Патова Е.Н.¹, Новаковская И.В.¹, Гусев Е.С.², Шабалина Ю.Н.³

Elena N. Patova, Irina V. Novakovskaya, Evgeniy S. Gusev,
Julia N. Shabalina

¹Институт биологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, Россия)
²Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН – ИПЭЭ РАН
(Москва, Россия)
³Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина
(Сыктывкар, Россия))
 

УДК 582.26:58.009

В материалах приведены результаты исследований по разнообразию диатомовых водорослей в почвах горно-тундровых сообществ Полярного, Приполярного и Северного Урала. Видовое разнообразие диатомей определяли в постоянных препаратах на среде Эльяшева и с использованием ДНК-метабаркодинга. Всего в ходе исследования по морфологическим и метагеномным данным выявлено 72 таксона. По разнообразию видов преобладают водоросли из родов Pinnularia, Eunotia и Nitzschia. Наибольшее число прочтений SSU V9 и ITS1 рДНК маркеров для диатомовых водорослей обнаружено в почвах с высокой влажностью.

Ключевые слова: Bacillariophyceae; полифазный подход; почва; Полярный, Приполярный и Северный Урал

Диатомовые водоросли являются структурным компонентом биологических почвенных корочек разных природно-климатических зон. Разнообразие и обилие в таких местообитаниях зависит от комплекса экологических факторов, ведущим из которых является влажность почвы. Наиболее разнообразны среди почвенных диатомей представители порядков Naviculales и Bacillariales. Цель исследования – обобщение сведений по таксономическому разнообразию Bacillariophyceae, обитающих в почвах горно-тундровых сообществ Урала с применением традиционных морфологических подходов и ДНК-метабаркодинга. Видовое разнообразие диатомей определяли в постоянных препаратах на среде Эльяшева (постоянные препараты готовили только для тех почвенно-альгологических образцов, в которых при прямом микроскопировании наблюдали массовое развитие диатомей) и методами анализа тотальной ДНК с использованием ДНК-метабаркодинга (проанализировано 26 почвенно-альгологических проб из различных типов горно-тундровых сообществ). Использованы ПЦР-амплификации, нацеленные на регион SSU V9 и ITS1. Была выбрана пара праймеров V918S BoenF 5'–GTACACACCGCCCGTC–3' и ITS2 5'–GCTGCGTTCTTCATCGWTR–3' (Boenigk et al., 2018; Bock et al., 2020). Эти праймеры охватывают изменчивый регион V9 18S рДНК и полностью ITS1, что позволяет использовать их как для филогенетического анализа по участку 18S рДНК и для видовой идентификации эукариотных водорослей. Анализ ДНК выполнен в компании «Евроген» (Москва) на Illumina MiSeq.

Всего в почвах разных типов горно-тундровых сообществ северных регионов Урала выявлено 72 таксона диатомовых водорослей (рангом ниже рода). Применение полифазного подхода позволило получить и дополнить сведения о таксономическом разнообразии почвенных диатомей на Полярном, Приполярном и Северном Урале. С помощью морфологического подхода выявлено 52 вида. На основе высокопроизводительного секвенирования идентифицирована 41 операционная таксономическая единица (OTUs) относящаяся к Bacillariophyceae, из которых идентифицировано 35 таксонов. К ведущим по числу видов относятся роды Pinnularia, Eunotia и Nitzschia. Вышеназванные рода являются политипными, они содержат большое число широко распространённых в наземных и водных экосистемах видов. По метабаркодингу больше всего OTU было обнаружено из рода Sellaphora (8). Число OTU различалось для разных типов сообществ и составляло от 0 до 14. Выявлено, что чем выше влажность почвы (влажность от 40% до 51%), тем больше число прочтений (364-8281) SSU V9 и ITS1 рДНК маркеров. Наибольшее число прочтений было обнаружено для образца голого грунта из полигональной кустарничково-травяно-моховой тундры на Полярном Урале, для данного местообитания отмечены высокие показатели влажности и относительно высокие концентрации основных биогенных элементов в почве.

Таким образом, применение полифазного подхода расширило представление о разнообразии почвенных Bacillariophyceae в горно-тундровых сообществах северных регионов Урала. Использование ДНК-метабаркодирования с выделением тотальной ДНК из почвы с последующим ее анализом позволило эффективно оценить общее разнообразие и определить относительное обилие видов диатомовых водорослей в исследованных сообществах.

Финансирование. Работа выполнена в рамках Госзадания №125021902460-2.

