Сообщества цианобактерий в биопленках и планктоне литоральной зоны озера Байкал

• Автор: Гладких, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Общая характеристика цианобактерий
1.2. Различные подходы к систематике цианобактерий
1.3. Планктонные цианобактерии озера Байкал
1.4. Общая характеристика биопленок
1.5. Применение молекулярных методов для изучения
биоразнообразия цианобактерий
1.6. Метагеномный анализ
1.7. Процессы азотфиксации в водоемах, применение
молекулярных методов для выявления азотфиксирующих видов
1.8. Токсичные цианобактерии
Заключение по обзору литературы
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Световая, эпифлуоресцентная и сканирующая электронная микроскопия
2.2.2. Молекулярные методы
2.2.3. Секвенирование и филогенетический анализ
2.2.4. Пиросеквенирование и метагеномный анализ
2.2.5. Определение содержания и концентраций микроцистинов
ГЛАВА 3. ВИДОВОЙ СОСТАВ И РОЛЬ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В БИОПЛЕНКАХ РАЗЛИЧНЫХ СУБСТРАТОВ ОЗЕРА БАЙКАЛ
3.1. Видовой состав цианобактерий в биопленках различных
субстратов

3.2. Роль цианобактерий в формировании структуры биопленок
ГЛАВА 4. ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В БИОПЛЕНКАХ И ПЛАНКТОНЕ ЛИТОРАЛЬНОЙ ЗОНЫ ОЗЕРА БАЙКАЛ
4.1. Генетическое разнообразие цианобактерий в биопленках и придонной воде
4.2. Генетическое разнообразие цианобактерий в составе планктона. Филогенетический анализ
ГЛАВА 5. АЗОТФИКСИРУЮЩИЕ ЦИАНОБАКТЕРИИ В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ

5.1. Характеристика азотфиксирующей цианобактерии Тпскогтш чапаЬШв из озера Байкал
5.2. Г енетическое разнообразие азотфиксирующих цианобактерий в биопленках и планктоне
ГЛАВА 6. ВЫЯВЛЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ И ВОДОХРАНИЛИЩАХ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Ацил-КоА - ацил-коэнзим А AMT - аминотрансфераза БД - база данных
ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография
ДГГЭ - денатурирующий градиентный гель-электрофорез
ДМСО - диметилсульфоксид
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
ИФА - иммуноферментный анализ
K2+G - двухпараметрическая модель Кимуры с учетом гамма-распределения
Оз. - озеро
ОП - оптическая плотность
п. н. - пара нуклеотидов
ПЦР - полимеразная цепная реакция
РНК - рибонуклеиновая кислота
рРНК - рибосомная рибонуклеиновая кислота
СМ - световая микроскопия
СЭМ - сканирующая электронная микроскопия
ТЕ-буфер - буфер трис-ЭДТА
трис-НС1 - трис-оксиметиламинометана гидрохлорид
ТЭМ - трансмиссионная электронная микроскопия
ЭДТА - этилендиаминтетраацетат
ЭФМ - эпифлуоресцентная микроскопия
MOPS - 3-(1Ч-морфолино)пропансульфоновая кислота
RDP, MG-RAST, VAMPS - общедоступные онлайн-серверы для анализа
метагеномных данных
BaBarg - Баргузинский залив, озеро Байкал
ВАС - Baikal algae collection - коллекция цианобактерий и водорослей ЛИН СО РАН

M. chthonoplastes и L. aestuarii вместе с представителями родов Oscillatoria, Phormidium и Synechocystis [203]. Показано, что сообщество гиперсоленых микробных матов состоит из нитевидных негетероцистных цианобактерий Microcoleus, Oscillatoria, Leptolyngbya, Phormidium и одноклеточных Pleurocapsa и Gloeothece. Кроме того, в этих сообществах обнаружены сульфатредуцирующие бактерии, сераокисляющие и аноксигенные фототрофные бактерии [85].
Первые работы по измерению азотфиксации в водоемах показали, что в олиготрофных системах уровень данного процесса в толще воды низкий и составляет ничтожную долю от общего поступления азота [189]. Позднее было обнаружено, что планктонная азотфиксация может быть недооценена и nifii гены преобладают именно в водной толще [172]. Методом ПЦР в реальном времени в оз. Джордже (Нью-Йорк, США) продемонстрировано, что экспрессия nifii наиболее активно протекает в планктонных сообществах [118]. В олиготрофной части океана именно одноклеточные планктонные цианобактерии вносят значительный вклад в восполнение дефицита азота [258, 132].
1.8. Токсичные цианобактерии
Цианобактерии являются продуцентами широкого круга биологически активных веществ [159, 82], что позволяет считать их ценными в экологическом и биотехнологическом плане организмами. Наиболее пристальное внимание исследователей вызывают цианотоксины, поскольку они представляют опасность для жизни и здоровья людей и животных. К настоящему времени в пресных и солоноватых водоемах выявлены токсины цианобактерий трех основных групп в соответствии с их химической структурой: циклические пептиды (микроцистины и нодуларины), алкалоиды (цилиндроспермопсины, анатоксины, сакситоксины) и липополисахариды [88,130].