Планктомицеты сфагновых болот: филогенетическое разнообразие и экологические функции

• Автор: Иванова, Анастасия Олеговна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Часть 1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Цель и задачи работы
Научная новизна и значимость работы
Практическая ценность
Апробация работы
Публикации
Объем и структура
Место проведения работы и благодарности
Часть 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ РЬАЫСТОШСЕТЕЕ
1.1. Филогения
1.2. Таксономия планктомицетов
1.2.1. Таксономически охарактеризованные представители класса Ріапсіотусеа
1.2.1.1. Род Ріапсїотусех
1.2.1.2. Группа, представленная родами Pirellu.la-Blastopirellv.lq-КкоАорігеШйа
1.2.1.3. Род ОетпШа
1.2.1.4. Род /«мр/гаега
1.2.2. Планктомицеты группы «Апапипох»
1.3. Особенности строения клеток планктомицетов
1.4. Физиология представителей Ріапсіотусеїез
1.5. Хемотаксономические характеристики планктомицетов
1.5.1. Структура клеточной стенки
1.5.2. Состав хинонов
1.5.3. Состав липидов
1.5.4. Состав ДІІК
1.5.5. Организация генома
Глава 2. ЭКОЛОГИЯ ПЛАНКТОМИЦЕТОВ
2.1. Среды обитания
2.2. Развитие в ассоциациях с водорослями, губками, ракообразными и

термитами
2.3. Экологические функции планктомицетов
2.4. Исследование экологии и разнообразия планктомицетов с применением молекулярных методов
Глава 3. ПЛАНКТОМИЦЕТЫ КАК КОМПОНЕНТ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ СФАГНОВЫХ БОЛОТ
3.1. Биосферная значимость сфагновых болот и их характеристики как местообитания микроорганизмов
3.2. Выявление планктомицетов в составе микробных сообществ сфагновых болот
Часть 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 4. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Исследования нативного торфа :
4.1.1. Образцы торфа, использованные для определения разнообразия и численности планктомицетов
4.1.2. Молекулярные методы исследования
4.1.2.1. Оценка разнообразия планктомицетов в болотах путем экстракции тотальной ДНК из торфа и последующего ПЦР-1 анализа
4.1.2.1.1. Экстракция тотальной ДНК из образцов торфа
4.1.2.1.2. Экстракция ДНК из микробных клеток
4.1.2.1.3. ПЦР-амплификация генов 16S рРНК планктомицетов
4.1.2.1.4. Получение библиотеки клонов генов 16S рРНК планктомицетов
4.1.2.1.5. Выделение плазмидной ДНК, очистка, секвенирование
4.1.2.1.6. Филогенетический анализ

4.1.2.2. Оценка численности планктомицетов в болотах с использованием метода FISH
4.1.2.2.1. Процедура фиксации образцов торфа
4.1.2.2.2. Процедура гибридизации фиксированных образцов с зондами
4.1.2.2.3. Использование ранее разработанных олигонуклеотидных зондов
4.1.2.2.4. Создание зондов для специфической детекции отдельных групп болотных планктомицетов
4.1.2.2.5. Микроскопический анализ
4.1.2.2.6. Учет клеток микроорганизмов в образцах торфа
4.2. Изучение чистых культур болотных планктомицетов
4.2.1. Объекты исследования

4.2.1.1. Культуры планктомицетов, выделенные из сфагновых болот
4.2.1.2. Бактерии, использованные в качестве тест-культур
4.2.2. Состав питательных сред

4.2.3. Методы исследования морфологических и физиологических характеристик изолятов
4.2.4. Аналитические методы
4.2.5. Трансмиссионная и сканирующая электронная микроскопия
4.2.6. Определение состава хинонов
4.2.7. Анализы состава жирных кислот и липидов
4.2.8. Определение нуклеотидного состава ДНК и ДНК-ДНК гомологии
4.2.9. Фотодокументирование материалов и обработка данных
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 5. ВЫЯВЛЕНИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЕН ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ РЫМСТОМУСЕТЕР В СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ
5.1. Численность планктомицетов в сфагновых болотах различного географического расположения и трофического статуса
5.2. Распределение планктомицетов по профилю болот
Глава 6. ОЦЕНКА ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РЕЛМСТОМУСЕТЕБ В СФАГНОВЫХ БОЛОТАХ
6.1. Разнообразие планктомицетов в аэробной части болотного профиля
6.2. Разнообразие планктомицетов в микроаэробно-анаэробной части болотного профиля
6.3. Дифференцированная оценка численности отдельных групп планктомицетов и их распределения по профилю
6.3.1. Разработка зондов для детекции болотных планктомицетов
6.3.2. Применение зондов для дифференцированной оценки численности отдельных групп болотных планктомицетов
Глава 7. ХАРАКТЕРИСТИКА НОВЫХ ТАКСОНОВ ПЛАНКТОМИЦЕТОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ СФАГНОВЫХ БОЛОТ
7.1. Род 8сМе5пепа
7.2. Род Singldisphaera
Глава 8. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ ПЛАНКТОМИЦЕТОВ В МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВАХ СФАГНОВЫХ БОЛОТ
8.1. Деградация гетерополисахаридов
8.2. Планктомицеты как компонент целлюлозолитического сообщества
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ИЗ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

цитировано по Ward et al., 2006). Однако в дальнейшем принадлежность этого организма к планктомицетам бьша опровергнута (Starr et al., 1983). Подлинные же, 77>е//м/а-иодобныс планктомицеты были найдены в сообществе с Daphnia pulex (Staley, 1973), а позднее изолированы с личинок гигантской тигровой креветки Penaeiis monodon (Fuerst et al., 1991, 1997).
Представители группы Planctomycetes были выявлены в кишечнике питающихся почвой термитов Cubitermes spp. (Schmitt-Wagner et а., 2003; Kohler et al., 2008). В одном из отделов их кишечника с щелочной реакцией среды численность планктомицетов была максимальна и достигала 2.6x109 клеток мл'1, составляя до одной трети общего числа клеток бактерий (Schmitt-Wagner et а., 2003; Kohler et al., 2008). Анализ
филогенетического разнообразия планктомицетов в этом местообитании показал их принадлежность к нескольким новым отдельным филогенетическим кластерам в пределах Planctomycetes, не имеющим пока культивируемых представителей и составленным исключительно только клонами, полученными из кишечника термитов (Kohler et al., 2008). Физиология и функциональная роль планктомицетов, выявленных в кишечнике термитов, пока не ясна.
2.3. Экологические функции планктомицетов.
Несмотря на широкое распространение представителей группы Planctomycetes, их экологические функции в природных экосистемах остаются малоизучены. Участие этих бактерий в минерализации легкодоступных органических соединений является наиболее очевидным. В частности, планктомицеты были выявлены в качестве одного из основных компонентов сообщества, формирующегося при разложении фитомассы сфагнума (Куличевская и др., 2007). Способность планктомицетов использовать N-ацетилпнокозамин в качестве источника углерода и энергии послужила основой для предположения, что эти бактерии вовлечены в процессы деградации хитина, одного из