##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Маркина Ж. В., Попик А. Ю. Взаимодействие диатомовых водорослей Pseudo-nitzschia hasleana и Thalassiosira pseudonana в смешанной культуре // Морской биологический журнал. 2023. Т. 8, № 3. С. 47-61. https://doi.org/10.21072/mbj.2023.08.3.04

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Аннотация

Представители рода Pseudo-nitzschia (Bacillariophyta) вызывают цветения в разных районах Мирового океана, поэтому важно знать экологические особенности этих видов, в том числе то, как они взаимодействуют с другими видами одноклеточных водорослей. Кроме того, необходима методика быстрой идентификации данных водорослей в среде. В связи с этим нами оценена динамика численности клеток Pseudo-nitzschia hasleana и Thalassiosira pseudonana в моно- и смешанных культурах путём их прямого подсчёта в камере Нажотта. Также проанализированы температурные кривые флуоресценции хлорофилла a, полученные методом лазерно-индуцированной флуоресценции в температурной камере. Опыты проводили в течение 14 суток. Показано, что P. hasleana оказывала различное действие на T. pseudonana в зависимости от начальной численности T. pseudonana. При начальной концентрации 0,8 × 104 кл.·мл−1 происходила выраженная стимуляция роста этой диатомовой водоросли. При начальных концентрациях 1,6 × 104 и 3,2 × 104 кл.·мл−1 отмечено ингибирование её роста. В смешанной культуре T. pseudonana оставалась в стационарной фазе роста, тогда как в монокультуре популяция входила в фазу отмирания к 14-м суткам опыта. T. pseudonana ингибировала рост P. hasleana. Эксперимент с совместным культивированием P. hasleana и T. pseudonana показал, что на флуоресценцию хлорофилла a смеси оказывает большее воздействие та микроводоросль, концентрация которой значительно выше. Флуоресцентный сигнал двух культивируемых отдельно монокультур потенциально может быть использован для их поиска в смеси.

Авторы

Ж. В. Маркина

н. с., к. б. н.

https://orcid.org/0000-0001-7135-1375

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=251096

А. Ю. Попик

н. с., к. ф.-м. н.

https://orcid.org/0000-0001-9306-6196

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=670551

Библиографические ссылки

Balzano S., Percopo I., Siano R., Gourvil P., Chanoine M., Marie D., Vaulot D., Sarno D. Morphological and genetic diversity of Beaufort Sea diatoms with high contributions from the Chaetoceros neogracilis species complex. Journal of Phycology, 2017, vol. 53, iss. 1, pp. 161–187. https://doi.org/10.1111/jpy.12489

Bates S. S., Bird C. J., de Freitas A. S. W., Foxall R., Gilgan M., Hanic L. A., Johnson G. R., McCulloch A. W., Odense P., Pocklington R., Quilliam M. A., Sim P. G., Smith J. C., Subba Rao D. V., Todd E. C. D., Walter J. A., Wrigh J. L. C. Pennate diatom Nitzschia pungens as the primary source of domoic acid, a toxin in shellfish from eastern Prince Edward Island, Canada. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 1989, vol. 46, no. 7, pp. 1203–1215. https://doi.org/10.1139/f89-156

Burkholder J. A. M., Glibert P. M., Skelton H. M. Mixotrophy, a major mode of nutrition for harmful algal species in eutrophic waters. Harmful Algae, 2008, vol. 8, iss. 1, pp. 77–93. https://doi.org/10.1016/j.hal.2008.08.010

Cai Z., Zhu H., Duan S. Allelopathic interactions between the red-tide causative dinoflagellate Prorocentrum donghaiense and the diatom Phaeodactylum tricornutum. Oceanologia, 2014, vol. 56, iss. 3, pp. 639–650. https://doi.org/10.5697/oc.56-3.639

Cohen N. R., Ellis K. A., Lampe R. H., McNair H., Twining B. S., Maldonado M. T., Brzezinski M. A., Kuzminov F. I., Thamatrakoln K., Till C. P., Bruland K. W., Sunda W. G., Bargu S., Marchetti A. Diatom transcriptional and physiological responses to changes in iron bioavailability across ocean provinces. Frontiers in Marine Science, 2017, vol. 4, art. no. 360 (20 p.). https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00360

