Поиск альговирусов как способ изучения экологии и географического распространения микроводорослей


Search of algal viruses as method of study of ecology and geographical distribution of microalgae

Степанова О.А.¹, Стельмах Л.В.² 

Olga A. Stepanova¹, Liudmila V. Stelmakh²
 

¹Институт природно-технических систем РАН (Севастополь, Россия)
²ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН», (Севастополь, Россия)
 

¹Institute of natural and technical systems of RAS (Sevastopol, Russia)
²FRC “Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of RAS” (Sevastopol, Russia)
 

УДК 578.4(262.5)

Результаты поиска альговирусов из проб морской воды и гидробионтов Черного и Норвежского моря, а также Атлантического океана (побережье США) являются отражением географического распространения и экологии микроводорослей, а также предоставляют основание для оценки экологической ситуации в изучаемых акваториях. Было показано, что черноморские альговирусы могут лизировать микроводоросли, которые изолированы из географически отдаленных водоемов. Предлагается использовать поиск альговирусов как один из способов изучения распространения микроводорослей.

Ключевые слова: поиск и изоляция альговирусов; географическое распространение и экология микроводорослей.

The search results for algal viruses from samples of sea water and hydrobionts of the Black and Norwegian Sea, as well as the Atlantic Ocean (coast of USA) are a reflection of the geographical distribution and ecology of microalgae, and also provide the basis for assessing the ecological situation in the studied water areas. It was shown that Black Sea algal viruses can lyse hosts (microalgae) isolated from geographically distant water bodies. It is proposed to use the search for algal viruses as one of the way to study the distribution of microalgae.

Keywords: search and isolation of algal viruses, geographical distribution and ecology of microalgae.

Введение

Поиск, изоляция и мониторинг альговирусов, как одно из основных направлений водной (морской) вирусологии, выполняется и с целью изучения экологии и географического распространения их хозяев – микроводорослей (Brussard, 2003; Brussard et al., 1996; Wommack, Colwell, 2000). Такие исследования в свою очередь обусловлены значимостью фитопланктона в функционировании водных экосистем.

С 2002 по 2014 гг. на базе Института биологии южных морей им. А.О. Ковалевского (ИнБЮМ), ныне ФИЦ ИнБЮМ РАН начали выполнять исследования по поиску, изоляции и изучению новых для науки и экосистемы Черного моря альговирусов (Степанова, 2004; Stepanova, 2016). Для некоторых альговирусов выполняли мониторинговые исследования. Начиная с 2015 г. работы в этом направлении проводятся на базе Института природно-технических систем РАН (ИПТС).

За 2002–2018 гг. из разных проб (морской воды и материала от гидробионтов), отобранных из бухт Севастополя и Крыма, с помощью запатентованных авторских методик (Декл. патент…, 2004; Патент…, 2012) были изолированы новые для науки или для экосистемы Черного моря альговирусы морских микроводорослей.

Для изоляции альговирусов также использовали материалы и из других географически отдаленных от Черного моря водоемов, а черноморские альговирусы изучали при их контакте с изолированными из географически отдаленных от Черного моря водоемов микроводорослями.

Цель данной работы – поиск альговирусов из проб воды и гидробионтов Черного моря, Норвежского моря и Атлантического океана, а также учет контактов черноморских альговирусов с культурами микроводорослей, изолированных из разных водоемов, как способ изучения экологии и географического распространения микроводорослей.

Материалы и методы

Поиск и изоляцию черноморских альговирусов проводили из разных бухт Севастополя и акватории у Крымского полуострова в период с 2002 по 2018 гг. путем изучения проб морской воды, мидий Mytilus galloprovincialis и жабр различных видов рыб запатентованными авторскими способами (Декл. патент…, 2004; Патент…, 2012).

В качестве индикаторных культур для изоляции альговирусов использовали альгологически чистые культуры микроводорослей Tetraselmis viridis (Rouchijajnen. R.E. Norris, Hori & Chihara, 1980), Dunaliella viridis (Teodoresco, 1905), Phaeodactylum tricornutum (Bohlin, 1897), Prorocentrum pusilla (Schiller. Dodge & Bibby, 1973), Isochrysis galbana (Parke, 1949), Emiliania huxleyi (Lohmann. Hay & Mohler, 1967), Stichococcus bacillaris (Nägeli, 1849), Dunaliella salina (Dunal. Teodoresco, 1905), Chlorella vulgaris (Beyerinck [Beijerinck], 1890) и культуру цианобактерий Synechococcus (BS 9001 4/М, BS 9003 IBSS 37) из коллекции отдела экологической физиологии водорослей ИнБЮМ. Культуры выращивали в стабилизирующей питательной среде Гольдберга и поддерживали их в стадии интенсивного роста (в логарифмической фазе).

