ГЛАВНАЯ » ОБЗОРЫ И СТАТЬИ » СТАТЬИ » ЭКОЛОГИЯ ВОДОРОСЛЕЙ.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
» *Морфологическая вариабельность клонов Ulnaria ulna (Bacillariophyceae) из удаленных популяций Евразийского континента

по Материалам Международной конференции «Экологическая физиология водных фототрофов: распространение, запасы, химический состав и использование»
V Сабининские чтения 29 ноября 2016 - 29 января 2017


*Морфологическая вариабельность клонов Ulnaria ulna (Bacillariophyceae) из удаленных популяций Евразийского континента

Morphological variability of Ulnaria ulna (Bacillariophyceae) from the distant populations of the Eurasian continent

 

Подунай Ю.А.1,  Шоренко К.И.1,  Андреева С.А.2, Давидович Н.А.1

Yuliia APodunaiKonstantin I. Shorenko, 
Svetlana A. Andreeva, Nickolai A.
 Davidovich

 

1Карадагская научная станция имени Т.И.Вяземского – природный заповедник РАН (г. Феодосия)
2Институт биологии внутренних вод имени И.Д.Папанина РАН (пос. Борок)

 

УДК 582.26+581.4+581.9

 

В работе изучалась морфологическая изменчивость у представителей Ulnaria ulna (Nitzsch) Compère в клоновых культурах, выделенных из некоторых популяций Евразии. Изоляты были получены из природных популяций пресных водоёмов и водотоков России (реки Адуй, Артёмовка, Суходол, Бия, Обь), Монголии (оз. Хубсугул), Франции (река в г. Ле Манн), Бельгии (водоёмы г. Гент) и Великобритании (река в г. Кардифф). Обнаружены отличия по количественным признакам – ширине створки, числу штрихов и ареол. 

Ключевые слова: диатомовые водоросли; Ulnaria ulna; клональная изменчивость; морфотип.

 

Введение

В настоящей работе было изучено 10 клонов широко распространенного вида Ulnaria ulna (Nitzsch) P.Compère, 2001 из различных регионов Евразии. Изучение видовой и внутривидовой морфологической изменчивости является распространенной и приоритетной задачей систематики диатомовых водорослей, однако в историческом аспекте клоны диатомовых водорослей в морфологических исследованиях используются относительно редко (Mann, 2010). Исследованный в нашей работе вид был описан немецким естествоиспытателем Х.Л. Ничем в 1817 году как Bacillaria ulna, типовой местностью (locus typicus) являются донные иловые отложения Виттенбергского рва (Германия) (Lange-Bertalot, Ulrich, 2014). Вид рассматривался в родах Navicula Bory, Exilaria Greville, Fragilaria Lyngbye, Frustulia Rabenhorst, Synedra Ehrenberg. В 2001 году был выделен род Ulnaria (Kütz.) Compère, в котором U. ulna стал типовым видом рода. U. ulna широко распространён в пресных и солоноватых водоёмах Европы (Андорра, Великобритания, Германия, Европейская часть России, Ирландия, Исландия, Испания, Португалия, Польша, Румыния, Франция, Швеция), Азии (Азиатская часть России, Израиль, Индия, Ирак, Иран, Китай, Корея, Непал, Пенджаб, Сингапур, Таджикистан, Тайвань, Турция), Северной Америки (Мексика, Канада, США), Южной Америки (Аргентина, Бразилия, Колумбия), Африки (Гана, Египет), Австралии, Новой Зеландии, Гавайских островов, а также в Адриатическом и Балтийском морях (Guiry, Guiry, 2017). Вид полиморфный, однако в культурах его морфология не изучалась.

Цель настоящего исследования – оценить межпопуляционную морфологическую изменчивость U. ulna в клоновых культурах.

