всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Урал-Пресс: 012688

Хроматическая адаптация с-фикоэритрин-содержащих черноморских цианобактерий Synechococcus sp.

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 4-6 за 2018 год, стр. 106-115.
Рубрика: Аналитические методы и системы контроля качества воды

 

Ефимова Т.В. младший научный сотрудник, отдел биофизической экологии, ФГБУН «Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского Российской академии наук»
Чурилова Т.Я. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела экологической физиологии водорослей, Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского
Муханов В.С. кандидат биологических наук, заведующий лабораторией микропланктона, ФГБУН «Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского Российской академии наук»
Сахонь Е.Г. ведущий инженер, лаборатория микропланктона, ФГБУН «Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского Российской академии наук»

Аннотация:
В работе исследовано влияние света разного спектрального состава на структурно-функциональные характеристики цианобактерий, которые являются важным компонентом водной среды и определяют ее качество. Эксперименты со штаммом цианобактерий Synechococcus sp. BS9001 не показали изменения в соотношении хлорофилла а и вспомогательных пигментов, характерного для комплементарной хроматической адаптации. Скорость деления клеток была больше на свету спектрального состава (зеленый свет), комплементарного полосе поглощения С-фикоэритрина, и меньше на свету с волновыми характеристиками, не совпадающими со спектральным диапазоном поглощения света С-фикоэритрином. Исследования в Черном море показали, что в период сезонной стратификации вод в фитопланктонном сообществе наблюдалось увеличение с глубиной численности пикоцианобактерий, которое достигало максимума в нижней части зоны фотосинтеза, ограниченной сезонным термоклином. Для фитопланктонного сообщества, существующего глубже сезонного термоклина, были получены спектры поглощения света с локальным максимумом на ~ 550 нм, что вероятно связано с С-фикоэритрин содержащими цианобактериями Synechococcus sp. Совпадение полосы поглощения пигмента С-фикоэритрин со спектральным составом приникающей к границе зоны фотосинтеза радиации, вероятно, является причиной обилия С-фикоэритрин-содержащего пикопланктона Synechococcus sp. под слоем сезонного термоклина.

Ключевые слова: Synechococcus sp. BS9001– пикоцианобактерии - спектральный состав света - пигменты

Ссылка для цитирования:
Ефимова Т.В., Чурилова Т.Я. , Муханов В.С., Сахонь Е.Г. Хроматическая адаптация с-фикоэритрин-содержащих черноморских цианобактерий Synechococcus sp. // Вода: химия и экология. — 2018. — № 4-6. — c. 106-115. — http://watchemec.ru/article/28945/

