Игнатенко М.Е.¹, Черногорец О.А.¹, Тынников О.А.¹, Чивкунова О.Б.², Соловченко А.Е.², Лобакова Е.С.², Селиванова Е.А.¹

Marina E. Ignatenko, Olga A. Chernogorec, Oleg A. Tynnikov,
Olga B. Chivkunova, Alexei E. Solovchenko, Elena S. Lobakova,
Elena A. Selivanova

¹Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН (Оренбург, Россия)
²Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
биологический факультет (Москва, Россия)

УДК 582.261.56

С использованием полифазного подхода исследован штамм Navicula salinicola Hustedt, выделенный из гипергалинного озера Джарылгач (соленость – 122 г/л). В ходе исследования выявлены различия в морфометрических характеристиках створок панциря выделенного штамма по сравнению с протологом и морфологическая изменчивость в условиях различной солености. Определены границы галотолерантности (диапазон устойчивости) и зоны оптимума развития микроводоросли. Анализ жирнокислотного состава биомассы исследуемого штамма продемонстрировал высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот. С использованием двух маркерных генов (ген 18S рРНК и rbcL) определено филогенетическое положение. На основе данных метабаркодинга по V4-фрагменту гена 18S рРНК получены новые сведения о распространении N. salinicola в водоемах с различной соленостью.

Ключевые слова: диатомеи; Navicula salinicola; гипергалинные водоемы; галотолерантность морфологическая изменчивость; жирные кислоты

Navicula salinicola Hustedt впервые был обнаружен в 1939 г. и охарактеризован как довольно часто встречающийся вид в морских цианофитовых илистых отмелях (Hustedt, 1939). Этот таксон был описан как мезогалобный и эвригалинный (Hustedt, 1939). С точки зрения классификации, предложенной Кольбе (Kolbe, 1927), разработанной Хустедтом (Hustedt, 1957), которая в настоящее время широко используется в биоиндикации (Stoermer, Smol, 1999), мезогалобы характерны для шельфовых солоноватых песчаных эстуариев, а также водных объектов с соленостью в пределах 5‰–20‰ (Баринова и др., 2019). К настоящему моменту подтверждено широкое распространение N. salinicola по всему миру в пресных, солоноватых и морских водоемах (Guiry, Guiry, 2022). Доминирование N. salinicola в микробных матах было отмечено при солености 38 ‰ (Fayó et. al., 2020). Navicula salinicola var. boliviana был обнаружен в гипергалинной лагуне Колорадо, где он является компонентом пищевого рациона фламинго (Peña, Patrick, 1961). Navicula salinicola привлекает интерес как биотехнологический объект, поскольку наряду другими диатомовыми рассматривается как потенциальный источник полиненасыщенных жирных кислот (Etesami et al., 2017).

При изучении разнообразия микроводорослей в гипергалинных водоемах различной географической локализации нами был выделен штамм навикулоидных диатомовых, идентифицированный как N. salinicola, который явился объектом комплексного исследования.

Исследуемый штамм навикулоидных диатомовых выделен в 2019 г. из планктонной пробы гипергалинного озера Джарылгач, находящегося на северном побережье Тарханкутского полуострова (Крым). Соленость воды в точке отбора составляла 122 г/л, pH – 7,71. Альгологически чистая культура получена путем отсаживания единичных клеток из накопительной культуры с помощью тонко оттянутых пастеровских пипеток под инвертированным микроскопом Nikon TS2 (Nikon Corporation, Japan). Культивирование осуществляли на минеральной среде с соленостью 100 г/л в условиях люминостата. Световую микроскопию проводили с использованием микроскопа Axiostar plus (Carl Zeiss, Germany), сканирующую электронную микроскопию выполняли на микроскопе Tescan Mira 3 (Tescan Brno, s.r.o, Brno, Czech Republic) в Центре выявления и поддержки одаренных детей «Гагарин» (Оренбург). В градиенте минерализации были определены границы галотолерантности (диапазон устойчивости) и зоны оптимума развития микроводоросли. Морфологическую изменчивость оценивали в динамике по мере роста культуры в условиях различной солености. Состав жирных кислот оценивали с помощью ГЖХ-хроматографа/масс-спектрометра (Cohen, 1993). Определение суммарного содержания пигментов проводили в хлороформных экстрактах спектрофотометрически по формулам Wellburn (Wellburn, 1994), с использованием спектрофотометра CarySeries UV-Vis Spectrofotometer (AgilentTechnologies, USA).

