ВКР: Метаболомы литоральных водорослей-макрофитов Белого моря

Оглавление

1. Список сокращений 4
2. Введение 5
3. Обзор литературы 6

• Зелёные водоросли 7
• Красные водоросли 9
• Бурые водоросли 11
• Пластиды различных линий водорослей 12

4. Абиотические стрессы 14

• Осмотический стресс 15
• Излучение 15
• Температура 16
• Загрязнение металлами 16
• Механические повреждения 17
• Окислительный стресс 17

5. Адаптации 18

• Накопление осмопротекторов 18
• Синтез сульфатированных полисахаридов 20
• Активация антиоксидантных ферментов 20
• Накопление глутатиона 20
• Микоспорин-подобные аминокислоты 20
• Синтез LEA белков 21
• Синтез шаперонов 21
• Изменение соотношения жирных кислот 22
• Накопление ксантофиллов 22
• Флоротаннины 22
• Периодические изменения 22

6. Методы 23

• Метаболомика 23
• GC-MS 25
• Метаболические сети 26
• Снижение размерности 26
  • Principal Component Analysis 26
  • Linear Discriminant Analysis 26
  • Isomap 26
• Кластеризация 27
  • k-means 27
  • DBSCAN 27
  • Agglomerative Hierarchical Clustering 27
• Классификация 28

7. Материалы и методы 28

• Сбор проб 28
• Пробоподготовка 29
• Дериватизация 29
• GC-MS 29
• Анализ хроматограмм 30

8. Результаты 30

• Содержание веществ в пробах 31
• Снижение размерности 32
• Кластеризация образцов 34
• Классификация проб 41

9. Обсуждение 43
10. Выводы 48
11. Список литературы 49

1. Список сокращений
УФ — ультрафиолет
GC-MS — газовая хроматография, сопряжённая с масс-спектрометрией
PCA — Principal Component Analysis, МетодГлавныхКомпонент
LDA — Linear Discriminant Analysis, ЛинейныйДискриминационныйАнализ
LEA — Late Embryo Abundant, белкипозднегоэмбриогенеза




2. Введение
Большая часть Земли покрыта морями. Условия этой среды весьма разнообразны и обеспечивают спектр экосистем с различным сочетанием солёности, интенсивности УФ излучения, температуры, давления. Одним из важнейших компонентов морских являются водоросли. Их роль состоит в продукции биомассы, кислорода, участии в пищевых сетях и образовании убежищ для других видов. По данным на начало 2010-ых годов, известно около 32000 видов водорослей (Guiry, 2012). Их число продолжает увеличиваться с каждым новым открытым видом.
Один из признаков, по которым можно разделить водоросли - прикреплённость. Часть водорослей способна к перемещению в пространстве, в то время как другая постоянно прикреплена к субстрату. Вторая группа интересна сравнительно большим количеством сформированных биохимических механизмов адаптации к изменению внешних условий, что вызвано отсутствием возможности избежать действия неблагоприятных факторов и изменить условия произрастания на более оптимальные.
Пожалуй, наибольшее число стрессовых факторов выявляется на литорали. Это связано с тем, что она находится на границе моря и периодически осушается. Из-за этого амплитуда действия многих стрессоров возрастает.
При этом водоросли вообще, и в частности водоросли-макрофиты, обитающие на литорали, являются очень