всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Внутрипопуляционная гетерогенность объемов клеток водоросли Conticribra weissflogiiпри осмотическом стрессе и конкурентом взаимодействии

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 11 за 2016 год, стр. 47-57.
Рубрика: Гидробиология

 

Курочкина В.А. аспирант биологического факультета, ФГОУ ВПО Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Белевич Т.А. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник биологического факультета, ФГОУ ВПО Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Ткебучаваи Л.Ф. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник биологического факультета, ФГОУ ВПО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Аннотация:
У диатомовой водоросли Conticribra weissflogii, акклимированной к солености 17,5 ‰, оценивали внутрипопуляционную гетерогенность объемов клеток (W) на различных стадиях роста после пересева на среды с соленостью 8,8 ‰ (гипоосмотические условия), 35 ‰ (гиперосмотические условия) и 17,5 ‰ (контроль) в условиях изменения концентрации биогенных элементов и взаимодействия с популя¬цией диатомовой водоросли Attheya ussurensis. При всех соленостях объемы клеток C. weissflogii увеличивались при оптимальном содержании биогенных элементов и уменьшались в условиях усиления лимитирования недостатком. В гиперосмотических условиях соотношение максимального объема клеток к объему клеток маточной культуры было наибольшим. Установлено влияние солености и фазы роста на вариабельность клеточных объемов. Внутрипопуляционная гетерогенность преимущественно обуславливалась разнообразием размеров крупных клеток. В монокультуре на асимметрию распределения клеточных объемов (As) и сгруппированность значений клеточных объемов (Ех) соленость и концентрация биогенных элементов не оказывают заметного влияния. В смешанной культуре у C. weissflogii, которая при всех соленостях явилась преимущественным конкурентом, в гипоосмотических условиях W, As и Ех отличались от таковых в монокультуре, что не наблюдалось в контрольных и гиперосмотических условиях.

Ключевые слова: Conticribra weissflogii, внутрипопуляционная гетерогенность, объем клетки, осмотический стресс

Ссылка для цитирования:
Курочкина В.А. , Белевич Т.А., Ткебучаваи Л.Ф. Внутрипопуляционная гетерогенность объемов клеток водоросли Conticribra weissflogiiпри осмотическом стрессе и конкурентом взаимодействии // Вода: химия и экология. — 2016. — № 11. — c. 47-57. — http://watchemec.ru/article/28193/

Литература:
1. Traller J.C. High throughput imaging to the diatom Cyclotella cryptica demonstrates substantial cell-to-cell variability in the rate and extent of triacylglycerol accumulation / J.C. Traller, M. Hildebrand // Algal Res. 2013. V. 2. P. 244–252.
2. Ильяш Л.В. Флуоресценция отдельных клеток водоросли Conticribra weissflogii при гиперосмо-тическом стрессе / Л.В.Ильяш, В.А. Курочкина, Т.А. Белевич, С.И. Погосян // Вопр. совр. альго-логии. 2012. №2(2). URL: http:// algology.ru/131.
3. Bucci V. Microscale patchiness leads to large and important intraspecific internal nutrient heterogeneity in phytoplankton / V. Bucci, D. Nunez-Milland, D.S. Twining, F.L. Hellweger // Aquat. Ecol. 2012. V. 46. P. 101-118.
4. Курочкина В.А. Изменчивость флуоресценции отдельных клеток водоросли Conticribra weissflogii при ос¬мотическом стрессе / В.А. Курочкина, Т.А. Белевич, С.И. Погосян, Л.В. Ильяш // Вода: химия и экология. 2013. №2. С. 71–76.
5. Montagnes D.J.S. Effect of temperature on diatom volume, growth rate, and carbon and nitrogen con-tent: reconsidering some paradigms / D.J.S. Montagnes, D.J. Franklin // Limnol. Oceanogr. 2001. V. 46(8). P. 2008-2018.