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

Список литературы

1. Bock C., Jensen M., Forster D., Marks S., Nuy J., Psenner R., Beisser D., Boenigk J. Factors shaping community patterns of protists and bacteria on a European scale // Environmental Microbiology. 2020. Т.22, №6. P. 2243–2260. DOI: https://doi.org/10.1111/1462-2920.14992
2. Boenigk J., Wodniok S., Bock C., Beisser D., Hempel C., Grossmann L., Lange A., Jensen M. Geographic distance and mountain ranges structure freshwater protist communities on a European scalе // Metabarcoding and Metagenomics. 2018. Т.2. ID e21519. DOI: https://doi.org/10.3897/mbmg.2.21519

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

Об авторах

Патова Елена Николаевна – Elena N. Patova

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия (Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia)

patova@ib.komisc.ru

Новаковская Ирина Владимировна – Irina V. Novakovskaya

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия (Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia)

novakovskaya@ib.komisc.ru

Гусев Евгений Сергеевич – Evgeniy S. Gusev

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и эволюции им. Н.А. Северцова РАН. Россия, Москва (Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS, Moscow, Russia)

algogus@yandex.ru

Шабалина Юлия Николаевна – Julia N. Shabalina

кандидат биологических наук
доцент, Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина, Россия, Сыктывкар (Pitirim Sorokin Syktyvkar State University, Syktyvkar, Russia)

ulik321@rambler.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28, ИБ ФИЦ КОМИ НЦ УрО РАН. Телефон (8212)24-52-02.

ССЫЛКА:

Патова Е.Н., Новаковская И.В., Гусев Е.С., Шабалина Ю.Н. Разнообразие диатомовых водорослей в почвенных биологических корках горно-тундровых сообществ Урала // Вопросы современной альгологии. 2025. № 1–2(37–38). С. 140–142. URL: http://algology.ru/2153

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-140-142

EDN – IPQSAM

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

Diversity of diatom algae in soil biological crusts of mountain-tundra communities of the Urals

Elena N. Patova¹, Irina V. Novakovskaya¹, Evgeniy S. Gusev², Julia N. Shabalina³

¹Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS (Syktyvkar, Russia)
²Severtsov Institute of Ecology and Evolution, RAS (Moscow, Russia)
³Pitirim Sorokin Syktyvkar State University (Syktyvkar, Russia)

We studied the diversity of diatoms in the soil of mountain-tundra communities of the Polar, Subpolar and Northern Urals. We used the permanent Elyashev's medium and DNA metabarcoding for diatom species diversity. In total, 72 diatoms taxa identified based on morphological and metagenomic data analysis. The most diverse genera are Pinnularia, Eunotia and Nitzschia. The highest number of reads of SSU V9 and ITS1 rDNA marker for diatoms was found in soils with the highest moisture content.

Key words: Bacillariophyceae; polyphasic approach; soil; Polar; Subpolar and Northern Urals

References

1. Bock C., Jensen M., Forster D., Marks S., Nuy J., Psenner R., Beisser D., Boenigk J. Factors shaping community patterns of protists and bacteria on a European scale // Environmental Microbiology. 2020. Т. 22, №6. P. 2243–2260. DOI: https://doi.org/10.1111/1462-2920.14992
2. Boenigk J., Wodniok S., Bock C., Beisser D., Hempel C., Grossmann L., Lange A., Jensen M. Geographic distance and mountain ranges structure freshwater protist communities on a European scalе // Metabarcoding and Metagenomics. 2018. Т.2. ID e21519. DOI: https://doi.org/10.3897/mbmg.2.21519

Authors

Patova Elena N.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-9418-1601, eLIBRARY SPIN-код – 5134-0835

Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia

patova@ib.komisc.ru

Novakovskaya Irina V.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-5056-9965, eLIBRARY SPIN-код – 4632-4249

Institute of Biology of Komi Scientific Centre, Ural Branch of RAS, Syktyvkar, Russia

novakovskaya@ib.komisc.ru

Gusev Evgeniy S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-7397-5808 , eLIBRARY SPIN-код – 1473-0676

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

algogus@yandex.ru

Shabalina Julia N.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-9728-8199, eLIBRARY SPIN-код – 3107-7736

Pitirim Sorokin Syktyvkar State University, Syktyvkar, Russia

ulik321@rambler.ru

ARTICLE LINK:

Patova E.N., Novakovskaya I.V., Gusev E.S., Shabalina J.N. Diversity of diatom algae in soil biological crusts of mountain-tundra communities of the Urals. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). P. 140–142. URL: http://algology.ru/2153

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-140-142

EDN – IPQSAM

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

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147