Гололобова М.А.¹, Георгиев А.А.¹, Перебоев Д.Д.², Котов А.А.²

Maria A. Gololobova, Anton A. Georgiev, Dmitry D. Pereboev,
Alexey A. Kotov

¹Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
биологический факультет (Москва, Россия)
²Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова – ИПЭЭ РАН
(Москва, Россия)

УДК 582.26

При изучении образцов прибрежных отложений соленого озера Зун-Торей (Даурский биосферный заповедник, Забайкальский край, Россия) был выделен штамм, относящийся к роду Fistulifera. На основе изучения живых клеток, морфологии панциря при помощи световой и сканирующей электронной микроскопии, штамм был идентифицирован как Fistulifera cf. alcalina. Филогенетические исследования Fistulifera с использованием отдельных генетических маркеров (18S яДНК, rbcL), а также полногеномных данных (митогенома и пластома), предполагают независимый видовой статус выделенного штамма диатомовой водоросли. Кроме того, наши молекулярно-генетические исследования не поддерживают положение рода Fistulifera среди представителей семейства Stauroneidaceae.

Ключевые слова: Fistulifera; морфология; систематика; филогенетика

Род Fistulifera Lange-Bert. (Bacillariophyceae, Naviculales, Stauroneidaceae) включает преимущественно мелкоразмерные виды (длина створок обычно менее 10 мкм), с клетками, окруженными слизистой оболочкой и имеющими нежные панцири. В световом микроскопе клетки выглядят гиалиновыми, штрихи обычно не различимы (Lange-Bertalot, 2001). В настоящее время род Fistulifera включает пять видов (Guiry, Guiry, 2025). Три из них, а именно F. saprophila (Lange-Bert. et Bonik) Lange-Bert. (типовой вид), F. iranensis (Hust.) Lange-Bert. и F. pelliculosa (Kütz.) Lange-Bert. были ранее описаны в составе рода Navicula Bory, а позднее перенесены в Fistulifera (Lange-Bertalot, 1997). Два вида, F. solaris S. Mayama, M. Matsumoto, K. Nemoto et T. Tanaka (Matsumoto et al., 2014) и F. alcalina D.E. Berthold, Frankovich, Gaiser et Laughinghouse (Berthold et al., 2020) были описаны сравнительно недавно и изучены как морфологическими, так и молекулярно-генетическими методами. Виды Fistulifera обитают в пресных, солоноватых и морских водах, а также в наземной среде (Berthold et al., 2020). F. saprophila и F. pelliculosa являются широко распространенными и отмечены в разных биогеографических провинциях мира. Другие виды рода известны только из типовых местонахождений (F. solaris и F. alcalina) или представлены в литературе несколькими находками с момента их первого описания (F. iranensis) (Guiry, Guiry, 2025). Bruder, Medlin (2008: 323) подтвердили монофилию Fistulifera и принадлежность F. pelliculosa и F. saprophila к этому роду. Coх (2012) отнесла Fistulifera в семейство Stauroneidaceae, и такое положение рода в макросистеме было подтверждено молекулярно-генетическими данными (например, см. Kulikovskiy et al., 2019). Затем Berthold et al. (2020) провели филогенетическое исследование (на основе фрагментов 18S рДНК и rbcL), подтвердив монофилию рода; эти генетические данные были использованы для выделения вида F. alcalina в качестве отдельного таксона. Кроме того, эти авторы предположили существование отдельной «алкалифильной клады» внутри рода Fistulifera.