Впервые с 2016 г. для поиска черноморских альговирусов была использована адаптированная к солености Черного моря, выделенная из Японского моря культура Tisochrysis lutea Bendif et Probert (Haptophyta) клон MBRU_Tiso-08 из коллекции «Морской биобанк» ННЦМБ ДВО РАН (http://marbank.dvo.ru). Эта культура с 2016 г. сохраняется в коллекции микроводорослей отдела экологической физиологии водорослей ИнБЮМ.

Поиск альговирусов проводили также в пробах морской воды, отобранных из Атлантического океана в феврале 2008 г. (штат Флорида, Key Larga, курорт Marine point) и в декабре 2010 г. (в районе пляжей у Джексонвилла и Нью-Йорка). Пробы воды в объеме 20 мл транспортировали самолетом и изучали в течение месяца после их отбора в лабораторных условиях с использованием культур Tetraselmis viridis, Phaeodactylum tricornutum и Dunaliella viridis.

В 2006 г. на базе МГУ (г. Москва) черноморские альговирусы были исследованы при их контакте с микроводорослью Tetraselmis viridis, изолированной из Белого моря.

В 2007 г. авторский метод изоляции альговирусов был апробирован в Бергенском университете в Норвегии с использованием культур микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из коллекции университета. В дальнейшем на основе генетических исследований микроводоросль T. viridis из коллекции университета была идентифицирована как Tetraselmis striata (Pagarete et al., 2015). Поиск альговирусов проводили в пробах воды и мантийной жидкости голубых мидий Mytilus edulis из Норвежского моря c обозначенными выше норвежскими штаммами микроводорослей (Pagarete et al., 2015; Stepanova et al., 2007b). Несколько штаммов черноморских альговирусов, транспортированных в Норвегию, были исследованы на предмет возможного контакта с музейными культурами микроводорослей Бергенского университета.

Частоту изоляции альговирусов (синоним – процент изоляции альговирусов) из изучаемых проб определяли в процентах по отношению к числу изученных проб. Например, в 2002–2003 гг. из 13 проб морской воды было изолировано 7 штаммов альговируса Tetraselmis viridis (TvV) и 3 штамма Phaeodactylum tricornutum (PtV), т.е. в 54% от изученных 13 проб были выделены штаммы TvV и в 23% – штаммы PtV.

Результаты исследований

Всего за период 2002–2018 гг. было изучено около 1000 проб, отобранных из бухт Севастополя и побережья Крыма. При этом было изолировано около 300 вариантов новых для науки альговирусов микроводорослей Tetraselmis viridis (TvV), Dunaliella viridis (DvV), Phaeodactylum tricornutum (PtV), Prorocentrum pusilla (PpV), Isochrysis galbana (IgV), Tisochrysis lutea (TlV) и новых для экосистемы Черного моря штаммов альговируса микроводоросли Emiliania huxleyi (EhV) и цианофага культуры Synechococcus sp. (ScV). Из различных изученных проб, отбиравшихся с разной регулярностью, было выделено 72 TvV, 100 PtV, 39 DvV, 20 PpV, 21 IgV, 18 EhV, 3 ScV и 6 TlV.

Для черноморских альговирусов было выявлено два основных пика развития – весенний и осенний, что совпадает с сезонным ходом развития их хозяев – представителей фитопланктона (Основы…, 1979; Усачев, 1928).

Для альговирусов пяти видов микроводорослей (TvV, DvV, PtV, PpV и IgV) были получены электронно-микроскопические изображения, позволившие установить, что вирионы имеют форму икосаэдров с размерами 56–60, 45–48, 50–53, 128–132 и 88–92 нм соответственно (Stepanova, 2016). Электронно-микроскопические фотографии одного из штаммов альговируса Tetraselmis viridis (штамм TvV-S1), полученные на базе кафедры вирусологии Киевского национального университета им. Тараса Шевченко в 2004 г. (размер вирионов определяли с учетом используемого увеличения) и в Бергенском университете (размер вирионов определяли по масштабной линейке на фото) в 2007 г., представлены на рис. 1.

Рис. 1. Электронно-микроскопические изображения одного из штаммов альговируса Tetraselmis viridis (штамм TvV-S1), полученные на базе кафедры вирусологии Киевского национального университета им. Тараса Шевченко и в Бергенском университете

Fig. 1. Electron microscopic photos of one of the strains of algal virus of Tetraselmis viridis (strain TvV-S1), obtained on the basis of the Department of Virology of the Taras Shevchenko Kiev National University and the Bergen University

Три штамма черноморских альговирусов (TvV-S20, TvV-SI1, DvV-SI2) были изучены в соответствии с «Морской микробиологической инициативой» (Marine Microbiology Initiative) в международном проекте «Gordon & Betty Moore Foundation Marine Phage, Virus, & Virome Sequencing Project». Полученная информация о составе их геномов (G2351, G2352, G2353) представлена в NCBI (National Center for Biotechnology Information) и CAMERA (Community Cyberinfrastructure for Advanced Marine Microbial Research and Analysis).