Guillard R. R. L., Ryther J. H. Studies of marine planktonic diatoms: I. Cyclotella nana Hustedt, and Detonula confervacea (Cleve) Gran. Canadian Journal of Microbiology, 1962, vol. 8, no. 2, pp. 229–239. https://doi.org/10.1139/m62-029

Harris A. S. D., Medlin L. K., Lewis J., Jones K. J. Thalassiosira species (Bacillariophyceae) from a Scottish sea-loch. European Journal of Phycology, 1995, vol. 30, iss. 2, pp. 117–131. https://doi.org/10.1080/09670269500650881

Hillebrand H., Dürselen C. D., Kirschtel D., Pollingher U., Zohary T. Biovolume calculation for pelagic and benthic microalgae. Journal of Phycology, 1999, vol. 35, iss. 2, pp. 403–424. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.1999.3520403.x

Huang C., Lin X., Lin J., Du H., Dong Q. Population dynamics of Pseudo-nitzschia pungens in Zhelin Bay, China. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 2009, vol. 89, iss. 4, pp. 663–668. https://doi.org/10.1017/S0025315408002919

Hulot F., Huisman J. Allelopathic interactions between phytoplankton species: The roles of heterotrophic bacteria and mixing intensity. Limnology and Oceanography, 2004, vol. 49, iss. 4, pt 2, pp. 1424–1434. https://doi.org/10.4319/lo.2004.49.4_part_2.1424

Hutchinson G. E. The paradox of the plankton. The American Naturalist, 1961, vol. 95, no. 882, pp. 137–145. https://doi.org/10.1086/282171

Felpeto A. B., Śliwińska-Wilczewska S., Klin M., Konarzewska Z., Vasconcelos V. Temperature-dependent impacts of allelopathy on growth, pigment, and lipid content between a subpolar strain of Synechocystis sp. CCBA MA-01 and coexisting microalgae. Hydrobiologia, 2019, vol. 835, iss. 1, pp. 117–128. https://doi.org/10.1007/s10750-019-3933-8

Ianora A., Bentley M. G., Caldwell G. S., Casotti R., Cembella A. D., Engström-Öst J., Halsband C., Sonnenschein E., Legrand C., Llewellyn C. A., Paldavičienë A., Pilkaityte R., Pohnert G., Razinkovas A., Romano G., Tillmann U., Vaiciute D. The relevance of marine chemical ecology to plankton and ecosystem function: An emerging field. Marine Drugs, 2011, vol. 9, iss. 9, pp. 1625–1648. https://doi.org/10.3390/md9091625

Lelong A., Hégaret H., Soudant P., Bates S. S. Pseudo-nitzschia (Bacillariophyceae) species, domoic acid and amnesic shellfish poisoning: Revisiting previous paradigms. Phycologia, 2012, vol. 51, iss. 2, pp. 168–216. https://doi.org/10.2216/11-37.1

Lima-Mendez G., Faust K., Henry N., Decelle J., Colin S., Carcillo F., Chaffron S., Ignacio-Espinosa J. C., Roux S., Vincent F., Bittner L., Darzi Y., Wang J., Audic S., Berline L., Bontempi G., Cabello A. M., Coppola L., Cornejo-Castillo F. M., D’Ovidio F., de Meester L., Ferrera I., Garet-Delmas M.-J., Guidi L., Lara E., Pesant S., Royo-Llonch M., Alazar G., Sánchez P., Sebastian M., Souffreau C., Dimier C., Picheral M., Searson S., Kandels-Lewis S., Tara Oceans Coordinators, Gorsky G., Not F., Ogata H., Speich S., Stemmann L., Weissenbach J., Wincker P., Acinas S. G., Sunagawa S., Bork P., Sullivan M. B., Karsenti E., Bowler C., de Vargas C., Raes J. Determinants of community structure in the global plankton interactome. Science, 2015, vol. 348, no. 6237, art. no. 1262073 (10 p.). https://doi.org/10.1126/science.1262073

