Cообщества микроскопических грибов в глубоководных осадках экваториальной Атлантики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Микобиота глубоководных отложений, особенно тех, которые находятся на глубине нескольких метров ниже границы раздела “вода – осадок”, изучена слабо. В этой работе впервые были исследованы комплексы микроскопических грибов, выделенных методом культивирования из глубоководных отложений восточной части экваториальной Атлантики (зоны разломов Романш и Чейн). Грибы выделены из осадков, отобранных на каждой из 12 станций с горизонтов на глубине 1.0–4.7 м ниже границы раздела донные “отложения – вода”. Для изучения микроскопических грибов из каждого керна был выделен один горизонт донных отложений. Численность грибов изменялась в пределах 0.0–3300.0 КОЕ на 1 г сухого веса осадка. В общей сложности было идентифицировано 19 таксонов грибов из отделов Ascomycota (18) и Basidiomycota (1) и выделен неопознанный вид Mycelia sterilia 1. Семь видов грибов были обнаружены по одному разу. Максимальное сходство видового состава по коэффициенту Брэя – Кертиса составило 57.14% (горизонты 1.0 и 3.6 м, четыре общих вида). Было проведено сравнение таксономических структур комплексов грибов из района исследования с комплексами из осадков Индийского и Тихого океанов и других районов Атлантики. На основе литературных данных и результатов настоящего исследования был составлен список видов грибов из 180 наименований. Грибы принадлежали к 97 родам, 57 семействам, 32 отрядам и 13 классам отделов Ascomycota, Basidiomycota и Mucoromycota. Разнообразие грибных сообществ оценивалось с использованием показателей таксономического богатства (количество таксонов разных рангов), пропорций (род/семейство, вид/семейство, вид/род), среднего индекса таксономической отличительности (AvTD, Δ+) и вариации индекса таксономической отличительности (VarTD, Λ+). В донных отложениях восточной части экваториальной Атлантики и Индийского океана были обнаружены четыре и двенадцать классов грибов соответственно. Соотношение видов и родов в сообществах варьировало от 1.33 (Индийский океан) до 3.8 (другие районы Атлантического океана). Для комплексов грибов восточной экваториальной Атлантики значение индекса AvTD было минимальным (Δ+ = 50.19), индекса VarTD – максимальным (Λ+ = 945.38), и они находились за пределами 95% доверительного интервала. Это связано с малочисленностью классов грибов, а также с вертикальной и горизонтальной неравномерностью распределения видов по таксономическим ветвям, что проявлялось в доминировании видов семейства Aspergillaceae (78.9% видов, класс Eurotiomycetes), 2 вида, принадлежали к классу Sordariomycetes, и по одному виду к классам Saccharomycetes и Microbotryomycetes из отдела Basidiomycota. Следовательно, были обнаружены статистически значимые различия между таксономическими структурами комплексов грибов восточной экваториальной Атлантики и других регионов Мирового океана, которые обусловлены недостаточным количеством полученных данных о видовом составе грибов в донных отложениях этого р-на. Исследование не выявило какой-либо закономерности в изменении количества видов грибов и их обилия в зависимости от параметров воды (температура, рН, соленость), глубины горизонта в керне отложений, типа отложений или расположения станции отбора проб в зонах разломов Романш и Чейн.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. И. Копытина

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kopytina_n@mail.ru
Россия, Борок

