«Альгологическая коллекция ACSSI» отмечает свой первый юбилей
1 апреля 2022 года группе «Альгологическая коллекция ACSSI» исполнилось 5 лет. На протяжении этого времени сотрудники группы продолжали сохранять и изучать новые для науки или флоры, редкие, сложные и интересные с таксономической точки зрения штаммы цианобактерий и микроводорослей, выделенные преимущественно из наземных экосистем России. На сегодняшний день Фонд Коллекции включает 397 штаммов цианобактерий, зеленых, желто-зеленых, эустигматофитовых и харофитовых микроводорослей, которые являются не только объектами фундаментальной науки, но и применяются для решения прикладных биотехнологических задач.
Наиболее важные достижения за 5 лет:
- На основе морфологического и молекулярно-генетического анализов исследовано разнообразие цианобактерий и водорослей современных солонцов, черноземов, каштановых, луговых, бурых полупустынных, серых лесных почв, а также биопленок искусственных городских субстратов и биологических почвенных корочек.
- Впервые было изучено культивируемое разнообразие цианобактерий и микроводорослей в пахотных почвах при использовании традиционной технологии обработки и нулевой обработки (no-till) под разными сельскохозяйственными культурами (Ставропольский край). Показано, что таксономическое обилие фототрофных микроорганизмов в почвах при нулевой обработке в 1.6 раз больше, чем при традиционной.
- Впервые из искусственно погребенных 2 тысячи лет назад. подкурганных почв выделены живые культивируемые штаммы зеленых водорослей Edaphochlorella mirabilis и Muriella terrestris, идентификация которых подтверждена с помощью морфологического и молекулярно-генетического анализов. Показано, что сохранение их жизнеспособности может быть связано с мелкими размерами и наличием в клеточной стенке спорополленина.
- Проведены ревизии ряда таксонов зеленых микроводорослей, включая порядок Protosiphonales, клады Chlorella и Parachlorella, роды Chlorococcum и Micractinium, в том числе с использованием современных алгоритмов делимитации видов (GMYC, ABGD, PTP). В пределах исследованных таксонов были выделены диагностические признаки и дополнены морфологические диагнозы их некоторых представителей.
- Описаны новые для науки зеленые микроводоросли (Chlorophyta) — Spongiosarcinopsis terrestris, Micractinium kostikovii и Edaphochloris andreyevii. Также описаны новые для региональных и национальной почвенных альгофлор цианобактерии Nodosilinea epilithica, зеленые микроводоросли Fasciculochloris boldii, Desmodesmus pannonicus, Bracteacoccus bullatus и B. occidentalis, Hemiflagellochloris kazakhstanica, Coleochlamys apoda и другие.
- В качестве ДНК-баркодов протестированы молекулярно-генетические маркеры: регионы V3-V4 и V5-V6 гена 16S рРНК, полная последовательность гена 16S рРНК, спейсер 16S-23S ITS, а также гены nifH, rbcL и tufA для цианобактерий и регионы V4-V5 и V8-V9 гена 18S рРНК, полная последовательность гена 18S рРНК, спейсеры ITS1 и ITS2, а также гены rbcL и tufA для эукариотических микроводорослей. Для ампликонной метагеномики рекомендованы баркоды — регион V3-V4 16S рРНК для цианобактерий и спейсер ITS2 для эукариотических микроводорослей.
- Показано, что более 25% штаммов Коллекции, принадлежащих зеленым водорослям порядков Chlamydomonadales (роды Chlorosarcinopsis, Desmotetra, Ettlia, Fasciculochloris, Palmellopsis) и Sphaeropleales (роды Bracteacoccus, Coelastrella, Desmodesmus, Pseudomuriella, Scotiellopsis), потенциально способны к гиперсинтезу вторичных каротиноидов и могут быть востребованы в сельском хозяйстве, аквакультуре и фармакологической промышленности.
- В результате скрининга цианобактериальных штаммов Коллекции на наличие генов, ответственных за синтез цианотоксинов, они были выявлены у трети цианобактерий фонда, включая в основном штаммы, принадлежащие порядку Nostocales (роды Tolypothrix, Nostoc, Trichormus, Cylindrospermum, Nodularia и др.) и Synechococcales (роды Nodosilinea, Leptolyngbya, Trichocoleus, Synechoccocus и др.).
- Предложено средство для стимуляции роста бобовых, масличных, овощных культур и угнетения сорных растений в агроценозах на основе штамма цианобактерии рода Nostoc (патент RU 2734987, 2020 г.).
В настоящее время группа обладает современным культурально-микроскопическим и молекулярно-генетическим комплексом оборудования, ведет исследования на общемировом научно-методическом уровне и сотрудничает с такими организациями как Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Лимнологический институт СО РАН, Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма, ФИЦ «Кольский научный центр РАН» и многими другими.
Фото: сайт Института физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской Академии Наук