Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В результате проведенного метабаркодинга с использованием трех различных генетических маркеров (V4 фрагмент гена 18S рРНК, ITS2, rbcL) на платформе Illumina (MiSeq) определено генетическое разнообразие и таксономический состав микроводорослей отделов Bacillariophyta и Chlorophyta в гипергалинных водоемах России, удаленных друг от друга (Республика Крым, Оренбургская область, Волгоградская область, Кулундинская степь). Chlorophyta доминировали в большинстве образцов гипергалинных водоемов, Bacillariophyta - в трети образцов с соленостью до 218 г/л. По мере увеличения солености разнообразие Chlorophyta и Bacillariophyta уменьшалось на уровне крупных таксонов, тогда как на уровне филотипов для Chlorophyta эта закономерность нарушалась в связи со значительным генетическим разнообразием рода Dunaliella и близких ему таксонов. Большинство из изученных водоемов характеризовалось уникальными наборами доминирующих филотипов Chlorophyta, которые определялись не только уровнем солености. Географическая локализация также влияла на бета-разнообразие. Определено пороговое значение солености (110‰), определяющее различия между сообществами Chlorophyta по структуре и разнообразию. Для водоемов с соленостью выше 110‰ характерно преобладание класса Chlorophyceae (Dunaliella, Asteromonas, Halosarcinochlamys, Chlamydomonas и Chlamydomonadales sp.). При солености 100-199‰ доминировали Trebouxiophyceae (Picochlorum и Choricystis) и Picocystophyceae (Picocystis). Сообщества гипергалинных водоемов с соленостью ниже 110‰ значительно отличались по таксономическому составу, как от более соленых, так и между собой. Доля Chlorophyceae в большинстве сообществ значительно снижалась за счет обилия Trebouxiophyceae и Chlorodendrophyceae. К Chlorophyceae относились Ankyra, а также Dunaliella и Chlamydomonas. Chlorodendrophyceae включали род Tetraselmis и Chlorodendraceae sp., а Trebouxiophyceae - роды Picochlorum, Chlorella и Chlorellales sp. В крымских озерах Айгульское и Ярылгач доминировали роды многоклеточных водорослей Cladophora и Ulva. К видам зеленых микроводорослей, характерным для образцов с соленостью 50-99 г/л относились Cladophora vagabunda, Cladophora stimpsonii, Chlamydomonas sp., Chlamydomonas raudensis, Tetraselmis gracilis, Tetraselmis subcordiformis, Tetraselmis sp., Oocystis sp., а также Ulva flexuosa и Atractomorpha sp. Напротив, виды Dunaliella bioculata, Dunaliella parva, Chlamydomonadaceae sp., Dunaliella salina, Dunaliella viridis, Dunaliella pseudosalina характеризовались большей представленностью в образцах с соленостью выше 200 г/л. Неидентифицированные ASV даже на уровне рода присутствовали во всех образцах, но большую долю составляли в образцах с соленостью 50-99 г/л. Для Bacillariophyta наряду с уровнем солености и географической локализацией показано влияние типа солености на состав сообщества. Отмечены различия в разнообразии и более высокое таксономическое богатство в хлоридных озерах по сравнению с карбонатными, и в образцах с соленостью (14-49 г/л) по сравнению с образцами с соленостью 100 г/л и более. Наибольшим относительным обилием характеризовались роды Navicula, Conticribra, Nitzschia, Chaetoceros, Thalassiosira, Anomoeoneis. Видами, характерными гипергалинных водоемов карбонатного типа оказались Anomoeoneis sculpta, Nitzschia supralitorea, хлоридного типа – Thalassiosira pseudonana, Tryblionella apiculata, Halamphora coffeaeformis, Nitzschia cf aequorea. Для каждой группы солености были определены виды с дифференцированной представленностью в зависимости от солености. Для вида Navicula salinicola было отмечено увеличение относительного обилия по мере роста солености. Большая часть родов осталась неидентифицированной. Выделены культуры Picochlorum oklahomensis, Tetraselmis sp. и Tetraselmis indica, Asteromonas gracilis, D. salina, D. viridis, Dunaliella minuta, Dunaliella asymmetrica, Dunaliella terricola, Dunaliella sp., Chlorophyceae sp., 'Halosarcinochlamys cherokeensis', 'Halosarcinochlamys sp.', Navicula aff. salinicola из разных источников, которые представляют ценный материал для изучения филогении галофильных микроводорослей и их биотехнологического потенциала. Новый галофильный штамм Navicula aff. salinicola Hustedt отличается от протолога (Hustedt, 1939) большим размером створки и меньшим числом штрихов в 10 мкм, обладает широким диапазоном галотолерантности с оптимумом 50–100‰. Показана морфологическая изменчивость створок панциря в градиенте солености. Ближайшими гомологами по гену 18S рРНК оказалась N. salinicola из гипергалинного озера (сходство - 99,06%). Анализируемая последовательность rbcL вместе с другими последовательностями N. salinicola (сходство - 99,8%) образовывала отдельную ветвь в составе рода Navicula. Несмотря на высокое сходство по гену rbcL, морфологические, физиологические и экологические особенности демонстрируют, что новый штамм Navicula aff. salinicola является потенциально новым таксоном внутривидового или видового уровня. Высокое содержание жирных кислот, высокий процент полиненасыщенных жирных кислот, а также наличие незаменимой эйкозапентаеновой кислоты позволяет рассматривать новый штамм диатомовых водорослей как биотехнологически перспективный. Штаммы Asteromonas gracilis из разных географических источников отличались по диапазонам галотолерантности и демонстрировали морфологическую изменчивость при повышении солености. Оптимальная соленость 180-200 г/л демонстрирует, что A. gracilis - галофил. Впервые у A. gracilis определены полные генетические маркеры tufA, 23S, rbcL. Высокое содержание насыщенных жирных кислот свидетельствует о потенциальной возможности использования для получения биотоплива. Филогенетический анализ культур показал значительное генетическое разнообразие галофильных представителей рода Dunaliella и его ближайших соседей. Отдельные клады D. parva, D. salina, D. viridis включали представителей из географически удаленных местообитаний. Тщательный и интенсивный отбор проб позволил оценить географическое распространение известных видов Dunaliella. Отмечено высокое внутривидовое разнообразие D. salina и D. viridis. Некоторые изоляты образуют клады вместе с неидентифицированными представителями рода Dunaliella и являются потенциально новыми таксонами. Новые изоляты A. gracilis образовали единую кладу с одной нуклеотидной последовательностью из Генбанка. Некоторые новые изоляты галофильных микроводорослей могут представлять не только новые виды, но и даже род. Анализ вторичной структуры ITS2 четырех культур галофильных Chlamydomonadesles, наиболее близких к невалидному таксону 'Halosarcinochlamys сherokeensis' продемонстрировал наличие среди них двух новых видов, из которых один является потенциально новым родом, учитывая большие генетические дистанции по гену 18S р РНК и ITS2.