Внутрипопуляционная гетерогенность объемов клеток водоросли Attheya ussurensis в условиях стресса

У диатомовой водоросли Attheya ussurensis , акклимированной к солености 17,5 ‰, оценивали внутрипопуляционную гетерогенность объемов клеток на различных стадиях роста после пересева на среды с соленостью 8,8 ‰ (гипоосмотические условия), 35,0 ‰ (гиперосмотические условия) и 17,5 ‰ (контроль) в условиях изменения концентрации биогенных элементов и взаимодействия с популяцией диатомовой водоросли Conticribra weissflogii . Во всех соленостях объемы клеток A. ussurensis увеличивались при оптимальном содержании биогенных элементов и уменьшались в условиях усиления лимитирования недостатком. Зависимость между объемами клеток и соленостью не выявлена. Установлено влияние солености на вариабельность объемов. Значительное усиление асимметрии распределения клеточных объемов ( As ) во всех соленостях отмечено при смене фазы роста. Внутрипопуляционная гетерогенность преимущественно обусловлена разнообразием размеров крупных клеток. Не выявлено четко выраженной зависимости сгруппированности значений клеточных объемов ( Ех ) как от солености, так и от наличия биогенных элементов. Значения As и Ех в популяции A. ussurensis , которая подверглась конкурентному исключению, различны между моно- и смешанными культурами в гипо- и в гиперосмотических условиях и почти идентичны в контроле.

объем клетки, популяционная гетерогенность, осмотический стресс, диатомовые водоросли

1. Айздайчер Н.А. Соленостные адаптации одноклеточной водоросли Attheya ussurensis (Bacillariophyta) // Изв. ТИНРО. - 2013. - Т. 173. - С. 223-229.

2. Айздайчер Н.А., Маркина Ж.В. Влияние солености морской воды на рост, содержание фотосинтетических пигментов и размер клеток бентосной водоросли Attheya ussurensis Stonik, Orlova et Crawford, 2006 (Bacillariophyta) // Биол. моря. - 2011. - Т. 37, № 6. - С. 455-460.

3. Айздайчер Н.А., Стоник И.В. Влияние солености морской воды на виды рода Attheya West (Bacillariophyta) из Японского моря (Россия) // Альгология. - 2013. - Т. 23, № 1. - С. 37-46.

4. Белевич Т.А., Запара Е.В., Ильяш Л.В. Взаимодействие между планктонными водорослями при разных источниках азота // Усп. совр. биологии. - 2009. - Т. 129, № 4. - С. 379-385.

5. Воронова Е.Н., Ильяш Л.В., Погосян С.И. и др. Внутрипопуляционная гетерогенность параметров флуоресценции у морской планктонной водоросли Thalassiosira weissflogii при разной обеспеченности азотом // Микробиология. - 2009. - Т. 78, № 4. - С. 469-478.

6. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики : учеб. - М. : Финансы и статистика, 2001. - 480 с.

7. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике : моногр. - М. : Наука, 1984. - 424 с.

8. Ильяш Л.В., Курочкина В.А., Белевич Т.А., Погосян С.И. Флуоресценция отдельных клеток водоросли Conticribra weissflogii при гиперосмотическом стрессе // Вопр. совр. альгологии. - 2012. - № 2(2). http:// algology.ru/131

9. Курочкина В.А., Белевич Т.А., Погосян С.И., Ильяш Л.В. Изменчивость флуоресценции отдельных клеток водоросли Conticribra weissflogii при осмотическом стрессе // Вода: химия и экология. - 2013. - № 2. - С. 71-76.

10. Орлова Т.Ю., Айздайчер Н.А., Стоник И.В. и др. Морфология, развитие и состояние фотосинтетического аппарата диатомовой водоросли Attheya ussurensis Stonik, Orlova et Crawford, 2006 (Bacillariophyta) в условиях длительного культивирования // Биол. моря. - 2011. - Т. 37, № 6. - С. 403-412.