6. Chisholm S.W. Phytoplankton size // Primary productivity and biogeochemical cycles in the sea. N.Y.: Plenum Press. 1992. P. 213-237.
7. Peter K.H. Phytoplankton cell size reduction in response to warming mediated by nutrient limitation / K.H. Peter, U. Sommer // PLOS ONE. 2013. V. 8(9). doi:10.1371/journal.pone.0071528.
8. Nagai S. The effect of salinity on the size of initial cells during vegetative cell enlargement of Coscino-discus wailesii (Bacillariophyceae) in culture / S. Nagai, I. Imai // Diatom Res. 1999. V. 14(2). P. 337 — 342.
9. Martín-Cereceda M. Morphological variation in a small Thalassiosira species (Bacillariophyta) under different culture regimes / M. Martín-Cereceda, E.J. Cox // Botanica Marina. 2011. V. 54(6). P. 563-574.
10. Trobajo R. Effects of salinity on growth and on valve morphology of five estuarine diatoms / R. Trobajo, L. Rovira, D.G. Mann, E.J. Cox // Phycological Res. 2011. V. 59. P. 83–90.
11. Bergquist A.M. Shifts in phytoplankton size structure and community composition during grazing by contrasting zooplankton assemblages / A.M. Bergquist, S.R. Carpenter, J.C. Latino // Limnol. Oceanogr. 1985. V. 30(5). P. 1037-1045.
12. Tall L. Grazer-diatom size relationships in an epiphytic community / L. Tall, L. Cloutier, A. Cattaneo // Limnol. Oceanogr. 2006. V. 51(2). P. 1211-1216.
13. Armbrust E.V. Patterns of cell size change in a marine centric diatom: variability evolving from clonal isolates / E.V. Armbrust, S.W. Chisholm // J. Phycol. 1992. V. 28. P. 146–156.
14. Прохоцкая В.Ю. Размерно-возрастная структура лабораторной популяции Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. в присутствии сульфата имазалила / В.Ю. Прохоцкая, Т.В. Веселова, В.А. Веселовский, А.Г. Дмитриева, В.И. Артюхова // Альгология. 2002. Т. 12. № 3. С. 376–384.
15. Dassow P. Inter‐and intraspecific relationships between nuclear DNA content and cell size in selected members of the centric diatom genus Thalassiosira (Bacillariophyceae) / P. Dassow, T.W. Petersen, V.A. Chepurnov, E.V. Armbrust // J. Phycol. 2008. V. 44(2). P. 335-349.
16. Fryxell G.A. The genus Thallasiosira: some species with a modified ring of strutted processes / G.A. Fryxell, G.R. Hasle // Nova Hedwigia. 1977. V. 54. P. 67-98.
17. Диатомовые водоросли СССР (ископаемые и совре¬менные), Т. II. Вып. 1 / Под ред. И.В. Ма-каровой. Л.: Наука, 1988. 117 с.
18. Генкал С.И. К морфологии, экологии и распростра¬нению Thalassiosira weissflogii (Bacillariophyta) / С.И. Генкал, М.С. Куликовский // Поволжский экол. журн. 2009. №3. С. 183-189.
19. García N. Effect of salinity on growth and chemical composition of the diatom Thalassiosira weiss-flogii at three culture phases /N. García, J.A. López-Elías, A. Miranda, M. Martínez-Porchas, N. Huerta, A. García // Lat. Am. J.Aquat. Res. 2012. V. 40(2). P. 435-440.
20. Hasle G.R. Marine diatoms / G.R. Hasle, E.E. Syvertsen // Identifying marine phytoplankton. San Di-ego: Acad. Press. 1997. P. 5-386.
21. Stachura-Suchoples K. Description of Conticribra tricircularis, a new genus and species of Thalassi-osirales, with a discussion on its relationship to other continuous cribra species of Thalassiosira Cleve (Bacillariophyta) and its freshwater origin / K. Stachura-Suchoples, D.M. Williams // Eur. J. Phycol. 2009. V. 44(4). P. 477-486.