Черноморские альговирусы были определены как представители семейства Phycodnaviridae на основании результатов поиска и изоляции при помощи индикаторных микроводорослей, а также данных электронной микроскопии и генетического анализа (Степанова, 2004; Степанова и др., 2013; Stepanova, 2016).

В ходе выполненных исследований по поиску и изоляции альговирусов были выявлены некоторые факты, связанные с экологией микроводорослей, в т.ч. и с их распределением в разных по экологическому благополучию бухтах у побережья Севастополя и Крыма и географическим распространением в отдаленных водоемах.

Результат поиска, изоляции и мониторинга альговирусов микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из проб воды двух различающихся по экологическому благополучию бухт Севастополя

В ходе мониторинга альговирусов микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum с мая 2002 г. по май 2003 г. были выявлены некоторые особенности распределения этих альговирусов. Так в экологически неблагополучной Севастопольской закрытой бухте из проб воды чаще были изолированы вирусы микроводоросли T. viridis (6 TvV и 2 PtV), а в относительно благополучной открытой Песочной бухте – альговирусы микроводоросли P. tricornutum (3 TvV и 5 PtV) (рис. 2).

Рис. 2. Результаты поиска и изоляция альговирусов микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из разных по экологическому благополучию бухт Севастополя с мая 2002 г. по май 2003 г. (Степанова, 2004)

Fig. 2. Results of search and isolation of algal viruses of microalgae Tetraselmis viridis and Phaeodactylum tricornutum from different by ecology situation bays of Sevastopol from May 2002 to May 2003
(Stepanova, 2004)

По-видимому, такая избирательность в распределении альговирусов объясняется разной требовательностью их хозяев к условиям окружающей среды. Микроводоросль Tetraselmis viridis обладает, вероятно, высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, в то время как микроводоросль Phaeodactylum tricornutum более чувствительна к загрязнениям различного рода (Водоросли…, 2000; Дятлов, Петросян, 2001; Кузьминова, 2002; Маркина, Айздайчер, 2006; Round, 1965). Таким образом, изоляция альговирусов из гидросферы несет информацию не только об экологии вирусов, но и об экологии хозяина, в том числе об особенностях его распределения в различающихся по экологическому благополучию акваториях.

Анализ частоты изоляции альговирусов микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из проб воды трех бухт Севастополя в период с 2002 по 2018 гг. с оценкой экологического благополучия акватории побережья Севастополя

Результаты мониторинга альговирусов микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из проб воды трех бухт Севастополя в период с 2002 по 2018 гг. представлены в таблице 1.

Таблица 1.  Результаты поиска и изоляции альговирусов Tetraselmis viridis (TvV) и Phaeodactylum tricornutum (PtV) из проб морской воды трех бухт Севастополя (Карантинная, Мартынова, Артиллерийская) в период 2002–2018 гг.

Table 1.  Results of search and isolation of algal viruses of Tetraselmis viridis (TvV) and Phaeodactylum tricornutum (PtV) from seawater samples from three bays of Sevastopol (Quarantinaya, Martynova, Artilleriyskaya) in the period 2002–2018

Примечание: « - » отрицательный результат по поиску и изоляции альговирусов

Частота изоляции (процент изоляции) альговируса устойчивой к экологическим факторам микроводоросли Tetraselmis viridis (TvV) изменялась от 52–54% (2002–2003 и 2015 гг.) до 0–3% (2007–2009 гг.) (табл. 1). Для альговируса требовательной к условиям среды микроводоросли Phaeodactylum tricornutum (PtV) частота изоляции колебалась от 44–45% (2008, 2018 гг.) до 0% (2015 г.). При этом различие частоты изоляции 30% и выше между TvV и PtV наблюдалась в 2002–2003 гг. (31%), 2006 г. (33%) и в 2015 г. (52%). И, наоборот, между PtV и TvV такая разница в частоте изоляции (30% и выше) наблюдалась в 2008 г. (42%), 2017 г. (30%) и в 2018 г. (33%). Логично предположить, что картина изоляции альговирусов в данном случае отражает ситуацию с распределением их хозяев – микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum.

Полученные в ходе многолетнего мониторинга альговирусов результаты с учетом требовательности к условиям среды обитания или устойчивости к неблагоприятным экологическим факторам хозяев альговирусов (микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum) дали основание заключить:

– относительное экологическое благополучие в изучаемых акваториях в 2007–2008 гг. и 2017–2018 гг. (максимум частоты изоляции PtV, и/или минимум TvV, и/или максимум разницы в частоте изоляции между PtV и TvV);

– экологическое неблагополучие в 2002–2003 гг., 2006 г. и в 2015 г. (максимум частоты изоляции TvV, и/или минимум PtV, и/или максимум разницы в частоте изоляции между TvV и PtV).