 

Материалы и методы

Клоны U. ulna были изолированы в 2010–2016 гг. из проб, собранных в водоемах и реках, расположенных на Евразийском континенте – России (реки Адуй, Артёмовка, Бия, Обь, Суходол), Монголии (оз. Хубсугул), Франции (река в г. Ле Манн), Бельгии (канал в г. Гент) и Великобритании (река в г. Кардифф). Культуры содержали на среде, близкой по составу к среде Dm (Andersen et al., 2005). Клоновые культуры (вегетативное потомство одной клетки) выделяли микропипеточным методом (Гайсина и др., 2008) под микроскопом МБС-9. Экспоненциальную фазу роста поддерживали еженедельным пересевом культуры в свежую питательную среду. Культуры содержали в чашках Петри при естественном освещении со стороны северного окна и температуре 20°С, либо в колбах Эрленмейра (100–250 мл) при коротком фотопериоде (6 часов освещения), пониженных температуре (12°С) и освещенности (2 klx). Размер клеток определяли с помощью окулярной линейки, калиброванной по объект-микрометру. Электронные микрофотографии получены со сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) JEOL JSM-5600 (ИБВВ РАН им. И.Д. Папанина, Россия). Морфометрические показатели (плотность расположения ареол, штрихов, длина и ширина створки) оценены по полученным микрофотографиям при помощи программы ImageJ v.1.45 (http://imagej.net). По каждому показателю осуществлено 10–20 измерений, каждая створка измерялась не более одного раза по каждому морфологическому признаку. В случае, если по одному морфологическому признаку створка измерялась несколько раз, в таблицу заносился средний показатель по створке. 

 

Результаты и обсуждение

В результате морфологического анализа клоновых культур Ulnaria ulna, выделенных из некоторых популяций Евразии, удалось обнаружить широкие диапазоны морфологической вариабельности (табл. 1). Размах вариации у генетически однородных клеток оказался сопоставим с данными, полученными за период многолетних наблюдений на генетически разнородном материале. Данный факт ранее был отмечен нами у представителей рода Nitzschia (Шоренко и др., 2014) и очевидно применим ко многим диатомовым. Известно, что клональные вариации растений имеют как фенотипическую, так и генотипическую природу, включая эпигенетические проявления (Рябушкина, 2014). В свою очередь, фенотипическая изменчивость имеет морфологические, биохимические и физиологические особенности. Однако в основе такой изменчивости всегда лежит генотип, который у диатомовых способен давать весьма широкий спектр фенотипов. Изучение фенотипической (морфологической) вариабельности в клоновых культурах позволяет обнаружить внутривидовую морфологическую вариабельность встречающуюся в природе, что позволяет объективно понять границы изменчивости вида. По данным анализа диапазонов морфологических признаков нами не установлено значительных морфологических различий для U. ulna из географически удаленных акваторий. Длина створки не учитывалась при анализе, т.к. этот показатель во многом зависит от фазы жизненного цикла (Рощин, 1994; Давидович и др., 2015). Однако можно отметить, что длина створок U. ulna в природе отличалась меньшими, но сопоставимыми с клональными культурами диапазонами (табл. 1). Завышенный диапазон числа штрихов относительно типа (Lange-Bertalot, Ulrich, 2014) и европейских форм (Van Heurk, 1896; Williams, 1986) имели клоны, полученные из природной популяции оз. Хубсугул (морфотип А). Диапазон ширины створки у клонов, полученных из природной популяции р. Артёмовка, также оказался завышен относительно типа (морфотип Б). Остальные клоны морфологически более или менее близки друг другу, но имели отличия от типа по ряду морфологических признаков (морфотип В). Клон из р. Суходол оказался наиболее близок к типовой форме (Lange-Bertalot, Ulrich, 2014). Отметим сравнительно невысокие показатели изменчивости ширины створки изученных клонов относительно указанных в литературе природных форм (табл. 1). Например, размах вариации (R), известный для природных популяций Шотландии (Williams, 1986) и Индии (Venkatachalapathy, Karthikeyan, 2013), превышает таковой у изученных нами клонов примерно в 4 раза (табл. 1). При этом по числу штрихов такой закономерности не выявлено, напротив, размах вариации этого признака у типовой формы оказался ниже, чем у изученных нами монгольских, бельгийских и английских клонов (табл. 1). Для установления объективных видовых различий полученные нами культуры будут использованы в дальнейших экспериментах по изучению репродуктивной изоляции и молекулярно-генетическом анализе.

 

Рис. 1. Внешний вид створки Ulnaria ulna (Nitzsch) P.Compère (СЭМ). Масштаб 10 мкм.