22. Montagnes D.J.S. Estimating carbon, nitrogen, protein, and chlorophyll a from cell volume in marine phytoplankton / D.J.S. Montagnes, J.A. Berges, P.J. Harrison, F.J.R. Taylor // Limnol. Oceanogr. 1994. V. 39(5). P. 1044-1060.
23. Радченко И.Г. Рост и фотосинтетическая активность диатомовой водоросли Thalassiosira weissflogii при сни¬жении солености / И.Г. Радченко, Л.В. Ильяш // Изв. АН. Сер. биол. 2006. №3. С. 306-313.
24. Guillard R.R.L. Studies on marine diatoms. I. Cyclotella nana Hustedt and Detonula confervacea (Cleve) Gran. / R.R.L. Guillard, J.H. Ryther // Can. J. Microbiol. 1962. V. 8. P. 229-239.
25. Hillebrand H. Biovolume calculation for pelagic and benthic microalga / H. Hillebrand, C-D. Durse-len, D. Kirschtel, U. Pollingher, T. Zohary // J. Phycol. 1999. V. 35. P. 403-424.
26. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука. 1984. 424 с.
27. Елисеева И.И. Общая теория статистики / И.И. Елисеева, М.М. Юзбашев. М.: Финансы и ста-тистика. 2001. 480 с.
28. Saravanany V. Genetic heterogeneity and physiological variation among seasonally separated clones of Skeletonema marinoi (Bacillariophyceae) in the Gullmar Fjord, Sweden / V. Saravanany, A. Godhe // Eur. J. Phycol. 2010. V. 45(2). P. 177-190
29. Godhe A. Linking the planktonic and benthic habitat: genetic structure of the marine diatom Skele-tonema marinoi / A. Godhe, K. Härnström // Molecular Ecol. 2010. doi: 10.1111/j.1365-294X.2010.04841.x
30. Elowitz M. Stochastic gene expression in a single cell / M. Elowitz, A. Levine, E. Siggia, P. Swain // Science. 2002. V. 297. P. 1183–1186.
31. Белевич Т.А. Взаимодействие между планктонны¬ми водорослями при разных источниках азо-та / Т.А. Белевич, Е.В. Запара, Л.В. Ильяш // Усп. совр. биол. 2009. Т. 129. №4. С. 379-385.
32. Lynn S.G. Effect of nutrient availability on the biochemical and elemental stoichiometry in the fresh-water diatom Stephanodiscus minutulus (Bacillariophyceae) / S.G. Lynn, S.S. Kilham, D.A. Kreeger, S.J. Interlandi // J. Phycol. 2000. V. 36(3). P. 510–522.
33. Leynaert A. Effect of iron deficiency on diatom cell size and silicic acid uptake kinetics / A. Leynaert, E. Bucciarelli, P. Claquin, R.C. Dugdale, V. Martin-Jézéquel, P. Pondaven, O. Ragueneau // Limnol. Oceanogr. 2004. V. 49(2). P. 1134-1143.
34. Marchetti A. Coupled changes in the cell morphology and the elemental (C, N, and Si) composition of the pennate diatom Pseudo-nitzschia due to iron deficiency / A. Marchetti, P.J. Harrison // Limnol. Oceanogr. 2007. V. 52(5). P. 2270–2284.
35. Курочкина В.А. Внутрипопуляционная гетерогенность объемов клеток водоросли Attheya ussurensis в условиях стресса / В.А. Курочкина, Л.Ф. Ткебучава // Изв. ТИНРО. 2016. Т. 185. С. 220-233.
36. Айздайчер Н.А. Соленостные адаптации одноклеточной водоросли Attheya ussurensis (Bacillariophyta) // Изв. ТИНРО. 2013. Т. 173. С. 223-229.