Изоляция альговирусов с ипользованием еще не выделенных из акватории Черного моря микроводорослей – косвенное свидетельство и доказательство циркуляции этих водорослей в черноморской экосистеме

Поиск и изоляцию альговирусов Isochrysis galbana проводили в 2012–2013 гг. как в закрытых, так и в открытых бухтах южного и юго-западного Крыма из проб морской воды и мантийной жидкости черноморских мидий Mytilus galloprovincialis (Степанова, 2014).

Пробы воды отбирали ежемесячно из закрытых Карантинной и Мартыновой (ферма мидий) бухт Севастополя, а также зимой, весной и осенью из акваторий у Инкермана и Кацивели (ферма мидий) и открытой бухты Ласпи (ферма мидий). Мидий отбирали с ферм, кроме фермы в акватории у Кацивели, 2-3 раза в год. Акватория у Инкермана входит в состав закрытой Севастопольской бухты, у Кацивели – находится вблизи выхода в открытое море. Полученные результаты указывали, что материал из мидий является оптимальным для изоляции IgV, как и для всех черноморских альговирусов. Вирус (IgV) был изолирован из 70% от всех изученных проб от мидий. Поскольку вирусы в фильтрующих моллюсках накапливаются даже при очень низкой их концентрации в воде и могут сохраняться и выживать в таких гидробионтах длительное время (до нескольких месяцев), то результаты, полученные при изучении материала из мидий, могут свидетельствовать о географическом распространении IgV, но не о сезонности, отражающей сезонность развития хозяина. Изоляция альговирусов из проб морской воды свидетельствует как о присутствии хозяев-микроводорослей, так и о сезонности вирусов и их хозяев. Так IgV был выделен из проб мидий или воды, отобранных из всех изучаемых бухт южного и юго-западного Крыма (кроме Кацивели), что может свидетельствовать о широком и повсеместном распространении IgV и хозяина – микроводоросли Isochrysis galbana в экосистеме Черного моря в изучаемом районе.

Частота изоляции IgV из проб воды и мидий, отобранных на протяжении 2012–2013 гг. из разных бухт и акваторий южного и юго-западного Крыма, отличалась. В среднем за 2 года она составляла 43% в Мартыновой бухте (30 проб/13 IgV), 40% в бухте Ласпи (5 проб/2 IgV), 25% в Карантинной бухте (20 проб/5 IgV) и 22% в акватории у Инкермана (9 проб/2 IgV). Эти данные свидетельствуют о преобладании IgV, а, следовательно, и присутствии их хозяина – микроводоросли Isochrysis galbana, в бухтах с биотехнологическими комплексами. Так в Мартыновой закрытой бухте и в открытой бухте Ласпи расположены фермы по выращиванию мидий. Однако, если в закрытых Мартыновой и Карантинной бухтах процент изоляции IgV в пробах воды составляет в среднем за 2 года 37% и 25% соответственно, то в открытой бухте Ласпи и из акватории у Кацивели альговирус из проб воды изолирован не был. Вероятно такая избирательность (более частое выделение вируса из проб воды в закрытых бухтах с биотехнологическими комплексами) отражает особенности в экологии хозяина – микроводоросли I. galbana. Можно предположить, что для этой водоросли предпочтительней гидрологический и температурный режим закрытых бухт и наличие тех трофических особенностей и условий, которые возникают в бухтах с биотехнологическими комплексами (фермами по выращиванию мидий).

Поиск IgV в пробах морской воды во всех изучаемых акваториях выявил, что частота изоляции вируса зимой составляет 33% (15 проб/9 IgV), весной – 35% (20 проб/7 IgV), летом – 15% (13 проб/2 IgV), осенью – 13% (8 проб/1 IgV). Полученные результаты свидетельствуют о весенне-зимнем преобладании IgV в море, и, вероятно, его хозяина – микроводоросли Isochrysis galbana.

Таким образом, выделенный из экосистемы Черного моря и частично изученный новый для науки альговирус Isochrysis galbana (IgV), является первым косвенным свидетельством распространения этой микроводоросли в Черном море. Эти данные также указывают на преобладание микроводоросли I. galbana в зимне-весенний период.

Альговирус Isochrysis galbana циркулирует в экосистеме Черного моря, как в закрытых, так и в открытых бухтах южного и юго-западного Крыма (на примере бухт Ласпи, Мартыновой, Карантинной, взморья у Кацивели и Инкермана). Причем альговирус I. galbana чаще был выделен из закрытых бухт с биотехнологическими комплексами, что, вероятно, отражает особенности экологии хозяина – микроводоросли I. galbana, которая пока из экосистемы Черного моря изолирована не была.

