Шкурина Н.А.¹, Педенчук Н.^1,2, Гусев Е.С.¹, Куликовский М.С.¹

Nataliya A. Shkurina, Nikolai Pedentchouk, Evgeniy S. Gusev,
Maxim S. Kulikovskiy

¹Институт физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН (Москва, Россия)
²Университет Восточной Англии, Факультет наук об окружающей среде (Норвич, Великобритания)

УДК 581.192

Некоторые диатомовые водоросли способны синтезировать и накапливать HBI – сильно разветвленные изопреноиды содержащие 25 атомов углерода, которые используются при палеореконструкции динамики изменений полярных льдов. В работе проведена оценка способности восьми штаммов диатомовых водорослей синтезировать и накапливать IP₂₅ (Ice Proxy C₂₅). Показано, что среди исследуемых штаммов только Navicula salinicola Hustedt и Pleurosigma intermedium W. Smith содержат HBI.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; сильно разветвленные изопреноиды; биомаркер; палеореконструкция.

Несколько десятилетий назад было обнаружено, что некоторые виды диатомовых водорослей способны синтезировать и накапливать разветвленные изопреноиды (HBI), которые можно использовать в качестве биомаркеров для реконструкции палеоклимата и палеоэкологии нашей планеты (Volkman, 1986; Volkman et al., 1998). Так один из разветвленных изопреноидов IP₂₅, содержащий 25 атомов углерода, был найден в позднечетвертичных отложениях в Артике. Это вызвало большой интерес, так как IP₂₅ может выступать в качестве биомаркера при палеореконструкции динамики изменений полярных льдов. Его присутствие в осадках говорит о том, что в реконструируемый период времени на данной территории находились паковые льды, в нижней части которых обитали диатомовые водоросли, способные синтезировать данный изопреноид (Belt et al., 2007).

После ряда исследований стало ясно, что далеко не все виды диатомовых водорослей способны синтезировать и накапливать данный тип изопреноидов (Sinninghe Damsté et al., 2004; Belt et al., 2017). Данная работа посвящена начальному скринингу коллекции культур водорослей лаборатории молекулярной систематики водных растений ИФР РАН. Для первичного анализа были отобраны следующие штаммы диатомовых: Navicula salinicola Hustedt штамм BTD 1, Nitzschia pusilla Grunow штамм BTD 2, Halamphora sp.1 штамм BTD 3, Karayevia triconfusa (Van Landingham) Kulikovskiy. штамм BTD 4, Amphora cf. makarovae Gusliakov штаммы BTD 6 и BTD 8, Nitzschia pusilla Grunow штамм BTD 7, Pleurosigma intermedium W. Smith штамм BTD 10.

После наращивания водорослей, биомасса каждого штамма была сконцентрирована и высушена на лиофильной сушке. После чего подготовленные пробы были переданы в Университет Плимута для выделения и молекулярного анализа HBI.

Полученные результаты показали, что исследуемый IP₂₅ был найден только у двух видов диатомовых: Navicula salinicola и Pleurosigma intermedium. Причем содержание IP₂₅ в Pleurosigma intermedium значительно превышает содержание его в Navicula salinicola. Но для дальнейших работ с данным биомаркером все же была выбрана Navicula salinicola штамм BTD 1, так как данный вид отличается значительной скоростью роста и неприхотлив при культивировании в сравнении с Pleurosigma intermedium штамм BTD 10.

Благодарности. Авторы выражают благодарность Lukas Smik Университета Плимута (Plymouth University) за обработку липидной фракции и молекулярный анализ HBI.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 19-14-00320).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Belt S.T., Massé G., Rowland S.J., Poulin M., Michel C., LeBlanc B. A novel chemical fossil of palaeo sea ice: IP25 // Organic Geochemistry. 2007. V.38. P. 16–27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2006.09.013.
2. Belt S.T., Thomas A. Brown T.A., Smik A., Tatarek A., Wiktor J., Stowasser G., Assmy P., Allen C.S., Husum K. Identification of C25 highly branched isoprenoid (HBI) alkenes in diatoms of the genus Rhizosolenia in polar and sub-polar marine phytoplankton // Organic Geochemistry. 2017. V.110. P. 65–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2017.05.007.
3. Sinninghe Damsté J.S., Muyze G., Abbas B., Rampen S.W., Massé G., Allard W.G., Belt S.T., Robert J.-M., Rowlandn S.J., Moldowan J.M., Barbanti S.M., Fago F.J., Denisevich P., Dahl J., Trindade L.A.F., Schouten S. The rise of the Rhizosolenid diatoms // Science. 2004. V.304. P. 584–587. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1096806.
4. Volkman J.K. A review of sterol biomarkers for marine and terrigenous organic matter // Organic Geochemistry. 1986. V.9. P. 83–89. DOI: https://doi.org/10.1016/0146-6380(86)90089-6.
5. Volkman J.K., Barrett S.M., Blackburn S.I., Mansour M.P., Sikes E.I., Gelin F. Microbial biomarkers: a review of recent research developments // Organic Geochemistry. 1998. V.29. P. 1163–1179. DOI: https://doi.org/10.1016/S0146-6380(98)00062-X.

Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Статья принята к публикации 21.07.2019

Об авторах

Шкурина Наталия Александровна – Nataliya A. Shkurina

научный сотрудник, Институт физиологии растений имени. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия (Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia), Лаборатория молекулярной систематики водных растений

shkurrr@yandex.ru

Педенчук Николай – Nikolai Pedentchouk

научный сотрудник, Институт физиологии растений имени. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия (Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia), Лаборатория молекулярной систематики водных растений; Университет Восточной Англии, Факультет наук об окружающей среде, Норвич, Великобритания (School of Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich, United Kingdom)

nikolai.pedentchouk@yandex.ru

Гусев Евгений Сергеевич – Evgeniy S. Gusev

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник, Институт физиологии растений имени. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия (Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia), Лаборатория молекулярной систематики водных растений

evsergus@yahoo.com

Куликовский Максим Сергеевич – Maxim S. Kulikovskiy

доктор биологических наук
ведущий научный сотрудник, зав. Лабораторией молекулярной систематики водных растений, Институт физиологии растений имени. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия (Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia)

max-kulikovsky@yandex.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 127276, г. Москва, Ботаническая ул., 35, ИФР РАН. Телефон (499)678-54-00.

ССЫЛКА:

Шкурина Н.А., Педенчук Н., Гусев Е.С., Куликовский М.С. Скрининг коллекции диатомовых водорослей с целью выявления продуцентов сильно разветвленных изопреноидных алкенов (HBI) // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 308–310. URL: http://algology.ru/1550

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-308-310

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Screening of diatom cultures for detection of highly branched isoprenoid (HBI) alkenes

Nataliya A. Shkurina¹, Nikolai Pedentchouk^1,2, Evgeniy S. Gusev¹, Maxim S. Kulikovskiy¹

¹Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS (Moscow, Russia)
²School of Environmental Sciences, University of East Anglia (Norwich, United Kingdom)

Some diatoms are able to synthesize and accumulate HBIs – highly branched isoprenoids containing 25 carbon atoms, which are used in paleo-reconstruction of sea ice dynamics. The work assessed the ability of eight strains of diatoms to synthesize and accumulate IP₂₅ (Ice Proxy C₂₅). It was shown that among the studied strains only Navicula salinicola Hustedt and Pleurosigma intermedium W. Smith contain HBIs.

Key words: diatoms; highly branched isoprenoids; biomarker; paleoreconstruction.

References

1. Belt S.T., Massé G., Rowland S.J., Poulin M., Michel C., LeBlanc B. A novel chemical fossil of palaeo sea ice: IP25. Organic Geochemistry. 2007. V.38. P. 16–27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2006.09.013.
2. Belt S.T., Thomas A. Brown T.A., Smik A., Tatarek A., Wiktor J., Stowasser G., Assmy P., Allen C.S., Husum K. Identification of C25 highly branched isoprenoid (HBI) alkenes in diatoms of the genus Rhizosolenia in polar and sub-polar marine phytoplankton. Organic Geochemistry. 2017. V.110. P. 65–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2017.05.007.
3. Sinninghe Damsté J.S., Muyze G., Abbas B., Rampen S.W., Massé G., Allard W.G., Belt S.T., Robert J.-M., Rowlandn S.J., Moldowan J.M., Barbanti S.M., Fago F.J., Denisevich P., Dahl J., Trindade L.A.F., Schouten S. The rise of the Rhizosolenid diatoms. Science. 2004. V.304. P. 584–587. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1096806.
4. Volkman J.K. A review of sterol biomarkers for marine and terrigenous organic matter. Organic Geochemistry. 1986. V.9. P. 83–89. DOI: https://doi.org/10.1016/0146-6380(86)90089-6.
5. Volkman J.K., Barrett S.M., Blackburn S.I., Mansour M.P., Sikes E.I., Gelin F. Microbial biomarkers: a review of recent research developments. Organic Geochemistry. 1998. V.29. P. 1163–1179. DOI: https://doi.org/10.1016/S0146-6380(98)00062-X.

Authors

Shkurina Nataliya A.

Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia

shkurrr@yandex.ru

Pedentchouk Nikolai

Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia;
School of Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich, United Kingdom

nikolai.pedentchouk@yandex.ru

Gusev Evgeniy S.

Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia

evsergus@yahoo.com

Kulikovskiy Maxim S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-0999-9669

Timiryazev Institute of Plant Physiology RAS, Moscow, Russia

max-kulikovsky@yandex.ru

ARTICLE LINK:

Shkurina N.A., Pedentchouk N., Gusev E.S., Kulikovskiy M.S. Screening of diatom cultures for detection of highly branched isoprenoid (HBI) alkenes. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 308–310. URL: http://algology.ru/1550

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-308-310

When reprinting a link to the site is required

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147