Long M., Tallec K., Soudant P., Le Grand F., Donval A., Lambert C., Sarthou G., Jolley D. F., Hégaret H. Allelochemicals from Alexandrium minutum induce rapid inhibition of metabolism and modify the membranes from Chaetoceros muelleri. Algal Research, 2018, vol. 35, pp. 508–518. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.09.023

Louw D. C., Doucette G. J., Voges E. Annual patterns, distribution and long-term trends of Pseudo-nitzschia species in the northern Benguela upwelling system. Journal of Plankton Research, 2017, vol. 39, iss. 1, pp. 35–47. https://doi.org/10.1093/plankt/fbw079

Lundholm N., Hansen P. J., Kotaki Y. Lack of allelopathic effects of the domoic acid-producing marine diatom Pseudo-nitzschia multiseries. Marine Ecology Progress Series, 2005, vol. 288, pp. 21–33. https://doi.org/10.3354/meps288021

Mardones J. I. Screening of Chilean fish-killing microalgae using a gill cell-based assay. Latin American Journal of Aquatic Research, 2020, vol. 48, iss. 2, pp. 329–335. https://dx.doi.org/10.3856/vol48-issue2-fulltext-2400

Mikheev M. A., Ipatova V. I., Spirkina N. E. Biotic interactions between two species of microalgae in mixed culture. Moscow University Biological Sciences Bulletin, 2018, vol. 73, iss. 2, pp. 63–68. https://doi.org/10.3103/S0096392518020062

Orlova T. Yu., Stonik I. V., Shevchenko O. G. Flora of planktonic microalgae of Amursky Bay, Sea of Japan. Russian Journal of Marine Biology, 2009, vol. 35, iss. 1, pp. 60–78. https://doi.org/10.1134/S106307400901009X

Patil V., Abate R., Wu W., Zhang J., Lin H., Chen C., Liang J., Sun L., Li X., Li Y., Gao Y. Allelopathic inhibitory effect of the macroalga Pyropia haitanensis (Rhodophyta) on harmful bloom-forming Pseudo-nitzschia species. Marine Pollution Bulletin, 2020, vol. 161, pt A, art. no. 111752 (12 p.). https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111752

Phatarpekar P. V., Sreepada R. A., Pednekar C., Achuthankutty C. T. A comparative study on growth performance and biochemical composition of mixed culture of Isochrysis galbana and Chaetoceros calcitrans with monocultures. Aquaculture, 2000, vol. 181, iss. 1–2, pp. 141–155. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(99)00227-6

Pichierri S., Accoroni S., Pezzolesi L., Guerrini F., Romagnoli T., Pistocchi R., Totti C. Allelopathic effects of diatom filtrates on the toxic benthic dinoflagellate Ostreopsis cf. ovata. Marine Environmental Research, 2017, vol. 131, pp. 116–122. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2017.09.016

Popik A., Gamayunov E., Voznesenskiy S., Markina Zh., Orlova T. The study of fluorescence features of microalgae from the genus Pseudo-nitzschia and the possibility of their detection in water. Algal Research, 2022, vol. 64, art. no. 102662 (10 p.). https://doi.org/10.1016/j.algal.2022.102662

Poulin R. X., Poulson-Ellestad K. L., Roy J. S., Kubanek J. Variable allelopathy among phytoplankton reflected in red tide metabolome. Harmful Algae, 2018, vol. 71, pp. 50–56. https://doi.org/10.1016/j.hal.2017.12.002

Prasetiya F. S., Safitri I., Widowati I., Cognie B., Decottignies P., Gastineau R., Morançais M., Windarto E., Tremblay R., Mouget J. L. Does allelopathy affect co-culturing Haslea ostrearia with other microalgae relevant to aquaculture? Journal of Applied Phycology, 2016, vol. 28, iss. 4, pp. 2241–2254. https://doi.org/10.1007/s10811-015-0779-y