Впервые из бухт Севастополя в 2016–2018 гг. были выделены и частично изучены несколько штаммов нового для науки альговируса микроводоросли Tisochrysis lutea, что описано в (Степанова, Стельмах, 2017). Изоляция данного альговируса из экосистемы Черного моря может свидетельствовать о присутствии микроводоросли T. lutea в изучаемых акваториях.

Поиск и изоляция альговирусов из проб воды географически отдаленных от Черного моря водоемов и контакт черноморских альговирусов с культурами микроводорослей, выделенных из разных географически отдаленных водоемов

Поиск альговирусов в трех пробах морской воды, отобранных в феврале 2008 г. и в декабре 2010 г. из Атлантического океана, с использованием черноморских культур Tetraselmis viridis, Phaeodactylum tricornutum и Dunaliella viridis, позволил во всех трех случаях изолировать альговирусы микроводоросли P. tricornutum. Полученные результаты подтверждают наличие циркуляции этой микроводоросли у побережья США.

Апробация авторского способа изоляции альговирусов проводилась на базе лаборатории микробиологии Бергенского Университета в Норвегии. При этом использовали культуры микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из коллекции Бергенского Университета. В результате исследования проб голубых мидий Mytilus edulis был изолирован новый для экосистемы Норвежского моря альговирус. Этот факт был отражен в следующих работах (Stepanova et al, 2007b; Pagarete et al., 2015).

Черноморские альговирусы – несколько штаммов TvV и PtV – при контакте с микроводорослями Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum из коллекции Бергенского университета инфицировали их и вызывали лизис.

Поскольку в дальнейшем генетическими методами вид Tetraselmis viridis из коллекции Бергенского университета был уточнен как Tetraselmis striata (Pagarete et al., 2015), то лизис этой водоросли черноморскими альговирусами TvV свидетельствовал о наличии у них еще одного хозяина.

Выполненные в 2006 г. на базе МГУ (Москва) исследования по контакту черноморских альговирусов микроводоросли Tetraselmis viridis выявили, что TvV лизируют одноименную культуру, изолированную из Белого моря (Stepanova et al., 2007a).

Заключение

На основании анализа результатов поиска альговирусов из проб воды и гидробионтов Черного и Норвежского моря, а также Атлантического океана, учета контактов черноморских альговирусов с культурами микроводорослей, изолированных из разных географически отдаленных водоемов, предлагается использовать поиск альговирусов с применением простого и доступного способа и как способ изучения экологии и распространения микроводорослей.

Полученные на протяжении 2002–2018 гг. данные по поиску, изоляции, мониторингу и изучению альговирусов как из Черного моря, так и из других водоемов позволили установить следующее:

– поиск, изоляция и мониторинг черноморских альговирусов дают возможность получить информацию не только об экологии вирусов, но и об экологии их хозяев – микроводорослей, а анализ получаемых при этом результатов предоставляет основание для оценки экологической ситуации в изучаемых акваториях в динамике, т.е. для экологического мониторинга;

– результаты поиска и изоляции альговирусов в бухтах Севастополя и у побережья Крыма являются отражением географического распространения ряда микроводорослей в этих акваториях, как известных для экосистемы Черного моря, так и никогда ранее не выделенных;

– изоляция альговирусов из проб воды и мидий Норвежского моря и Атлантического океана с помощью авторского метода подтверждает циркуляцию микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum в акваториях этих водоемов.

Работа подготовлена в рамках госбюджетной темы ИПТС № 0012-2019-0003 «Разработка новых средств и измерительных информационных технологий исследований природных вод», а также государственного задания ФИЦ ИнБЮМ РАН № AAAA-A18-118021490093-4 «Функциональные, метаболические и токсикологические аспекты существования гидробионтов и их популяций в биотопах с различным физико-химическим режимом».