11. Прохоцкая В.Ю., Веселова Т.В., Веселовский В.А. и др. Размерно-возрастная структура лабораторной популяции Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. в присутствии сульфата имазалила // Альгология. - 2002. - Т. 12, № 3. - С. 376-384.

12. Радченко И.Г., Ильяш Л.В. Рост и фотосинтетическая активность диатомовой водоросли Thalassiosira weissflogii при снижении солености // Изв. АН. Сер. Биол. - 2006. - № 3. - С. 306-313.

13. Семененко В.Е., Владимирова М.Г., Орлеанская О.Б. К физиологической характеристике Chlorella sp. K при высоких экстремальных температурах. I. Разобщающее действие экстремальных температур на клеточные функции хлореллы // Физиол. раст. - 1967. - Т. 14, вып. 4. - С. 612-625.

14. Соломонова Е.С. Вариабельность размеров у некоторых видов черноморских диатомей // Экология моря. - 2009. - Вып. 78. - С. 81-86.

15. Спектров К.С., Строганов Б.П. Механизмы, обеспечивающие устойчивость морских и пресноводных водорослей к изменению осмотического давления окружающей среды // Физиол. раст. - 1979. - Т. 26, № 5. - С. 967-977.

16. Стоник И.В., Орлова Т.Ю., Айздайчер Н.А. Диатомовые водоросли рода Attheya West, 1860 из Японского моря // Биол. моря. - 2006. - Т. 32, № 2. - С. 142-145.

17. Тарасенко А.А., Теренько Л.М. Особенности экологии и распределения диатомовой водоросли Аttheya decora West, 1860 в Одесском заливе (Черное море) // Вісник ОНУ. - 2008. - Т. 13, вып. 14. - С. 111-117.

18. Шоренко К.И., Давидович Н.А., Давидович О.И. Влияние солености на морфологические характеристики панцирей двух близких видов диатомовых водорослей Nitzschia longissima (Bréb.) Grunow и N. rectilonga Takano // Морський екологічний журнал. - 2014. - Т. 13, № 3. - С. 75-80.

19. Admiraal W. Salinity tolerance of benthic estuarine diatoms as tested with a rapid polarographic measurement of photosynthesis // Mar. Biol. - 1977. - Vol. 39. - P. 11-18.

20. Ahmad I., Hellebust J.A. Osmoregulation in the extremely euryhaline marine microalga Chlorella autotrophica // Plant Physiol. - 1984. - Vol. 74, № 4. - P. 1010-1015.

21. Ahmad I., Hellebust J.A. The relationship between inorganic nitrogen metabolism and proline accumulation in osmoregulatory responses of two euryhaline microalgae // Plant Physiol. - 1988. - Vol. 88. - P. 348-354.

22. Armbrust E.V., Chisholm S.W. Patterns of cell size change in a marine centric diatom: variability evolving from clonal isolates // J. Phycol. - 1992. - Vol. 28(2). - P. 146-156.

23. Balzano S., Sarno D., Ekooistra W.H.C. Effect of salinity on the grown rate and morphology of ten Sceletonema strains // J. Plant Res. - 2011. - Vol. 33(6). - P. 937-945.

24. Bergquist A.M., Carpenter S.R., Latino J.C. Shifts in phytoplankton size structure and community composition during grazing by contrasting zooplankton assemblages // Limnol. and Oceanogr. - 1985. - Vol. 30, № 5. - P. 1037-1045.

25. Bisson M.A., Kirst G.O. Osmotic acclimation and turgor pressure regulation in algae // Naturwissenschaften. - 1995. - Vol. 82. - P. 461-471.

26. Bucci V., Nunez-Milland D., Twining D.S., Hellweger F.L. Microscale patchiness leads to large and important intraspecific internal nutrient heterogeneity in phytoplankton // Aquat. Ecol. - 2012. - Vol. 46. - P. 101-118.

