Диссертация (1145733), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Микробное разнообразие 4-х горизонтов водного столба, выявленное пообласти v4-v8Таким образом, сравнительный анализ микробного разнообразия 4-х горизонтов водногостолба по v3-v5 и v4-v8 области гена 16S рРНК выявил только один общий филотип,встречающийся на всех глубинах, сходный на 98,8 % с M. pyrenivorans из филума Actinobacteria.Кроме того, если в водном столбе по области v3-v5 явное доминирование в структуре микробногоразнообразия было на стороне филума Actinobacteria, то по области v4-v8 распределениемикроорганизмов было более выравнено. Интересно отметить, что ОТЕ филума Planctomycetesбыли выявлены только по области v4-v8 и присутствовали во всех горизонтах, тогда как пообласти v3-v5 не было обнаружено ни одного представителя этого филума даже в минорныхколичествах.
Отметим также, что класс β-proteobacteria был выявлен только по области v4-v8, а65класс δ-proteobacteria только по области v3-v5. Филум Bacteroidetes по области v3-v5 былобнаружен только в верхнем горизонте, в случае же с областью v4-v8, данный филум былвыявлен только в нижнем горизонте. Из всего выше сказанного следует, что использование двухобластей гена 16S рРНК, позволило более полно “вскрыть” и охарактеризовать состав иструктуру микробного разнообразия водного столба озера Радок.3.7.3 Сравнение микробного разнообразия 4-х горизонтов по объединенным даннымобластей v3-v5 и v4-v8 гена 16S рРНКВсего для 4-х горизонтов водной толщи озера было проанализировано 384 клона из 8библиотек для двух областей генов 16S рРНК.
Все исследуемые клоны были объединены врибогруппы, представители которых были секвенированы. Выявленные филотипы былипроверены по БК и на статус HA-филотипов. В результате число “истинных” доминантныхфилотипов (прошедших все контроли на контаминацию) составило 20 (табл.
6; приложение 1).HA-филотипы среди доминантных выявлены не были. Отметим, что совокупная доля минорныхфилотипов (1-2 клона в филотипе), не превышала 25 % от их общего числа в каждом из водныхгоризонтов.В результате сравнения 4 глубин водного столба озера Радок по данным секвенирования v3v5 и v4-v8 областей генов 16S рРНК всего было выявлено 6 бактериальных филумов и 3эукариотных отдела, представленных 36 филотипами (рис. 11).
Наибольшим биоразнообразиемобладал нижний (9 филумов и отделов) горизонт, тогда как наименьшим (6) – 200 м горизонт. Почислу выявленных филотипов нижний горизонт оказался также наиболее представительным, внем было обнаружено 26 ОТЕ, тогда как в горизонтах 100 м - 13 ОТЕ, в 200 м – 10 ОТЕ, а вверхнем – 15 (см. приложение 1 и 3). Общими для всех водных слоев были: Actinobacteria, αproteobacteria, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Viridiplantae и Dictyochophyceae. В каждомгоризонте численно доминировали представители филума Actinobacteria, составляя от 37 % до70 % клонов. Подавляющее число клонов из филума Actinobacteria приходилось на группуфилотипов, близкородственных “Candidatus” P.
limnetica, а также на филотип, конспецифичныйM. pyrenivorans. Класс α–proteobacteria оказался представленным 6 филотипами, в основном, вминорных количествах, три из которых оказались уникальными. Филум Planctomycetes такжесостоял из 6 филотипов с тремя уникальными, причем около 54 % клонов приходилось наверхний горизонт. Филум Verrucomicrobia (6 ОТЕ и 4 уникальные) был представлен толькоминорными филотипами.
Отдел Dictyochophyceae был представлен филотипом, сходным на 93,5% с хпДНК M. arctica. Отдел Viridiplantae состоял из двух филотипов: отдаленно родственного(88 % сходства) с P. minor и близко родственного на уровне 99,6 % с гДНК водоросли M.66huancayensi. Отметим, что гДНК M. huancayensi доминировала и была выявлена только в нижнемгоризонте. Интересно, что класс β-proteobacteria, представленный филотипом сходным на 99,1% с L. planktonicus, был выявлен в верхнем горизонте, тогда как δ-proteobacteria, представленныйфилотипом, отдаленно родственным (84 %) с D.
hypogeium, только в нижнем горизонте. Обафилотипа были доминантными. Следует сказать, что в верхнем и 100 метровом горизонтах,кроме филума Actinobacteria, преимущественное доминирование было, в первом случае, также уфилума Planctomycetes, во втором, у Viridiplantae.