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Водоросли – индикаторы в оценке качества окружающей среды. – М.: ВНИИ природы, 2000. – 150 с.
2. Декларационный патент на изобретение 65864A UA, MKU 7 C12 N 1/12. Способ изоляции альговирусов одноклеточных водорослей, на примере Platymonas viridis Rouch (Chlorophita) / О.А. Степанова (UA); заявитель Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАН Украины (UA). № 2003065499; заявл. 13.06.2003; опубл. 15.04.2004. Бюл. № 4.
3. Дятлов С.У., Петросян А.Г. Phaeodactylum tricornutum Bohl. (Chrysophyta) как тест-объект. Общие положения // Альгология. 2001. Т.11, №1. С. 145–154.
4. Кузьминова Н.С. Действие хозяйственно-бытовых сточных вод на некоторых представителей морских микроводорослей отдела Chlorophyta // Проблемы аквакультуры и функционирования водных экосистем: Материалы междунар. научно-практич. конф. молодых ученых. (Киев, 25–28 февраля 2002 г.). – Киев, 2002. – С. 157–158.
5. Маркина Ж.В., Айздайчер Н.А. Содержание фотосинтетических пигментов, рост и размер клеток микроводоросли Phaeodactylum tricornutum при загрязнении среды медью // Физиология растений. 2006. Т.53, №3. С. 343–347.
6. Основы биологической продуктивности Черного моря / Под общ. ред. чл.-корр. АН УССР Грезе В.Н. –Киев: Наук. Думка, 1979. – 391 с.
7. Патент 97293 С2 UA, МПК С12N 1/12. Способ изоляции альговирусов микроводоросли Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyta) из проб морской воды / О.А. Степанова (UA); заявитель Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАН Украины (UA). № а201003881; заявл. 06.04.2010; опубл. 25.01.2012. Бюл. 2012. № 2.
8. Степанова О.А. Экология аллохтонных и автохтонных вирусов Черного моря. – Севастополь: Мир «ЭКСПРЕСС ПЕЧАТЬ», 2004. – 308 с.
9. Степанова О.А. Результаты поиска альговируса Isochrysis galbana (2012–2013 гг.), как отражение экологии этой водоросли в экосистеме Черного моря в бухтах Севастополя // «Водоросли: проблемы таксономии, экологии и использование в мониторинге»: Сборник материалов докладов III Международной научной конференции 24-29 августа 2014 года (Институт внутренних вод им. И.Д.Папанина, п.г.т. Борок). – Ярославль: Филигрань, 2014. – С. 106–107.
10. Степанова О.А., Бойко А.Л., Щербатенко И.С. Компьютерный анализ геномов трех морских альговирусов // Микробиологический журнал. 2013. Т.75, №5. С. 76–81. http://library.nuft.edu.ua/ebook/file/MB_5_2013.pdf
11. Степанова О.А., Стельмах Л.В. Поиск и изоляция нового альговируса микроводоросли Tisochrysis lutea из экосистемы Черного моря в бухтах Севастополя (Крымский регион) // Экосистемы. 2017. Вып.12 (42). С. 28–34. http://ekosystems.cfuv.ru/wp-content/uploads/2017/12/28-34.pdf
12. Усачев П.И. О фитопланктоне северо-западной части Черного моря // Дневник Всес. съезда ботан. в Ленинграде в янв. 1928 г. Л.: Рус. ботан. об-во. 1928. С. 63.
13. Центр коллективного пользования ресурсная коллекция «Морской биобанк». URL: http://marbank.dvo.ru (дата обращения –12.2018)
14. Brussard C.D.P., Kempers R.S., Kop A.J. Riegman R, Heldal M. Virus-like particles in summer bloom of Emiliania huxleyi in the North Sea // Aquat. Microb. Ecol. 1996. V.10, № P.105–113.
15. Brussard C.P.D. Role of viruses in controlling phytoplankton blooms // Ecology of marine viruses (Banyuls–sur–mer, 19-22 March 2003). – Monaco, 2003. P.67-73. (CIESM Workshop Monographs No21)
16. Pagarete A., Grébert T., Stepanova O., Sandaa R.A., Bratbak G. Tsv-N1: A Novel DNA Algal Virus that Infects Tetraselmis striata // Viruses. 2015. V.7, № P.3937–3953. DOI: https://doi.org/10.3390/v7072806 
17. Round F.E. The biology of Algae. – London: Edward Arnold, 1965. – 269 p.
18. StepanovaA. Black Sea algal viruses // Russian Journal of Marine Biology. 2016. V. 42, № 2. Р.123–127. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063074016020103
19. Stepanova O.A., Osipov V.A., Matorin D.M. Use of a method of fluorescence at study of process of interaction between algae virus and sensitive algae culture // Proceedings of the V International Conference on Bioresourses and Viruses (Kiev, September 10–13 2007). – Kiev, 2007a – P. 94.
20. Stepanova O., Heldal M., Sandaa R.A., Bratbak G. The first isolation of Tetraselmis viridis Virus (TvV-N1) from Norway environment // Proceedings of the V International Conference on Bioresourses and Viruses (Kiev, September 10–13 2007). – Kiev, 2007b – 93.
21. Wommack K.E., Colwell R.R. Virioplankton: Viruses in aquatic ecosystems // Microbiol. and Molec. Biol. Reviews. 2000. V.64, №1. P. 69–114. DOI: https://doi.org/10.1128/mmbr.64.1.69-114.2000
    
    

Статья поступила в редакцию 05.12.2018
После доработки 29.05.2019
Статья принята к публикации 10.08.2019

