Улучшение способности идентифицировать и изучать виды водорослей

May 16, 2023

Вредное цветение водорослей создает проблемы во всем мире в отношении качества воды и управления рисками для здоровья людей, диких животных и домашних животных. Команда исследователей из Университета Оклахомы (ОУ) возглавляет усилия по улучшению управления цветением и токсинами Microcystis с помощью новой таксономии, основанной на геноме.

Профессор биологии Университета Риджентс Дэйв Хэмбрайт и члены его лаборатории планктонной экологии и лимнологии вместе с профессором микробиологии Университета Ли Крамхольцем сотрудничали в этом проекте с преподавателями Университета Северной Каролины, Университета Джеймса Мэдисона и Обернского университета.Результаты их работы были опубликованы.в области достижений науки.

Благодаря разработке новой таксономии, основанной на геноме, исследователи впервые смогут охарактеризовать экологические ниши Microcystis, включая потребности в питательных веществах и сезонность, и, в конечном итоге, контролировать вредное цветение Microcystis. Команда разработала генетические маркеры, которые позволят исследователям идентифицировать виды Microcystis, присутствующие в водных системах. В своей статье исследователи определили 16 уникальных видов, из которых около 30 или более, которые генетически различны, но не соответствуют нынешним морфологически определенным видам.

«Эта новая таксономия, основанная на геноме, закладывает основу для исследователей для разработки научно обоснованных программ активного управления, чтобы избавить наши воды от вредного цветения Microcystis», — сказал Хэмбрайт. «Наша улучшенная способность идентифицировать и изучать виды этих водорослей поможет нам снизить риски для здоровья, а также управлять и защищать наши все более уязвимые водные ресурсы».

Понимание экологии и эволюции Microcystis имеет основополагающее значение для управления качеством озер и воды, направленного на предотвращение и сокращение вредоносного цветения Microcystis. Хотя традиционная таксономия Microcystis (классификация на виды) признает несколько видов, эти классификации противоречивы, поскольку они основаны на морфологии, а не на экологических особенностях. Кроме того, они противоречат стандартным классификациям, основанным на последовательностях ДНК, которые предполагают наличие одного вида со сложной и изменчивой экологией.

Основываясь на работе докторанта биологии Университетского университета Кэтрин Кук, которая была опубликована в 2020 году в журнале Limnology & Oceanography, группа выдвинула гипотезу, что Microcystis и ее микробиом представляют собой совместно развившееся сообщество взаимодополняющих взаимодействующих видов бактерий (интерактом), каждый из которых необходим для успеха другие. Их цель состояла в том, чтобы изучить генетический состав Microcystis со всего мира, используя 122 опубликованных целых генома, и сделать прогнозы потенциальных метаболических функций, которые могут обеспечиваться микробиомными бактериями. Их статья представляет собой основу для достижения этой цели в виде надежной таксономической классификации, включая эволюционные связи.

Работа финансировалась Национальным научным фондом. Хэмбрайт и Крумхольц являются главными исследователями вместе с Хансом Паерлом из Университета Северной Каролины, Морганом Штеффеном из Университета Джеймса Мэдисона и Аланом Уилсоном из Обернского университета. Большая часть биоинформатического анализа в этой статье была проведена постдокторантом Университета Хайюань Цай при содействии аспиранта Университета Криса МакЛиманса. Дополнительный анализ данных был проведен при поддержке доцента Университетского университета Джессики Бейер.

- Этот пресс-релиз предоставлен Университетом Оклахомы.