Fig. 1. External views of Ulnaria ulna (Nitzsch) P.Compère valve (SEM). Scale bar 10 μm

 

Таблица 1. Диапазоны межпопуляционной морфологической изменчивости Ulnaria ulna (Nitzsch) P.Compère по литературным и собственным данным

Table 1. Ranges of interpopulation morphological variability of Ulnaria ulna (Nitzsch) P.Compère according to literature and our own data

               Примечание: R – размах вариации.

 

Заключение

Выделенные клоны U. ulna из географически удалённых популяций по диапазонам морфологических признаков могут быть условно отнесены к нескольким морфотипам, однако для установления объективных видовых и межвидовых различий необходимо выполнить молекулярно-генетический анализ.

  

Благодарности

Авторы выражают благодарность за неоценимую помощь в отборе проб н.с. О.И. Давидович (Карадагская научная станция – природный заповедник РАН, Курортное, Республика Крым), к.б.н. Е.Ю. Митрофановой (Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул), к.б.н. О.Г. Шевченко (Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, Владивосток).

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-34-00790.

 

Список литературы

1. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей: учебное пособие. – Уфа: БГПУ, 2008. – 152 с.

2. Давидович Н.А., Давидович О.И., Подунай Ю.А., Шоренко К.И., Куликовский М.С. Репродуктивные особенности диатомовых водорослей: значение для культивирования и биотехнологии // Физиол. раст. 2015. Т.62, №2. С. 167175.

3. Рощин М.А. Жизненные циклы диатомовых водорослей. – Киев: Наук. думка, 1994. – 170 c.

4. Рябушкина Н.А. Клональная и микроклональная изменчивость растений // Биотехнология. Теория и практика. 2014. №2. C. 1727.

5. Шоренко К.И., Давидович Н.А., Куликовский М.С. Изменчивость морфологических и структурных элементов панциря в генетически однородных и разнородных группах диатомовой водоросли Nitzschia rectilonga Takano, 1983 (Bacillariophyta) // Биол. моря. 2014. Т.40, №5. С. 364378.

6. Andersen R.A., Berges J.A., Harrison P.J., Watanabe M.M. Recipes for freshwater and seawater media // Algal culturing techniques. – Amsterdam: Elsaver Acad. Press, 2005. – P. 429538.

7. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2016 URL: http://www.algaebase.org (дата обращения: 27.12.2016)

8. Lange-Bertalot H., Ulrich S. Contributions to the taxonomy of needle-shaped Fragilaria and Ulnaria species // Lauterbornia. 2014. V.78. P. 173.

9. Mann D.G. Discovering diatom species: is a long history of disagreements about species-level taxonomy now at an end? // Plant Ecol. Evol. 2010. Vol.143, №3. P. 251264.

10. Van Heurk H. A treatise on the Diatomaceae. – London: W. Wesley & Son, 1896. – 538 p.

11. Venkatachalapathy R., Karthikeyan P. Synedra species morphological observation at Bhavani region in Cauvery river, Tamil Nadu, India // Int. Res. J. Earth Sci. 2013. V.1, №6. P. 15

12. Williams D.M. Comparative morphology of some species of Synedra Ehrenb. with a new definition of the genus // Diatom Res. 1986. V.1, №1. P. 131152.

Статья поступила в редакцию 28.12.2016

 

 

Morphological variability of Ulnaria ulna (Bacillariophyceae) from the distant populations of the Eurasian continent

Yuliia APodunaiKonstantin I. Shorenko, Svetlana A. Andreeva, Nickolai A. Davidovich

The inter- and intraclonal variability of main morphological features of Ulnaria ulna (Nitzsch) Compère, 2001 from geographically distant populations of Eurasia was investigated. The isolates were obtained from natural populations of freshwater lakes and rivers of Russia (rivers Aduy, Artemovka, Sukhodol, Biya, Ob), Mongolia (Lake Khubsugul), France (river of Le Mans), Belgium (channel in Ghent) and the UK (river in Cardiff). Morphological differences in quantitative characteristics – valve width, density of striae and areolae are discussed. 

Key words: diatoms; Ulnaria ulna; clonal variation; morphotype.

 

Об авторах 

Подунай Юлия Александровна – Podunai Yuliia A.