Материалом для нашего исследования послужил штамм Fistulifera, выделенный из образцов прибрежных отложений соленого озера Зун-Торей (Даурский биосферный заповедник, Забайкальский край, Россия); образцы были отобраны с прибрежного участка, представляющего собой бывшее дно озера, в небольшой впадине, где осадок оставался влажным. Клетки культивировали в среде Chu-10, приготовленной на буфере, который используется для щелочной среды (Grum-Grzhimaylo et al., 2013), в комнатных условиях (20–25°C) при естественном освещении. Морфологическое изучение штамма Fistulifera было проведено методами световой (СМ) и сканирующей электронной (СЭМ) микроскопии. Для филогенетического анализа тотальная ДНК была выделена с использованием набора QiAmp Micro Kit (Qiagen) в соответствии с протоколом производителя. Подготовка библиотек и секвенирование всего генома (Illumina NovaSeq6000, около 71,5 млн парных прочтений по 150 п.н.) были выполнены компанией BGI (Китай). Данные депонированы в NCBI SRA. Мы использовали пакет GetOrganelle v1.7.7.1 (Camacho et al., 2009; Bankevich et al., 2012; Jin et al., 2020) для извлечения последовательностей ядерной рДНК, митогенома и пластома из всего набора прочтений.

Результаты морфологического изучения штамма Fistulifera с помощью СМ и СЭМ показали, что он отличается от двух указанных ранее для водоемов России видов: F. saprophila и F. pelliculosa (Куликовский и др., 2016) и наиболее близок F. alcalina, описанному из Флориды (США) (Berthold et al., 2020), хотя имеет очень незначительные различия, связанные с некоторыми морфометрическими признаками. В связи с этим, мы предварительно идентифицировали наш штамм как Fistulifera cf. alcalina.

Филогенетический анализ штамма Fistulifera с использованием отдельных генетических маркеров (18S яДНК, rbcL) подтвердил монофилию рода, а также самостоятельный статус исследованного штамма; однако разрешение оказывается недостаточным для определения филогении рода, так как основные поддержки ветвей достаточно низкие. К сожалению, геномных данных по роду Fistulifera на сегодняшний день крайне мало; митогеномное исследование оказалось наиболее информативным в нашем исследовании и убедительно опровергло монофилию алкалифильной клады среди Fistulifera. Полученные результаты также показывают, что выделенный нами штамм принадлежит к отдельному виду, однако мы не смогли найти значительных морфологических отличий между ним и F. alcalina, что, возможно, указывает на то, что наш штамм является криптическим видом. Помимо этого, наши данные подтвердили полученные ранее результаты (см., например, Gastineau et al., 2019) о родстве Fistulifera и Proschkinia Karayeva, которые, соответственно, опровергают положение рода Fistulifera среди представителей семейства Stauroneidaceae.

Более подробная информация о выделенном из Забайкальского края штамме Fistulifera и возможной эволюции видов в пределах рода представлена в работе Georgiev et al. (2025).