Об авторах

Степанова Ольга Арсентьевна – Olga A. Stepanova

кандидат медицинских наук
старший научный сотрудник Институт природно-технических систем РАН (Institute of natural and technical systems of RAS, Sevastopol, Russia), Центр экологического приборостроения и экоэнергетики (ЦЭПЭ), лаборатория гидрофизических и биоэлектронных измерительных систем и технологий (ГИБиСиТ)

solar-ua@ya.ru

https://orcid.org/0000-0001-5221-1772

Стельмах Людмила Васильевна – Liudmila V. Stelmakh

доктор биологических наук
ведущий научный сотрудник ФИЦ «Институт биологии южных морей им. А.О.Ковалевского РАН» (FRC “Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of RAS”, Sevastopol, Russia), Отдел экологической физиологии водорослей

lustelm@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-2970-0281

Корреспондентский адрес: Россия, 299011, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2, ИнБЮМ; тел. (8692) 54-41-10.

ССЫЛКА:

Степанова О.А., Стельмах Л.В. Поиск альговирусов как способ изучения экологии и географического распространения микроводорослей // Экология гидросферы. 2019. № 1 (3). С. 41–51. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/140

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2019-1(3)-41-51

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Search of algal viruses as method of study of ecology and geographical distribution of microalgae

Olga A. Stepanova¹, Liudmila V. Stelmakh²

¹Institute of natural and technical systems of RAS (Sevastopol, Russia)
²FRC “Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of RAS” (Sevastopol, Russia)

The search results for algal viruses from samples of sea water and hydrobionts of the Black and Norwegian Sea, as well as the Atlantic Ocean (coast of USA) are a reflection of the geographical distribution and ecology of microalgae, and also provide the basis for assessing the ecological situation in the studied water areas. It was shown that Black Sea algal viruses can lyse hosts (microalgae) isolated from geographically distant water bodies. It is proposed to use the search for algal viruses as one of the way to study the distribution of microalgae.

Key words: search and isolation of algal viruses; geographical distribution and ecology of microalgae.

