TY - JOUR

T1 - ДНК-метабаркодинг бентосных водорослей и ассоциированных с ними эукариот оз. Байкал в условиях быстрых экологических изменений

AU - Bukin, Yu S.

AU - Kravtsova, L. S.

AU - Peretolchina, T. E.

AU - Fedotov, A. P.

AU - Tupikin, A. E.

AU - Kabilov, M. R.

AU - Sherbakov, D. Yu

AU - Mincheva, E.

N1 - Букин Ю.С., Кравцова Л.С., Перетолчина Т.Е., Федотов А.П., Тупикин А.Е., Кабилов М.Р., Щербаков Д.Ю., Минчева Е.В. ДНК-метабаркодинг бентосных водорослей и ассоциированных с ними эукариот оз. Байкал в условиях быстрых экологических изменений // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2022. – Т. 26. – № 1. – С. 86-95. Работа выполнена при поддержке темы бюджетного финансирования ЛИН СО РАН № 121032300196-8, гранта РФФИ - Иркутская область № 17-44-388071_р, частичной поддержке гранта РФФИ 19-05-00398_а. Авторы выражают благодарность Иркутскому суперкомпьютерному центру СО РАН за предоставление доступа к высокопроизводительному кластеру «Академик В.М. Матросов». Мы благодарим администратора Иркутского суперкомпьютерного центра СО РАН Ивана Сидорова за помощь в проведении вычислений.

PY - 2022/2

Y1 - 2022/2

N2 - Впервые приводится оценка разнообразия фитобентосных сообществ на основе ДНК-метабаркодинга с использованием ампликонов фрагмента гена 18S рРНК и технологии Illumina MiSeq. Исследование проведено в связи с цветением нитчатых водорослей (преимущественно рода Spirogyra ) и цианобактерий в прибрежной зоне озера Байкал в условиях изменения климата и антропогенного воздействия. С помощью ДНК-метабаркодинга определен видовой состав водорослей, а также таксономическое разнообразие ассоциированных с ними эукариот в разных районах Байкала (у острова Большой Ушканий, в заливе Лиственничный) и в р. Кая (в черте г. Иркутска), находящейся в одном водосборном бассейне с оз. Байкал. С помощью NGS (next generation sequencing) получено более 15 тыс. прочтений 18S рРНК маркера. Выявлены виды водорослей, доминирующие по количеству прочтений, а также трудно идентифицируемые таксоны Stramenopiles, Alveolata, Euglenozoa, Chromista, Rhizaria, Amoebozoa и др., играющие важную роль в функционировании и формировании структуры водорослевых сообществ. Охарактеризовано разнообразие грибов и грибоподобных организмов в изучаемых сообществах. Индекс Шеннона рассмотренных сообществ колеблется от 1.56 до 2.72. Показаны преимущества и слабые стороны использования ДНК-метабаркодинга на основе фрагмента гена 18S рРНК для изучения структуры сообществ водорослей. Метод позволяет более полно учесть разнообразие таксонов эукариот, трудно идентифицируемых по морфологии, без привлечения большого числа специалистов, что характеризует его преимущество. Недостатком метода являются искажения, возникающие при проведении ПЦР. Предложены пути решения для устранения этого недостатка. Результаты исследования показывают, что для анализа минорной компоненты сообщества эукариот в образцах (организмы с малой биомассой), состоящих из смеси многоклеточных и одноклеточных организмов, требуется глубина прочтения не менее чем 100 000 последовательностей на пробу. В целом метод ДНК-метабаркодинга рекомендован для исследования структуры сообществ водорослей и ассоциированных с ними эукариот.

AB - Впервые приводится оценка разнообразия фитобентосных сообществ на основе ДНК-метабаркодинга с использованием ампликонов фрагмента гена 18S рРНК и технологии Illumina MiSeq. Исследование проведено в связи с цветением нитчатых водорослей (преимущественно рода Spirogyra ) и цианобактерий в прибрежной зоне озера Байкал в условиях изменения климата и антропогенного воздействия. С помощью ДНК-метабаркодинга определен видовой состав водорослей, а также таксономическое разнообразие ассоциированных с ними эукариот в разных районах Байкала (у острова Большой Ушканий, в заливе Лиственничный) и в р. Кая (в черте г. Иркутска), находящейся в одном водосборном бассейне с оз. Байкал. С помощью NGS (next generation sequencing) получено более 15 тыс. прочтений 18S рРНК маркера. Выявлены виды водорослей, доминирующие по количеству прочтений, а также трудно идентифицируемые таксоны Stramenopiles, Alveolata, Euglenozoa, Chromista, Rhizaria, Amoebozoa и др., играющие важную роль в функционировании и формировании структуры водорослевых сообществ. Охарактеризовано разнообразие грибов и грибоподобных организмов в изучаемых сообществах. Индекс Шеннона рассмотренных сообществ колеблется от 1.56 до 2.72. Показаны преимущества и слабые стороны использования ДНК-метабаркодинга на основе фрагмента гена 18S рРНК для изучения структуры сообществ водорослей. Метод позволяет более полно учесть разнообразие таксонов эукариот, трудно идентифицируемых по морфологии, без привлечения большого числа специалистов, что характеризует его преимущество. Недостатком метода являются искажения, возникающие при проведении ПЦР. Предложены пути решения для устранения этого недостатка. Результаты исследования показывают, что для анализа минорной компоненты сообщества эукариот в образцах (организмы с малой биомассой), состоящих из смеси многоклеточных и одноклеточных организмов, требуется глубина прочтения не менее чем 100 000 последовательностей на пробу. В целом метод ДНК-метабаркодинга рекомендован для исследования структуры сообществ водорослей и ассоциированных с ними эукариот.

KW - algal communities

KW - metabarcoding

KW - 18S rDNA

KW - Illumina MiSeq

KW - Lake Baikal

KW - green algae

KW - Spirogyra

KW - DIVERSITY

KW - 18S rDNA

KW - algal communities

KW - green algae

KW - Illumina MiSeq

KW - Lake Baikal

KW - metabarcoding

KW - Spirogyra

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85133045355&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=48021029

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/17ea20fd-6528-3209-8fe5-f21410e8069a/

U2 - 10.18699/VJGB-22-12

DO - 10.18699/VJGB-22-12

M3 - статья

C2 - 35342852

VL - 26

SP - 86

EP - 95

JO - Вавиловский журнал генетики и селекции

JF - Вавиловский журнал генетики и селекции

SN - 2500-0462

IS - 1

M1 - 10

ER -