27. Chisholm S.W. Phytoplankton size // Primary productivity and biogeochemical cycles in the sea. - N.Y. : Plenum Press, 1992. - P. 213-237.

28. Crawford R.M., Gardner C., Medlin L.K. The genus Attheya. 1. A description of four new taxa, and the transfer of Gonioceros septentrionalis and G. armatus // Diatom Res. - 1994. - Vol. 9(1). - P. 27-51.

29. Dassow P., Petersen T.W., Chepurnov V.A., Armbrust E.V. Inter- and intraspecific relationships between nuclear DNA content and cell size in selected members of the centric diatom genus Thalassiosira (Bacillariophyceae) // J. Phycol. - 2008. - Vol. 44, № 2. - P. 335-349.

30. Ellegaard M., Godhe A., Härnström K., McQuoid M. The species concept in a marine diatom: LSU rDNA-based phylogenetic differentiation in Skeletonema marinoi/dohrnii (Bacillariophyceae) is not reflected in morphology // Phycol. - 2008. - Vol. 47(2). - P. 156-167.

31. Elowitz M.B., Levine A.J., Siggia E.D., Swain P.S. Stochastic gene expression in a single cell // Science. - 2002. - Vol. 297. - P. 1183-1186.

32. García N., López-Elías J.A., Miranda A. et al. Effect of salinity on growth and chemical composition of the diatom Thalassiosira weissflogii at three culture phases // Lat. Am. J. Aquat. Res. - 2012. - Vol. 40(2). - P. 435-440.

33. Godhe A., Harnstrom K. Linking the planktonic and benthic habitat: genetic structure of the marine diatom Skeletonema marinoi // Molecular Ecology. - 2010. - doi: 10.1111/j.1365-294X.2010.04841.x.

34. Guillard R.R.L., Ryther J.H. Studies on marine diatoms. I. Cyclotella nana Hustedt and Detonula confervacea (Cleve) Gran. // Can. J. Microbiol. - 1962. - Vol. 8. - P. 229-239.

35. Håkansson H., Chepurnov V. A study of variation in valve morphology of diatom Cyclotella meneghiniata in monoclonal cultures: effect of auxospore formation and different salinity conditions // Diatom Res. - 1999. - Vol. 14, № 2. - P. 251-272.

36. Hecky R.E., Kilham P. Nutrient limitation of phytoplankton in freshwater and marine environments: A review of recent evidence on the effects of enrichmen // Limnol. and Oceanogr. - 1988. - Vol. 33, № 4, pt 2. - P. 796-822.

37. Hellebust J.A. Osmoregulation // Ann. Rev. Plant Physiol. - 1976. - Vol. 27. - P. 485-505.

38. Hillebrand H., Durselen C.-D., Kirschtel D. et al. Biovolume calculation for pelagic and benthic microalga // J. Phycol. - 1999. - Vol. 35. - P. 403-424.

39. Kirst G.O. Salinity tolerance of eukaryotic marine algae // Annual review of plant biology. - 1989. - Vol. 40. - P. 21-53.

40. Lakeman M.B., Dassow P., Cattolico R.A. The strain concept in phytoplankton ecology // Harmful Algae. - 2009. - Vol. 8. - P. 746-758.

41. Laney S., Olson R., Sosik H. Diatoms favor their younger daughters // Limnol. and Oceanogr. - 2012. - Vol. 57(5) - P. 1572-1578.

42. Leynaert A., Bucciarelli E., Claquin P. et al. Effect of iron deficiency on diatom cell size and silicic acid uptake kinetics // Limnol. and Oceanogr. - 2004. - Vol. 49. - P. 1134-1143.

43. Lynn S.G., Kilham S.S., Kreeger D.A., Interlandi S.J. Effect of nutrient availability on the biochemical and elemental stoichiometry in the freshwater diatom Stephanodiscus minutulus (Bacillariophyceae) // J. Phycol. - 2000. - Vol. 36(3). - P. 510-522.