Выделенный штамм был идентифицирован как Navicula salinicola на основании морфологических и молекулярно-генетических данных. Определено филогенетическое положение с использованием двух маркерных генов (ген 18S рРНК и rbcL). Исследуемый штамм N. salinicola отличался от протолога большей длиной (22,8±0,1 (21,7–23,5) мкм против 7–17 мкм, соответственно) и шириной (3,4±0,03 (3,1–3,9) мкм против 2–3 мкм, соответственно) створки. Установлена оптимальная соленость и диапазон галотолерантности. Показана морфологическая изменчивость створок панциря в градиенте солености. С использованием метабаркодинга по V4-фрагменту гена 18S рРНК получены новые данные о географическом распространении N. salinicola в водоемах с различной соленостью. Анализ жирнокислотного состава биомассы нового штамма продемонстрировал высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот. Полученные данные расширяют представление об экологических особенностях, фенотипической и физиологической пластичности и возможностях использования как объекта биотехнологии вида N. salinicola.

Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-24-20144, https://rscf.ru/project/25-24-20144/.

Автор заявляeт об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Баринова С.С., Белоус Е.П., Царенко П.М. Альгоиндикация водных объектов Украины: методы и перспективы. – Хайфа: University of Haifa Publisher, 2019. 367 c.
2. Cohen Z, Norman H., Heimer Y. Potential use of substituted pyridazinones for selecting polyunsaturated fatty acid overproducing cell lines of algae // Phytochem. 1993. V.32. Р. 259–264. DOI: https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)94978-1
3. Etesami E., Saba F., Noroozi M., Amoozegar M.A., Khaniki, G.B., Fazeli S.A.S. Caspian Sea's Navicula salinicola Hustedt 1939 and effect of the prolonged culture on its fatty acid profile // International Journal of Aquatic Biology. 2017. V.5, №4. P. 268–274. DOI: https://doi.org/10.22034/ijab.v5i4.271
4. Fayó R., Pan J., Espinosa M.A. Microbial mat and surface sediment communities from a shallow oxbow lake in the Colorado River floodplain, Argentina // Geomicrobiology Journal. 2020. V.37(10). P. 937–949. DOI: https://doi.org/10.1080/01490451.2020.1801908
5. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2022. https://www.algaebase.org (дата обращения 28.05.2025)
6. Hustedt F. Die Diatomeenflora des Flußsystems der Weser im Gebiet der Hansestadt Bremen // Abhandl. Naturw. Ver. Bremen. 1957. V.34. P. 181–440.
7. Hustedt F. Die Diatomeenflora des Küstengebietes der Nordsee vom Dollart bis zur Elbemündung. I. Die Diatomeenflora in den Sedimenten der unteren Ems sowie auf den Watten in der Leybucht, des Memmert und bei der Insel Juist // Adhandlungen des Naturwissenschaftlichen Verein zu Bremen. 1939. V. 31(2/3). P. 571–677.
8. Kolbe R.W. Zur Ökologie, Morphologie und Systematik der Brackwasser-Diatomeen // Pflanzenforschung. 1927. V.7. P. 1–146.
9. Peña L.E., Patrick R.M. Results of research in the Antofagasta ranges of Chile and Bolivia // Postilla. 1961. V.49. P. 43–55.
10. Stoermer E.F., Smol J.P. The diatoms: application for the environmental and earth sciences. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999. – 469 р.
11. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution // J. Plant. Physiol. 1994. V.144. P. 307–313. DOI: https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)81192-2

Статья поступила в редакцию 18.06.2025
После доработки 08.08.2025
Статья принята к публикации 28.08.2025

Об авторе

Игнатенко Марина Евгеньевна – Marina E. Ignatenko

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург, Россия (Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia)

ignatenko_me@mail.ru

Черногорец Ольга Андреевна – Olga A. Chernogorec

аспирант, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург, Россия (Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia)

velsh.lelya@mail.ru

Тынников Олег Алексеевич – Oleg A. Tynnikov

аспирант, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург, Россия (Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia)

senior.tynnikov@yandex.ru

Чивкунова Ольга Борисовна – Olga B. Chivkunova

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), биологический факультет

olga.chivkunova@mail.ru

Соловченко Алексей Евгеньевич – Alexei E. Solovchenko

доктор биологических наук
профессор, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), биологический факультет

solovchenkoae@my.msu.ru

Лобакова Елена Сергеевна – Elena S. Lobakova

доктор биологических наук
профессор, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), биологический факультет

elena.lobakova@rambler.ru

Селиванова Елена Александровна – Elena A. Selivanova

кандидат медицинских наук
ведущий научный сотрудник, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург, Россия (Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia)

selivanova-81@mail.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 460000, г. Екатеринбург, ул. Пионерская, д. 11, ИКВС УрО РАН, тел. (3532) 77-54-17.

