vnutrennich vod. V. 3, N. 2 (2010): pp. 112–118. (In Russ.).

Semeikina P.I., Beliaeva P.G., Koziaeva V.V., Kuznetsov B.B. [Species composition of the algae and bacteria community of the piedmont Sylva

river`s epilithon]. Russian Journal of Immunology. V. 9(18), N 2(1) (2015): pp. 606–608. (In Russ.).

Tamura K., Stecher, G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Molecular Biology and evolution. V. 30, N 12 (2013): pp. 2725–2729.

Vasser S.P, Kondrateva N.V., Masyuc N.P. et al. Algae [Algae.] Kiev, Naukova Dumka Publ., 1989. 608 p. (In Russ.).

Zabelina M.M., Kiselev I.A., Proshkina-Lavrenko A.I., Sheshukova V.S. Opredelitel' presnovodnykh vodorosley SSSR. Diatomovyye vodorosli [Identification guide for freshwater algae of the USSR.

Diatom algae]. Moscow, 1951. 619 p. (In Russ.).