44. Marchetti A., Harrison P.J. Coupled changes in the cell morphology and the elemental (C, N, and Si) composition of the pennate diatom Pseudo-nitzschia due to iron deficiency // Limnol. and Oceanogr. - 2007. - Vol. 52(5). - P. 2270-2284.

45. Martín-Cereceda M., Cox E.J. Morphological variation in a small Thalassiosira species (Bacillariophyta) under different culture regimes // Botanica Marina. - 2011. - Vol. 54, № 6. - P. 563-574.

46. Maumus F., Rabinowicz P., Bowler C., Rivarola M. Stemming epigenetics in marine stramenopiles // Current Genomics. - 2011. - Vol. 12, № 5. - P. 357-370.

47. Montagnes D.J.S., Franklin M. Effect of temperature on diatom volume, growth rate, and carbon and nitrogen content: reconsidering some paradigms // Limnol. and Oceanogr. - 2001. - Vol. 46, № 8. - P. 2008-2018.

48. Nagai S., Imai I. The effect of salinity on the size of initial cells during vegetative cell enlargement of Coscinodiscus wailesii (Bacillariophyceae) in culture // Diatom Res. - 1999. - Vol. 14, № 2. - P. 337-342.

49. Peter K.H., Sommer U. Phytoplankton cell size reduction in response to warming mediated by nutrient limitation // PLoS ONE. - 2013. - Vol. 8(9). - doi: 10.1371/journal.pone.0071528.

50. Roubeix V., Lancelot C. Effect of salinity on growth, cell size and silicification of an euryhaline freshwater diatom: Cyclotella meneghiniana Kütz. // Transit. Waters Bull. - 2008. - Vol. 1. - P. 31-38.

51. Rynearson T.A., Armbrust E.V. Genetic differentiation among populations of the planktonic marine diatom Ditylum brightwellii (Bacillariophyceae) // J. Phycol. - 2004. - Vol. 40(1). - P. 34-43.

52. Saravanany V., Godhe A. Genetic heterogeneity and physiological variation among seasonally separated clones of Skeletonema marinoi (Bacillariophyceae) in the Gullmar Fjord, Sweden // Eur. J. Phycol. - 2010. - Vol. 45(2). - P. 177-190.

53. Shikata T., Nagasoe S., Oh S.J. et al. Effects of down- and up-shocks from rapid changes of salinity on survival and growth of estuarine phytoplankters // J. Fac. Agr., Kyushu Univ. - 2008. - Vol. 53(1). - P. 81-87.

54. Sommer U. Phytoplankton competition in Plußsee: a field test of the resource-ratio hypothesis // Limnol. and Oceanogr. - 1993. - Vol. 38, № 4. - P. 838-845.

55. Stonik I.V., Orlova T.Yu., Crawford R.M. Attheya ussurensis sp. nov. (Bacillariophyta) - a new marine diatom from the coastal waters of the Sea of Japan and a reappraisal of the genus // Phycol. - 2006. - Vol. 45(2). - P. 141-147.

56. Sunda W.G., Huntsman S.A. Interrelated influence of iron, light and cell size on marine phytoplankton growth // Nature. - 1997. - Vol. 390. - P. 389-392.

57. Tall L., Cloutier L., Cattaneo A. Grazer-diatom size relationships in an epiphytic community // Limnol. and Oceanogr. - 2006. - Vol. 51, № 2. - P. 1211-1216.

58. Traller J.C., Hildebrand M. High throughput imaging to the diatom Cyclotella cryptica demonstrates substantial cell-to-cell variability in the rate and extent of triacylglycerol accumulation // Algal Research. - 2013. - Vol. 2. - P. 244-252.

59. Trobajo R., Rovira L., Mann D.G., Cox E.J. Effects of salinity on growth and on valve morphology of five estuarine diatoms // Phycol. Research. - 2011. - Vol. 59. - P. 83-90.