научный сотрудник, Карадагская научная станция им.Т.И.Вяземского – природный заповедник РАН, Феодосия, Россия (T.I. Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of the RAS, Feodosiya, Russia)

grab-ua@yandex.ru

Шоренко Константин Игоревич – Shorenko Konstantin I.

научный сотрудник, Карадагская научная станция им. Т.И.Вяземского – природный заповедник РАН, Феодосия, Россия (T.I. Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of the RAS, Feodosiya,  Russia)

k_shorenko@mail.ru

Андреева Светлана Алексеевна – Andreeva Svetlana A. 

младший научный сотрудник, Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, пос. Борок, Ярославская область, Россия (I.D.Papanin Institute for Biology of Inland Waters of Russian Academy of Sciences, Borok, Russia)

tiapa93@mail.ru

Давидович Николай Александрович – Davidovich Nickolai A. 

кандидат биологических наук

старший научный сотрудник, зав. лабораторией водорослей и микробиоты, Карадагская научная станция им. Т.И.Вяземского – природный заповедник РАН, Феодосия, Россия (T.I. Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of the RAS, Feodosiya, Russia)

karadag-algae@yandex.ru

Корреспондентский адрес: 298188, Россия, Крым, г. Феодосия, пгт. Курортное, ул. Науки, 24; тел. +7-36562-26-212

 

 

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ:

Подунай Ю.А., Шоренко К.И., Андреева С.А., Давидович Н.А. Морфологическая вариабельность клонов Ulnaria ulna (Bacillariophyceae) из удаленных популяций Евразийского континента // Вопросы современной альгологии. 2017. № 1 (13). http://algology.ru/1103

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

 

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

 

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ








ГЛАВНАЯ

НОВОСТИ

О ЖУРНАЛЕ

АВТОРАМ

13 номеров журнала

ENGLISH SUMMARY

ОБЗОРЫ И СТАТЬИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ


АКВАРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И  ИХ  СОДЕРЖАНИЕ


КОНФЕРЕНЦИИ

АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЙ СЕМИНАР

СТУДЕНЧЕСКИЕ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТЫ

РЕЦЕНЗИИ


ПРИЛОЖЕНИЕ к журналу:


ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОПРЕДЕЛИТЕЛИ И МОНОГРАФИИ

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬГОЛОГИЯ
СЕГОДНЯ


ИСТОРИЯ АЛЬГОЛОГИИ

КЛАССИКА
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АЛЬГОЛОГИИ


ПУБЛИКАЦИИ ПРОШЛЫХ ЛЕТ

ВЕДУЩИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЕ
ЦЕНТРЫ


СЕКЦИЯ  АЛЬГОЛОГИИ  МОИП

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ РАЗДЕЛ

СЛОВАРИ И ТЕРМИНЫ



НАШИ ПАРТНЕРЫ


ПРЕМИИ

КОНТАКТЫ

Новые публикации



Карта сайта






Рассылки Subscribe.Ru
Журнал "Вопросы современной альгологии"
Подписаться письмом


Облако тегов:
микроводоросли    макроводоросли    пресноводные    морские    симбиотические_водоросли    почвенные    Desmidiales(отд.Сharophyta)    Chlorophyta    Rhodophyta    Phaeophyceae    Диатомеи     Dinophyta    Prymnesiophyta_(Haptophyta)    Cyanophyta    Characeae    бентос    планктон    перифитон    кокколитофориды    Экология    Систематика    Флора_и_География    Культивирование    Химический_состав    Минеральное_питание    Ультраструктура    Загрязнение    Биоиндикация    Размножение    Морфогенез    Морфология_и_Морфометрия    Физиология    Морские_травы    Использование    ОПРЕДЕЛИТЕЛИ    Фотосинтез    Фитоценология    Черное_море    Белое_море    Баренцево_море    Дальний_Восток    Азовское_море    Каспийское_море    Чукотское_море    КОНФЕРЕНЦИИ    ПЕРСОНАЛИИ    ИСТОРИЯ    РЕЦЕНЗИЯ    Биотехнология    Динамические_модели    Экстремальные_экосистемы    Ископаемые_водоросли    Сезонные_изменения    Биоразнообразие    Аральское_море    

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147