Финансирование. Работа М.А. Гололобовой и А.А. Георгиева выполнена в рамках госзадания МГУ им. М.В. Ломоносова. Исследование было проведено в центре коллективного пользования «Электронная микроскопия в науках о жизни» МГУ им. М.В. Ломоносова (УНУ «Трехмерная электронная микроскопия и спектроскопия»). Разработка генетических методов исследования экстремофильных водорослей проводилась в рамках научного проекта Министерства науки и высшего образования РФ (Соглашение № 075-15-2024-649).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Куликовский М.С., Глущенко А.М., Генкал С.И., Кузнецова И.В. Определитель диатомовых водорослей России. – Ярославль: Филигрань, 2016. – 804 с.
2. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., Gurevich A.A., Dvorkin M., Kulikov A.S., Lesin V.M., Nikolenko S.I., Pham S., Prjibelski A.D., Pyshkin A.V., Sirotkin A.V., Vyahhi N., Tesler G., Alekseyev M.A., Pevzne P.A. SPAdes: A new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing // Journal of Computational Biology. 2012. V.19. P. 455–477. DOI: https://doi.org/10.1089/cmb.2012.0021
3. Berthold D.E., Frankovich T., Gaiser E.E., Laughinghouse IV, H.D. Fistulifera alcalina sp. nov. (Naviculales, Stauroneidaceae) a new alkaliphilic diatom species from Lake Okeechobee, Florida (USA) // Diatom Research. 2020. V.35, №3. P. 301–311. DOI: https://doi.org/10.1080/0269249X.2020.1801517
4. Bruder K., Medlin L.K. Morphological and molecular investigations of naviculoid diatoms. II. Selected genera and families // Diatom Research. 2008. V.23, №2. P. 283–329. DOI: https://doi.org/10.1080/0269249X.2008.9705759
5. Camacho C., Coulouris G., Avagyan V., Ma N., Papadopoulos J., Bealer K., Madden T.L. BLAST+: Architecture and applications // BMC Bioinformatics. 2009. V.10. ID 421. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2105-10-421
6. Cox E.J. Coscinodiscophyceae, Mediophyceae, Fragilariophyceae, Bacillariophyceae (Diatoms) // Frey W. (ed.). A. Engler’s Syllabus der Pflanzenfamilien. 13th ed. Part 2/1. – Stuttgart: Borntraeger Science Publishers, 2015. – P. 64–103.
7. Gastineau R., Kim S.Y., Lemieux C., Turmel M., Witkowski A., Park J.G., Kim B.S., Mann D.G., Theriot E.C. Complete mitochondrial genome of a rare diatom (Bacillariophyta) Proschkinia and its phylogenetic and taxonomic implications // Mitochondrial DNA. Part B. 2019. V.4, №1. P. 25–26. DOI: https://doi.org/10.1080/23802359.2018.1535852
8. Georgiev A.A., Pereboev D.D., Kotov A.A., Gololobova M.A. Morphological and phylogenomic investigation of Fistulifera cf. alcalina (Naviculales, Stauroneidaceae) from the Transbaikalia (Southern Siberia, Russia) with comments on evolution within the genus // Diatom Research. 2025. 1–15. DOI: https://doi.org/10.1080/0269249X.2025.2522086
9. Grum-Grzhimaylo A.A., Debets A.J.M., Van Diepeningen A.D., Georgieva M.L., Bilanenko E.N. Sodiomyces alkalinus, a new holomorphic alkaliphilic ascomycete within the Plectosphaerellaceae // Persoonia – Molecular Phylogeny and Evolution of Fungi. 2013. V.31. P. 147–158. DOI: https://doi.org/10.3767/003158513X673080
10. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway, 2025. http://www.algaebase.org (дата обращения: 15.05.2025)
11. Jin J.-J., Yu W.-B., Yang J.-B., Song Y., Depamphilis C.W., Yi T.S., Li D.-Z. GetOrganelle: A fast and versatile toolkit for accurate de novo assembly of organelle genomes // Genome Biology. 2020. V.21. P. 241. DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-020-02154-5
12. Kulikovskiy M., Maltsev Y., Andreeva S., Glushchenko A., Gusev E., Podunay Y., Ludwig T.V., Tusset E., Kociolek J.P. Description of a new diatom genus Dorofeyukea gen. nov. with remarks on phylogeny of the family Stauroneidaceae // Journal of Phycology. 2019. V.55, №1. P. 173–185. DOI: https://doi.org/10.1111/jpy.12810
13. Lange-Bertalot H. Frankophila, Mayamaea und Fistulifera: drei neue Gattungen der Klasse Bacillariophyceae // Archiv für Protistenkunde. 1997. V.148, №1–2. P. 65–76. DOI: https://doi.org/10.1016/S0003-9365(97)80037-1
14. Lange-Bertalot H. Navicula sensu stricto. 10 Genera separated from Navicula sensu lato, Frustulia // Diatoms of Europe. V. 2. – Ruggell: A.R.G. Gantner Verla K.G., 2001. – 526 p.
15. Matsumoto M., Mayama S., Nemoto M., Fukuda Y., Muto M., Yoshino T., Matsunaga T., Tanaka T. Morphological and molecular phylogenetic analysis of the high triglyceride-producing marine diatom, Fistulifera solaris sp. nov. (Bacillariophyceae) // Phycological Research. 2014. V.62, №4. P. 257–268. DOI: https://doi.org/10.1111/pre.12066

Статья поступила в редакцию 18.06.2025
После доработки 23.07.2025
Статья принята к публикации 28.08.2025