ССЫЛКА:

Игнатенко М.Е., Черногорец О.А., Тынников О.А., Чивкунова О.Б., Соловченко А.Е., Лобакова Е.С., Селиванова Е.А. Комплексная характеристика нового штамма Navicula salinicola Hustedt из гипергалинного озера Джарылгач// Вопросы современной альгологии. 2025. № 1–2(37–38). С. 94–98. URL: http://algology.ru/2144

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-94-98

EDN –  JWJTBY

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

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

Comprehensive characteristics of the new strain Navicula salinicola Hustedt from the hypersaline lake Dzharylgach

Marina E. Ignatenko¹, Olga A. Chernogorec¹, Oleg A. Tynnikov¹,
Olga B. Chivkunova², Alexei E. Solovchenko², Elena S. Lobakova²,
Elena A. Selivanova¹

¹Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS (Orenburg, Russia)
²Lomonosov Moscow State University (Moscow, Russia)

A strain of Navicula salinicola Hustedt isolated from the hypersaline lake Dzharylgach (salinity – 122 g/l) was studied using a polyphase approach. The differences in the morphometric characteristics of the shell valves of the isolated strain were revealed compared to the protologue as well as morphological variability under conditions of different salinity. The optimal salinity and halotolerance range were established. Analysis of the new strain biomass fatty acid composition demonstrated a high content of polyunsaturated fatty acids. The phylogenetic position was determined using two marker genes (18S rRNA gene and rbcL). New data on the distribution of N. salinicola in water bodies with different salinity were obtained using metabarcoding (V4 fragment of the 18S rRNA gene).

Key words: Diatoms; Navicula salinicola; hypersaline water bodies; halotolerance morphological variability; fatty acids

References

1. Barinova S.S., Belous E.P., Tsarenko P.M. Algoindication of water bodies of Ukraine: methods and prospects. University of Haifa Publisher, Haifa, 2019. 367 p.
2. Cohen Z, Norman H., Heimer Y. Potential use of substituted pyridazinones for selecting polyunsaturated fatty acid overproducing cell lines of algae. Phytochem. 1993. V.32. Р. 259–264. DOI: https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)94978-1
3. Etesami E., Saba F., Noroozi M., Amoozegar M.A., Khaniki, G.B., Fazeli S.A.S. Caspian Sea's Navicula salinicola Hustedt 1939 and effect of the prolonged culture on its fatty acid profile. International Journal of Aquatic Biology. 2017. V.5, №4. P. 268–274. DOI: https://doi.org/10.22034/ijab.v5i4.271
4. Fayó R., Pan J., Espinosa M.A. Microbial mat and surface sediment communities from a shallow oxbow lake in the Colorado River floodplain, Argentina. Geomicrobiology Journal. 2020. V.37(10). P. 937–949. DOI: https://doi.org/10.1080/01490451.2020.1801908
5. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2022. https://www.algaebase.org (date: 28.05.2025)
6. Hustedt F. Die Diatomeenflora des Flußsystems der Weser im Gebiet der Hansestadt Bremen. Abhandl. Naturw. Ver. Bremen. 1957. V.34. P. 181–440.
7. Hustedt F. Die Diatomeenflora des Küstengebietes der Nordsee vom Dollart bis zur Elbemündung. I. Die Diatomeenflora in den Sedimenten der unteren Ems sowie auf den Watten in der Leybucht, des Memmert und bei der Insel Juist. Adhandlungen des Naturwissenschaftlichen Verein zu Bremen. 1939. V.31(2/3). P. 571–677.
8. Kolbe R.W. Zur Ökologie, Morphologie und Systematik der Brackwasser-Diatomeen. Pflanzenforschung. 1927. V.7. P. 1–146.
9. Peña L.E., Patrick R.M. Results of research in the Antofagasta ranges of Chile and Bolivia. Postilla. 1961. V.49. P. 43–55.
10. Stoermer E.F., Smol J.P The diatoms: application for the environmental and earth sciences. Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1999. 469 р.
11. Wellburn A.R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. J. Plant. Physiol. 1994. V.144. P. 307–313. DOI: https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)81192-2

Authors

Ignatenko Marina E.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-4451-7816

Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia

ignatenko_me@mail.ru

Chernogorec Olga A.

Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia

velsh.lelya@mail.ru

Tynnikov Oleg A.

ORCID – https://orcid.org/0009-0009-0824-4126

Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia

senior.tynnikov@yandex.ru

Chivkunova Olga B.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-1625-4510

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

olga.chivkunova@mail.ru

Solovchenko Alexei E.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-6746-8511

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

solovchenkoae@my.msu.ru

Lobakova Elena S.

Scopus Author ID: 12778653400

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

elena.lobakova@rambler.ru

Selivanova Elena A.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-5155-1801

Institute for Cellular and Intracellular Symbiosis UB RAS, Orenburg, Russia

selivanova-81@mail.ru

ARTICLE LINK:

Ignatenko M.E., Chernogorec O.A., Tynnikov O.A., Chivkunova O.B., Solovchenko A.E., Lobakova E.S., Selivanova E.A. Comprehensive characteristics of the new strain Navicula salinicola Hustedt from the hypersaline lake Dzharylgach. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). P. 94–98. URL: http://algology.ru/2144

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-94-98

EDN – JWJTBY

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor, please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147