Литература:
1. Kirk J.T.O. Light and photosynthesis in aquatic ecosystems. Third edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 649 p.
2. Falkowski P.G. Light-shade adaptation in marine phytoplankton // Primary productivity in the Sea / Eds. Falkowski P. G. New-York, London: Plenum Press. 1980. P. 99-119.
3. Holdsworth E.S. Effect of growth factor and light quality on thegrowth, pigmentation and photosynthesis of two diatoms, Thalassiosira gravida and Phaeodactylum tricornutum // Mar. Biol. 1985. V. 86. P. 253-262.
4. Wynne D. Effects of light intensity and quality on therelative N and P requirements (the optimum N : P ratio) of marine algae / D. Wynne, G.Y. Rhee // J. Plankton Res. 1986. V. 8. P. 91-103.
5. Wallen D.G. Light quality and concentration of proteins RNA, DNA, and photosynthetic pigments in two species of marine plankton algae / D.G. Wallen, G.H. Geen // Mar. Biol. 1971. V.10. Р. 44-51.
6. Ojala A. The influence of light quality on growth and phycobiliprotein/chlorophyll a fluorescence quotients of some species of freshwater algae in culture // Phycologia. 1993. V. 32. N. 1. P. 22-28.
7. Jones T.W. Effect of light quality and intensity on glycerol content in Dunaliella tertiolecta (Chlorophyceae) and the relationship to cell growth/osmoregulation/ T.W. Jones, R.A. Galloway // J. Phycol. 1979. V. 15. P. 101-106.
8. Nelson N.B. Chromatic light effects and physiological modeling of absorption properties of Heterocapsa pygmaea (= Glenodinium sp.) / N.B. Nelson, B.B. Prezelin // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1990. V. 63. Р. 37-46.
9. Faust M.A. Response of Prorocentrum Mariae – Lebouriae (Dinophyceae) to light of different spectral qualities and irradiances: growth and pigmentation / M.A. Faust, J.C. Sager, B.W. Meeson // J. Phycol. 1982. V. 18. Р. 349-356.
10. Vesk M. Effect of blue-green light on photosynthetic pigments and chloroplast structure in unicellular marine algae from six classes / M. Vesk, S. W. Jeffrey // J. Phycol. 1977. V.13. N. 3. P. 280-288.
11. Schofield O.R. Spectral photosynthesis, quantum yield and blue-green light enhancement of productivityrates in the diatom Chaetoceros gracile and the prymnesiophyte Emiliania huxleyi / O.R. Schofield, R. Bidigare, B. Prezelin // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1990. V. 64. Р. 175-186.
12. Румянцев В.А. «Цветение» воды – угроза экологической безопасности / В.А. Румянцев, Л.Н. Крюков // Известия русского географического общества. 2013. Т. 145. № 2. С. 1-9.
13. Andersen R.A. Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, 2005. 578 p.
14. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. Москва: Энергоатомиздат, 1983. 472 с.
15. Mitchell B.G. Chlorophyll a specific absorption and fluorescence excitation spectra for light limited phytoplankton / B.G. Mitchell, D.A. Kiefer // Deep- Sea Res. 1988. V. 35. N. 5. P. 639-663.
16. Tassan S. An alternative approach to absorption measurements of aquatic particles retained on filters / S. Tassan, G. Ferrari // Limnol. Oceanogr. 1995. V. 40. N. 8. P. 1358-1368.
17. Mitchell B.G. Algorithms for determining the absorption coefficient of aquatic particulates using the quantitative filter technique (QFT) // Ocean Optics X. SPIE 1302. 1990. P. 137-148.
18. Churilova T.Ya. Spectral model of underwater irradiance in the Black Sea / T.Ya. Churilova, V.V. Suslin, H.M. Sosik // Physical Oceanography. 2009. V. 19. N. 6. P. 366-378.
19. Morel A. Prochlorococcus and Synechococcus: a comparative stady of their optical properties in relation to their size and pigmentation / A. Morel, Y.-H. Ahn, F. Partensky, D. Vaulot, H. Claustre // Journal of Marine Research. 1993. V. 51. P. 617-649.
20. Tandeau de Marsac N. Occurrence and nature of chromatic adaptation in cyanobacteria // J. Bacteriol. 1977. V. 130. N. 1. P. 82-91.
21. Hauschild C.A. Effects of spectral quality on growth and pigmentation of рicocyanobacteria / C.A. Hauschild, H.G. McMurter, F.R. Pick // J. Phycol. 1991. V. 27. Р. 698-702.
22. Waterbury J.B. Biological and ecological characterization of the marine unicellular cyanobacterium Synechococcus / J.B. Waterbury, F.W. Watson, F.W. Valois, D.G. Franks // Photosynthetic picoplankton / Eds. Platt T., Li W.K.W. Canadian Department of Fisheries and Oceans, Ottawa, 1986. P. 71-120.
23. Palenik B. Chromatic adaptation in marine Synechococcus strains // Applied and environmental microbiolog. 2001. V. 67. N. 2. P. 991-994.
24. Everroad C. Biochemical bases of type IV chromatic adaptation in marine Synechococcus sp. / C. Everroad, C. Six, F. Partensky, J.C. Thomas, J. Holtzendorff, A.M. Wood // J. Bacteriol. 2006. V. 188. P. 3345-3356.
25. Churilova T. Spectral features of downwelling radiance and chromatic adaptation of phytoplankton in the Black Sea / T. Churilova, V. Suslin, O. Rylkova, A. Dzhulay // Proc. of VI Int. Conference «Current Problems in Optics of Natural Waters» (ONW’2011), St. Petersburg: Publishing House «Nauka» of RAS, 2011. P. 117-121.
26. Stomp M. Adaptive divergence in pigment composition promotes phytoplankton biodiversity / M. Stomp, J. Huisman, F. de Jong, A. J. Veraart, D. Gerla, M. Rijkeboer, B.W. Ibelings, U.I.A.Wollenzien, L.J. Stal // Nature. 2004. V. 432. P. 104-107.
27. Чурилова Т.Я. Биооптические показатели вод глубоководной части Черного моря: параметризация поглощения света фитопланктоном в осенний и летний периоды / Т.Я. Чурилова, А.А. Джулай, В.В. Суслин, О.В. Кривенко, Т.В. Ефимова, В.С. Муханов, О.А. Рылькова, Л.А. Манжос // Сборник научных трудов Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2014. В. 28. С. 320-333.
28. Uysal Z. Pigments, size and distribution of Synechococcus spp. in the Black Sea. // Journal of Marine Systems. 2000. V. 24 (3-4). P. 313-326.
29. Шалапенок Л.С. Протранственное распределение и гетерогенность состава популяций пикопланктонных цианобактерий Synechococcus sp. в Черном море / Л.С. Шалапенок, А.А. Шалапенок // Океанология. 1997. Т. 37. № 4. С. 547-552.