Об авторах

Гололобова Мария Александровна – Maria A. Gololobova

кандидат биологических наук
доцент, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), биологический факультет, каф. микологии и альгологии

gololobovama@mail.ru

Георгиев Антон Александрович – Anton A. Georgiev

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

semga2001@yandex.ru

Перебоев Дмитрий Дмитриевич – Dmitry D. Pereboev

младший научный сотрудник, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова – ИПЭЭ РАН, Россия, Москва (Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences, Russia, Moscow), Лаборатория экологии водных сообществ и инвазий

dm.pereboev@sev-in.ru

Котов Алексей Алексеевич – Alexey A. Kotov

доктор биологических наук
главный научный сотрудник, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова – ИПЭЭ РАН, Россия, Москва (Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences, Russia, Moscow), Лаборатория экологии водных сообществ и инвазий

alexey-a-kotov@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, Биологический факультет МГУ. Телефон (495)-939-27-64.

ССЫЛКА:

Гололобова М.А., Георгиев А.А.,  Перебоев Д.Д., Котов А.А. Новый или не новый вид: проблемы систематики рода Fistulifera Lange-Bert. (Bacillariophyceae, Stauroneidaceae) // Вопросы современной альгологии. 2025. № 1–2(37–38). С. 16–20. URL: http://algology.ru/2118

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-16-20

EDN – JYNQHA

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

New or not new species? Problems of systematics of the genus
Fistulifera Lange-Bert. (Bacillariophyceae, Stauroneidaceae)

Maria A. Gololobova¹, Anton A. Georgiev¹, Dmitry D. Pereboev², Alexey A. Kotov²

¹Lomonosov Moscow State University (Moscow, Russia)
²Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS (Moscow, Russia)

A strain belonging to Fistulifera was isolated during the study of coastal sediment samples from saline Lake Zun-Torey (the Daursky Biosphere Reserve, Transbaikalian Area, Russia). Based on the study of living cells and frustule morphology using light and scanning electron microscopy, the strain was attributed to Fistulifera cf. alcalina. Phylogenetic studies of Fistulifera using single genetic markers (18S nrDNA, rbcL) as well as mitogenome and plastome, suggest an independent species status of this diatom. Furthermore, our molecular genetic studies do not support the position of Fistulifera within Stauroneidaceae.