На оставшихся глубинах явное численноепревосходствобылотолькоу Actinobacteria.Вовсехгоризонтахбыливыявленынеидентифицированные филотипы. Так, на глубине 1,3 м обнаружили 4 таких филотипа, в 100метровом слое – 5, на глубине 200 м – 1 и, наконец, в придонном горизонте - 10 филотипов.Страменопилы были представлены двумя филотипами, из которых один (из нижнего горизонта)идентифицировать не удалось (74 % сходства с N. oceanica), тогда как другой (верхний и 100 мгоризонты) был отнесен к N. limnetica (99,9 %).100%90%мтДНК80%Plancomycetesβ-proteobacteria70%Candidate division OD160%Verrucomicrobia50%Bacteroidetes40%хпДНК Dictyochophyceae30%хпДНК Viridiplantae20%δ-proteobacteria10%α-proteobacteriaActinobacteria0%1,3 м100 м200 м367 мРисунок 11.
Микробное разнообразие (доминантные и минорные филотипы) 4-х горизонтовводного столба озера по объединенным данным областей v3-v5 и v4-v8 генов 16S рРНКСтатистические данные для всех 8 библиотек приведены в табл. 5 и рис. 12. В целом, согласноиндексу Гуда, все выборки оказались хорошо представлены - степень покрытия библиотекварьировала от 92 до 97 %, кроме R1007 и R2007 со значениями 86 и 81 % соответственно, что,возможно, сказалось на выявленном биоразнообразии в горизонтах 100 м и 200 м в плане ихнедооценки. Об этом же могут говорить аналитические кривые для данных двух библиотек (Рис.6712).
Для трех библиотек R1B, 17R и R200B аналитические кривые, судя по наклону, вышли наплато, тогда как 3 оставшиеся библиотеки в разной мере оказались недостаточно представленывыявленными филотипами. Согласно индексам видового богатства Чао1 и разнообразияШенонна-Уивера представительство обеих библиотек нижнего горизонта оказалось существенновыше остальных. Интересно отметить, что только в библиотеках верхнего горизонта число“истинных” филотипов, индексы Чао1 и Шенонна-Уивера показали сходные междубиблиотеками значения, тогда как, например, в горизонте 100 м эти показатели существенноотличались друг от друга.Такимобразом,полученныеданныесвидетельствуютовыраженноймикробнойстратификации глубоководного столба оз. Радок. Наибольшее микробное разнообразие как науровне филотипов, так и филумов/отделов показали нижний придонный, а также (в меньшейстепени) верхний подледный горизонты.
Основными факторами, влияющими на микробнуюстратификацию, могли бы быть доступность света (наибольшая – верхний горизонт) исодержание минеральных и органических соединений (максимальное – придонный горизонт).68Рисунок 12. Аналитические кривые, иллюстрирующие зависимость числа филотипов отобъема выборки. Графики приведены для всех 12 изученных библиотек.3.8 Сравнительный анализ трех (v3-v5, v4-v8, ПГ) областей гена 16S рРНКСравнительный анализ трех областей показал, что по области v3-v5 всего было выявлено 16филотипов (10 доминантных), v4-v8 – 22 (16), ПГ – 12 (3) (рис. 13). Наибольшее число филумови отделов (7) было выявлено по области v4-v8, наименьшее (3) – по полноразмерному гену (ПГ).По области v3-v5 в структуре микробного разнообразия превалировали филотипы филумаActinobacteria (более 60 % от общего числа), тогда как по области v4-v8 распределениемикроорганизмов было более выравнено, а представители филума Actinobacteria не превышали30 %.
В структуре микробного сообщества библиотеки ПГ явно преобладал (69 %) отделViridiplantae, представленный неидентифицированной хпДНК (88 % сходства) P. minor. Пообласти v3-v5 удалось выявить 5 ОТЕ филума Actinobacteria, а по области v4-v8 – 3 ОТЕ. Впервом случае три филотипа, принадлежавшие к acI-AVI кладу, acI-AIV кладу инеопределенному кладу acI линии, близкородственные с “Candidatus” P.
limnetica составилипочти 50 % от общего числа клонов. По области же v4-v8 выявленные 2 филотипа “Candidatus”P. limnetica составили только 10 %. Интересно отметить, что 4 филотипа филума Planctomycetesбыли выявлены только по области v4-v8 в обоих горизонтах, составив около 21 % от общегочисла клонов, тогда как ни по области v3-v5 ни по ПГ не было обнаружено ни одногопредставителя этого филума даже в минорных количествах. Кроме того, класс β-proteobacteria имтДНК Stramenopiles (2 филотипа), помимо филума Planctomycetes, также были выявлены толькопо области v4-v8, а класс δ-proteobacteria и OD1 - только по области v3-v5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