37. Roubeix V. Effect of salinity on growth, cell size and silicification of an euryhaline freshwater dia-tom: Cyclotella meneghinianaKütz / V. Roubeix, C. Lancelot // Transit. Waters Bull. 2008. V. 1. P. 31-38.
38. Balzano S. Effect of salinity on the grown rate and morphology of ten Sceletonema strains / S. Balza-no, D. Sarno, W.H.C. Ekooistra // J. Plant Res. 2011. V. 33(6). P. 937-945.
39. Lakeman M.B. The strain concept in phytoplankton ecology / M.B. Lakeman, P. Dassow, R.A. Cattol-ico // Harmful Algae. 2009. V. 8. P. 746–758.
40. Rynearson T.A. Genetic differentiation among populations of the planktonic marine diatom Ditylum brightwellii (Bacillariophyceae) / T.A. Rynearson, E.V. Armbrust // J. Phycol. 2004. V. 40. P. 34–43.
41. Maumus F. Stemming epigenetics in marine stramenopiles / F. Maumus, P. Rabinowicz, C. Bowler, M. Rivarola // Current Genomics. 2011. V. 12(5). P. 357–370.
42. Laney S. Diatoms favor their younger daughters / S. Laney, R. Olson, H. Sosik // Limnol. Oceanogr. 2012. V. 57(5). P. 1572–1578.
43. Bisson M.A. Osmotic acclimation and turgor pressure regulation in algae / M.A. Bisson, G.O. Kirst // Naturwissenschaften. 1995.V. 82. P. 461-471.
44. Шоренко К.И. Влияние солености на морфологиче¬ские характеристики панцирей двух близ-ких видов диатомовых водорослей Nitzschia longissima (Bréb.) Grunow и N. rectilonga Takano / К.И. Шоренко, Н.А. Давидович, О.И. Давидович // Морський екологічний журнал. 2014. Т. XIII. №3. С. 75-80.
45. Håkansson H. A study of variation in valve morphology of diatom Cyclotella meneghiniata in mono-clonal cultures: effect of auxospore formation and different salinity conditions / H. Håkansson, V. Chepurnov // Diatom Res. 1999. V. 14(2). P. 251-272.
46. Zhu C.J. Effects of temperature and growth phase on lipid and biochemical composition of Isochrysis galbana TK1 / C.J. Zhu, Y.K. Lee, T.M. Chao // J. Appl. Phycol. 1997. V. 9(5). P. 451-457.
47. Hellebust J.A. Osmoregulation // Ann. Rev. Plant Physiol. 1976. V. 27. P. 485-505.
48. Спектров К.С. Механизмы, обеспечивающие устойчивость морских и пресноводных водорос-лей к измене¬нию осмотического давления окружающей среды / К.С. Спектров, Б.П. Строганов // Физиол. раст. 1979.Т. 26. №5. С. 967-977.
49. McLachlan J. The effect of salinity on growth and chlorophyll content in representative classes of uni-cellular marine algae // Can. J. Microbiol. 1961. V. 7. P. 399-406.
50. Admiraal W. Salinity tolerance of benthic estuarine diatoms as tested with a rapid polarographic measurement of photosynthesis // Marine Biology. 1977. V. 39. P. 11-18.
51. Ahmad I. The relationship between inorganic nitrogen metabolism and proline accumulation in osmo-regulatory responses of two euryhaline microalgae / I. Ahmad, J.A. Hellebust // Plant Physiol. 1988. V. 88(2). P. 348-354.
52. Shikata T. Effects of down - and up–shocks from rapid changes of salinity on survival and growth of estuarine phytoplankters / T. Shikata, S. Nagasoe, S.-J. Oh, T. Matsubara, Y. Yamasaki, Y. Shimasaki, Y. Oshima, T. Honjo // J. Fac. Agr., Kyushu Univ. 2008. V. 53(1). P. 81-87.