Key words: Fistulifera; morphology; systematics; phylogeny

References

1. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., Gurevich A.A., Dvorkin M., Kulikov A.S., Lesin V.M., Nikolenko S.I., Pham S., Prjibelski A.D., Pyshkin A.V., Sirotkin A.V., Vyahhi N., Tesler G., Alekseyev M.A., Pevzne P.A. SPAdes: A new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. Journal of Computational Biology. 2012. V.19. P. 455–477. DOI: https://doi.org/10.1089/cmb.2012.0021
2. Berthold D.E., Frankovich T., Gaiser E.E., Laughinghouse IV, H.D. Fistulifera alcalina sp. nov. (Naviculales, Stauroneidaceae) a new alkaliphilic diatom species from Lake Okeechobee, Florida (USA). Diatom Research. 2020. V.35, №3. P. 301–311. DOI: https://doi.org/10.1080/0269249X.2020.1801517
3. Bruder K., Medlin L.K. Morphological and molecular investigations of naviculoid diatoms. II. Selected genera and families. Diatom Research. 2008. V.23, №2. P. 283–329. DOI: https://doi.org/10.1080/0269249X.2008.9705759
4. Camacho C., Coulouris G., Avagyan V., Ma N., Papadopoulos J., Bealer K., Madden T.L. BLAST+: Architecture and applications. BMC Bioinformatics. 2009. V.10. ID 421. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2105-10-421
5. Cox E.J. Coscinodiscophyceae, Mediophyceae, Fragilariophyceae, Bacillariophyceae (Diatoms). Frey W. (Ed.). A. Engler’s Syllabus der Pflanzenfamilien. 13th ed. Part 2/1. Borntraeger Science Publishers, Stuttgart, 2015. P. 64–103.
6. Gastineau R., Kim S.Y., Lemieux C., Turmel M., Witkowski A., Park J.G., Kim B.S., Mann D.G., Theriot E.C. Complete mitochondrial genome of a rare diatom (Bacillariophyta) Proschkinia and its phylogenetic and taxonomic implications. Mitochondrial DNA. Part B. 2019. V.4, №1. P. 25–26. DOI: https://doi.org/10.1080/23802359.2018.1535852
7. Georgiev A.A., Pereboev D.D., Kotov A.A., Gololobova M.A. Morphological and phylogenomic investigation of Fistulifera cf. alcalina (Naviculales, Stauroneidaceae) from the Transbaikalia (Southern Siberia, Russia) with comments on evolution within the genus. Diatom Research. 2025. 1–15. DOI: https://doi.org/10.1080/0269249X.2025.2522086
8. Grum-Grzhimaylo A.A., Debets A.J.M., Van Diepeningen A.D., Georgieva M.L., Bilanenko E.N. Sodiomyces alkalinus, a new holomorphic alkaliphilic ascomycete within the Plectosphaerellaceae. Persoonia – Molecular Phylogeny and Evolution of Fungi. 2013. V.31. P. 147–158. DOI: https://doi.org/10.3767/003158513X673080
9. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway, 2025. http://www.algaebase.org (date: 15.05.2025)
10. Jin J.-J., Yu W.-B., Yang J.-B., Song Y., Depamphilis C.W., Yi T.S., Li D.-Z. GetOrganelle: A fast and versatile toolkit for accurate de novo assembly of organelle genomes. Genome Biology. 2020. V.21. P. 241. DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-020-02154-5
11. Kulikovskiy M.S., Glushchenko A.M., Genkal S.I., Kuznetsova I.V. Identification book of diatoms from Russia. Filigran, Yaroslavl, 2016. 804 p.
12. Kulikovskiy M., Maltsev Y., Andreeva S., Glushchenko A., Gusev E., Podunay Y., Ludwig T.V., Tusset E., Kociolek J.P. Description of a new diatom genus Dorofeyukea gen. nov. with remarks on phylogeny of the family Stauroneidaceae. Journal of Phycology. 2019. V.55, №1. P. 173–185. DOI: https://doi.org/10.1111/jpy.12810
13. Lange-Bertalot H. Frankophila, Mayamaea und Fistulifera: drei neue Gattungen der Klasse Bacillariophyceae. Archiv für Protistenkunde. 1997. V.148, №1–2. P. 65–76. DOI: https://doi.org/10.1016/S0003-9365(97)80037-1
14. Lange-Bertalot H. Navicula sensu stricto. 10 Genera separated from Navicula sensu lato, Frustulia. Diatoms of Europe. V. 2. Ruggell: A.R.G. Gantner Verla K.G., 2001. 526 p.
15. Matsumoto M., Mayama S., Nemoto M., Fukuda Y., Muto M., Yoshino T., Matsunaga T., Tanaka T. Morphological and molecular phylogenetic analysis of the high triglyceride-producing marine diatom, Fistulifera solaris sp. nov. (Bacillariophyceae). Phycological Research. 2014. V.62, №4. P. 257–268. DOI: https://doi.org/10.1111/pre.12066

Authors

Gololobova Maria A.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-0781-603X, eLIBRARY Author ID – 152791.

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

gololobovama@mail.ru

Georgiev Anton A.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-9185-2721

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

semga2001@yandex.ru

Pereboev Dmitry D. 

ORCID – https://orcid.org/0009-0004-8194-7585

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Moscow, Russia

dm.pereboev@sev-in.ru

Kotov Alexey A.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-8863-6438

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Moscow, Russia

alexey-a-kotov@yandex.ru

ARTICLE LINK:

Gololobova M.A., Georgiev A.A.,  Pereboev D.D., Kotov A.A. New or not new species? Problems of systematics of the genus Fistulifera Lange-Bert. (Bacillariophyceae, Stauroneidaceae). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). P. 16–20. URL: http://algology.ru/2118

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-16-20

EDN – JYNQHA

When reprinting a link to the site is required

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

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