References

1. Brussard C.D.P., Kempers R.S., Kop A.J. Riegman R, Heldal M. Virus-like particles in summer bloom of Emiliania huxleyi in the North Sea. Microb. Ecol. 1996. V.10, №2. P. 105–113. DOI: https://doi.org/10.3354/ame010105
2. Brussard C.P.D. Role of viruses in controlling phytoplankton blooms. Ecology of marine viruses (Banyuls–sur–mer, 19-22 March 2003). Monaco, 2003. P. 67–73. (CIESM Workshop Monographs No21)
3. Dyatlov S.Ye., Petrosyan A.G. Phaeodactylum tricornutum (Chrysophyta) as a test object. General Provisions. International Journal on Algae. 2001. V.3, №3. P. 113–124. DOI:https://doi.org/10.1615/InterJAlgae.v3.i3.120
4. Kuzminova N.S. Dejstvie hozyajstvenno-bytovyh stochnyh vod na nekotoryh predstavitelej morskih mik-rovodoroslej otdela Chlorophyta [The effect of household wastewater on some representatives of marine microalgae of the Chlorophyta department]. Problemy akvakultury i funkcionirovaniya vodnyh ekosistem: Materialy mezhdunar. nauchno-praktich. konf. molodyh uchenyh [Problems of aquaculture and the functioning of aquatic ecosystems: Materials of international. scientific and practical. conf. of young scientists. (Kiev, February 25-28, 2002)]. Kiev, 2002. P. 157–158. (in Russ.)
5. Markina Zh.V., Ajzdajcher N.A. Content of photosynthetic pigments, growth, and cell size of microalga Phaeodactylum tricornutum in the copper-polluted environment. Russian Journal of Plant Physiology. V.53, №3. P. 305–309. DOI: https://doi.org/10.1134/S1021443706030034
6. Osnovy biologicheskoj produktivnosti Chernogo morya [Fundamentals of the biological productivity of the Black Sea]. In: Greze V.N. (eds.). Nauk. Dumka, Kiev, 1979. 391 p. (in Russ.)
7. Pagarete A., Grébert T., Stepanova O., Sandaa R.A., Bratbak G. Tsv-N1: A Novel DNA Algal Virus that Infects Tetraselmis striata. 2015. V.7. №7. P. 3937–3953. DOI: https://doi.org/10.3390/v7072806
8. Round F.E. The biology of Algae. Edward Arnold, London, 1965. 269 p.
9. Stepanova O., Heldal M., Sandaa R.A., Bratbak G. The first isolation of Tetraselmis viridis Virus (TvV-N1) from Norway environment. Proceedings of the V International Conference on Bioresourses and Viruses (Kiev, September 10–13 2007). Kiev, 2007b. 93.
10. Stepanova O.A. Black Sea algal viruses. Russian Journal of Marine Biology. 2016. V.42, №2. Р.123–127. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063074016020103
11. Stepanova O.A. Ekologiya allohtonnyh i avtohtonnyh virusov Chernogo moray [Ecology of allochthonous and autochthonous viruses of the Black Sea]. Mir “EKSPRESS PECHAT”, Sevastopol, 2004. 308 (in Russ.)
12. Stepanova O.A. Rezultaty poiska al'govirusa Isochrysis galbana (2012–2013 gg), kak otrazhenie ekologii etoj vodorosli v ekosisteme Chernogo morya v buhtah Sevastopolya [Results of search of algal virus Isochrysis galbana (2012–2013), as a reflection of the ecology of this alga in the Black Sea ecosystem in the bays of Sevastopol]. «Vodorosli: problemy taksonomii, ekologii i ispolzovanie v monitoringe»: Sbornik materialov dokladov III Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii 24–29 avgusta 2014 goda (Institut vnutrennih vod im. I.D.Papanina, p.g.t. Borok) [“Algae: problems of taxonomy, ecology and use in monitoring”: Collection of reports of the III International Scientific Conference August 24–29, 2014 (Institute of Inland Waters named after I.D. Papanin, urban settlement Borok)]. Filigran, Yaroslavl, 2014. 106–107. (in Russ.)
13. Stepanova O.A. Sposob izolyacii al'govirusov mikrovodorosli Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyta) iz prob morskoy vody [The way to orient on the roll of aircraft with optical homing head]. Patent 97293 С2 UA, МПК С12N 1/12. Applicant A.O. Kovalevsky Institute of Biology of South Seas NAS of Ukraine (UA). № a201003881; declared 04/06/2010; publ. 01/25/2012. 2012. № 2. (in Russ.)
14. Stepanova O.A. Sposob izolyatsii al’govirusov odnokletochnyih vodorosley, na primere Platymonas viridis Rouch (Chlorophita) [Method of isolation of algal viruses of unicellular algae, as exemplified by Platymonas viridis Rouch (Chlorophita)]. Patent UA, № 2003065499, declared 2003; publ. 2004. Bul. № 4. Applicant A.O. Kovalevsky Institute of Biology of South Seas NAS of Ukraine (UA) (in Russ.)
15. Stepanova O.A., Bojko A.L., Sherbatenko I.S. Kompyuternyj analiz genomov treh morskih al'govirusov [Computer analysis of the genomes of three marine algal viruses]. Mikrobiologicheskij zhurnal [Microbiological journal]. V.75, №5. P.76–81. (in Russ.)
16. Stepanova O.A., Osipov V.A., Matorin D.M. Use of a method of fluorescence at study of process of interaction between algae virus and sensitive algae culture. Proceedings of the V International Conference on Bioresourses and Viruses (Kiev, September 10–13 2007). Kiev, 2007a. P.
17. Stepanova O.A., Stelmah L.V. Poisk i izolyaciya novogo al'govirusa mikrovodorosli Tisochrysis lutea iz ekosistemy Chernogo morya v buhtah Sevastopolya (Krymskij region) [Search and isolation of a new algal virus Tisochrysis lutea from the Black Sea ecosystem in the bays of Sevastopol (Crimean region)]. Ekosistemy [Ecosystems]. V.12 (42). P. 28–34. (in Russ.)
18. The Resource Collection “Marine Biobank”. URL: http://marbank.dvo.ru (date – 10.12.2018).
19. Usachev P.I. O fitoplanktone severo-zapadnoy chasti Chernogo morya [About phytoplankton of the northwestern part of the Black Sea]. Dnevnik Vsesoyuznogo s"yezda botanikov v Leningrade v yanv [Diary of the All-Union Congress of Botanists in Leningrad in January]. Russkoe botanicheskoe obshchestvo, Leningrad, 1928. P. (in Russ.)
20. Vodorosli – indikatory v ocenke kachestva okruzhayushej sredy [Algae – indicators in assessing the quality of the environment]. VNII prirody, Moscow, 2000. 150 (in Russ.)
21. Wommack K.E., Colwell R.R. Virioplankton: Viruses in aquatic ecosystems. Microbiol. and Molec. Biol. Reviews. 2000. V.64, №1. P. 69–114. DOI: https://doi.org/10.1128/mmbr.64.1.69-114.2000

Authors

Stepanova Olga A.

Institute of natural and technical systems of RAS, Sevastopol, Russia

solar-ua@ya.ru

https://orcid.org/0000-0001-5221-1772

Stelmakh Liudmila V.

FRC “Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of RAS”, Sevastopol, Russia

lustelm@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-2970-0281

ARTICLE LINK:

Stepanova O.A., Stelmakh L.V. Search of algal viruses as method of study of ecology and geographical distribution of microalgae. Hydrosphere Еcology. 2019. № 1 (3). P. 41–51. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/140

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2019-1(3)-41-51

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@hydrosphere-ecology.ru

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

На ГЛАВНУЮ

К разделу ПУБЛИКАЦИИ