Sobrinho B. F., De Camargo L. M., Sandrini-Neto L., Kleemann C. R., da Costa Machado E., Mafra L. L. Growth, toxin production and allelopathic effects of Pseudo-nitzschia multiseries under iron-enriched conditions. Marine Drugs, 2017, vol. 15, iss. 10, art. no. 331 (16 p.). https://doi.org/10.3390/md15100331

Tan K., Huang Z., Ji R., Qiu Y., Wang Z., Liu J. A review of allelopathy on microalgae. Microbiology, 2019, vol. 165, iss. 6, pp. 587–592. https://doi.org/10.1099/mic.0.000776

Ternon E., Pavaux A. S., Marro S., Thomas O. P., Lemée R. Allelopathic interactions between the benthic toxic dinoflagellate Ostreopsis cf. ovata and a co-occurring diatom. Harmful Algae, 2018, vol. 75, pp. 35–44. https://doi.org/10.1016/j.hal.2018.04.003

Trainer V. L., Bates S. S., Lundholm N., Thessen A. E., Cochlan W. P., Adams N. G., Trick C. G. Pseudo-nitzschia physiological ecology, phylogeny, toxicity, monitoring and impacts on ecosystem health. Harmful Algae, 2012, vol. 14, pp. 271–300. https://doi.org/10.1016/j.hal.2011.10.025

Voznesenskiy S. S., Gamayunov E. L., Popik A. Yu., Markina Zh. V., Orlova T. Yu. Temperature dependence of the parameters of laser-induced fluorescence and species composition of phytoplankton: The theory and the experiments. Algal Research, 2019, vol. 44, art. no. 101719 (11 p.). https://doi.org/10.1016/j.algal.2019.101719

Yamasaki Y., Shikata T., Nukata A., Ichiki S., Nagasoe S., Matsubara T., Shimasaki Y., Nakao M., Yamaguchi K., Oshima Y., Oda T., Ito T., Jenkinson I. R., Asakawa M., Honjo T. Extracellular polysaccharide-protein complexes of a harmful alga mediate the allelopathic control it exerts within the phytoplankton community. The ISME Journal, 2009, vol. 3, iss. 7, pp. 808–817. https://doi.org/10.1038/ismej.2009.24

Yamasaki Y., Nagasoe S., Matsubara T., Shikata T., Shimasaki Y., Oshima Y., Honjo T. Allelopathic interactions between the bacillariophyte Skeletonema costatum and the raphidophyte Heterosigma akashiwo. Marine Ecology Progress Series, 2007, vol. 339, pp. 83–92. https://doi.org/10.3354/meps339083

Yasakova O. N. The seasonal dynamics of potentially toxic and harmful phytoplankton species in Novorossiysk Bay (Black Sea). Russian Journal of Marine Biology, 2013, vol. 39, iss. 2, pp. 107–115. https://doi.org/10.1134/S1063074013020090

Xu N., Tang Y. Z., Qin J., Duan S., Gobler C. J. Ability of the marine diatoms Pseudo-nitzschia multiseries and P. pungens to inhibit the growth of co-occurring phytoplankton via allelopathy. Aquatic Microbial Ecology, 2015, vol. 74, no. 1, pp. 29–41. https://doi.org/10.3354/ame01724

Zhao M., Chen X., Ma N., Zhang Q., Qu D., Li M. Overvalued allelopathy and overlooked effects of humic acid-like substances on Microcystis aeruginosa and Scenedesmus obliquus competition. Harmful Algae, 2018, vol. 78, pp. 18–26. https://doi.org/10.1016/j.hal.2018.07.003

Zheng J.-W., Li D.-W., Lu Y., Chen J., Liang J.-J., Zhang L., Yang W.-D., Liu J.-S., Lu S.-H., Li H.-Y. Molecular exploration of algal interaction between the diatom Phaeodactylum tricornutum and the dinoflagellate Alexandrium tamarense. Algal Research, 2016, vol. 17, pp. 132–141. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.04.019

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 21-74-30004.

Статистика

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.