С. Б. Крашенинникова

Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН

Email: svetlanabk@mail.ru
Россия, Севастополь

С. В. Капранов

Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН

Email: sergey.v.kapranov@yandex.ru
Россия, Севастополь

Е. А. Бочарова

Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН

Email: eabocharova.inbum@gmail.com
Россия, Севастополь

Н. Ю. Родионова

Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН

Email: rodionova153@rambler.ru
Россия, Севастополь

Список литературы

  1. Bilay V.I. (ed.). Methods of experimental mycology. Naukova Dumka, Kiev, 1982. (In Russ.).
  2. Bilay V.I., Koval E.Z. Aspergilli. Naukova Dumka, Kiev, 1988. (In Russ.).
  3. Ciobanu M.C., Burgaud G., Dufresne A. Microorganisms persist at record depths in the subseafloor of the Canterbury Basin. ISME J. 2014. V. 8. P. 1370–1380. https://doi.org/10.1038/ismej.2013.250
  4. Clarke K.R., Gorley R.N., Somerfield P.J. et al. Change in marine communities: an approach to statistical analysis and interpretation, 3rd ed. Primer-E Ltd, Plymouth, 2014.
  5. Damare S., Raghukumar C., Raghukumar S. et al. Fungi in deep-sea sediments of the Central Indian Basin. Deep Sea Res Part I. 2006. V. 53. P. 14–27. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2005.09.005
  6. De Hoog G.S., Guarro J., Gene J. et al. Atlas of clinical fungi. Centraalbureau voor Schimmelcultures, Utrecht, 2000.
  7. Edgcomb V.P., Beaudoin D., Gast R. Marine subsurface eukaryotes: the fungal majority. Environ Microbiol. 2011. V. 13. P. 172–183. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2010.02318.x
  8. Florio Furno M., Poli A., Ferrero D. et al. The culturable mycobiota of sediments and associated microplastics: From a harbor to a marine protected area, a comparative study. J. Fungi. 2022. V. 8. Art. 927. https://doi.org/10.3390/jof8090927
  9. Index Fungorum. CABI Bioscience, 2024. https://www.indexfungorum.org/. Accessed 01.03.2024.
  10. Jones E.B.G., Suetrong S., Sakayaroj J. et al. Classification of marine Ascomycota, Basidiomycota, Blastocladiomycota and Chytridiomycota. Fungal Diversity. 2015. V. 73. P. 1–72. https://doi.org/10.1007/s13225-015-0339-4
  11. Keeler E., Burgaud G.Е., Teske A. et al. Deep-sea hydrothermal vent sediments reveal diverse fungi with antibacterial activities. FEMS Microbiology Ecology. 2021. V. 97. Art. fiab103. https://doi.org/10.1093/femsec/fiab103
  12. Klich M.A. Identification of common Aspergillus species. Centraalbureau voor Schimmelcultures, Utrecht, 2002.
  13. Kopytina N.I., Bocharova E.A. Fouling communities of microscopic fungi on various substrates of the Black Sea. Biosyst. Diversity. 2021. V. 29. P. 345–353. https://doi.org/10.15421/012144
  14. Marchese P., Garzoli L., Young R. et al. Fungi populate deep-sea coral gardens as well as marine sediments in the Irish Atlantic Ocean. Environ. Microbiol. 2021. V. 23. P. 4168–4184. https://doi.org/10.1111/1462-2920.15560
  15. Nagano Y., Nagahama T., Hatada Y. Fungal diversity in deep-sea sediments – the presence of novel fungal groups. Fungal. Ecol. 2010. V. 3. P. 316–325. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2010.01.002
  16. Ogaki M.B., Coelho L.C., Vieira R. et al. Cultivable fungi present in deep-sea sediments of Antarctica: Taxonomy, diversity, and bioprospecting of bioactive compounds. Extremophiles. 2020. V. 24. P. 227–238. https://doi.org/10.1007/s00792-019-01148-x
  17. Padmanaban V.P., Verma P., Gopal D. et al. Phylogenetic identification and metabolic potential of bacteria isolated from deep sea sediments of Bay of Bengal and Andaman Sea. Indian J. Exp. Biol. 2019. V. 57. P. 561–572.
  18. Raghukumar C., Damare S., Singh P. A review on deep-sea fungi: occurrence, diversity and adaptations. Bot. Mar. 2010. V. 53. P. 479–492. https://doi.org/10.1515/bot.2010.076
  19. Raghukumar C., Raghukumar S. Barotolerance of fungi isolated from deep-sea sediments of the Indian Ocean. Aquat. Microb. Ecol. 1998. V. 15. P. 153–163. https://doi.org/10.3354/ame015153
  20. Rédou V., Navarri M., Meslet-Cladière L. et al. Species richness and adaptation of marine fungi from deep-subseafloor sediments. Appl. Environ. Microbiol. 2015. V. 81. P. 3571–3583. https://doi.org/10.1128/AEM.04064-14
  21. Refai M., El-Yazid H.A., Hassan A. et al. Monograph on Aspergillus and aspergillosis in man, animals and birds. 2014.
  22. Rojas-Jimenez K., Grossart H.P., Cordes E. et al. Fungal communities in sediments along a depth gradient in the Eastern Tropical Pacific. Front Microbiol. 2020. V. 11. P. 575207. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.575207
  23. Sergeeva N., Kopytina N. The first marine filamentous fungi discovered in the bottom sediments of the oxic/anoxic interface and in the bathyal zone of the Black Sea. Turk J. Fish Aquat. Sci. 2014. V. 14. P. 497–505. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v14_2_21
  24. Singh P., Raghukumar C., Meena R. et al. Fungal diversity in deep-sea sediments revealed by culture-dependent and culture-independent approaches. Fungal Ecol. 2012. V. 5. P. 543–553. https://doi.org/0.1016/j.funeco.2012.01.001
  25. Visagie C.M., Houbraken J., Frisvad J.C. et al. Identification and nomenclature of the genus Penicillium. Stud. Mycol. 2014. V. 78. P. 343–371. https:// doi.org/10.1016/j.simyco.2014.09.001
  26. Wang Z.P., Liu Z.Z., Wang Y.L. et al. Fungal community analysis in seawater of the Mariana Trench as estimated by Illumina HiSeq. RSC Adv. 2019. V. 9. P. 6956–6964. https://doi.org/10.1039/c8ra10142f
  27. Xu W., Pang K.L., Luo Z.H. High fungal diversity and abundance recovered in the deep-sea sediments of the Pacific Ocean. Microb. Ecol. 2014. V. 68. P. 688–698. https://doi.org/10.1007/s00248-014-0448-8
  28. Xu W., Gonga L., Pangc K.L. et al. Fungal diversity in deep-sea sediments of a hydrothermal vent system in the Southwest Indian Ridge. Deep-Sea Research Part I. 2018. V. 131. P. 16–26. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2017.11.001
  29. Zaitsev Y.P., Polikarpov G.G. Recently discovered new biospheric pelocontour function in the Black Sea reductive bathyal zone. J. Black Sea/Mediterr. Environ. 2008. V. 14. P. 151–165.
  30. Zhang X.Y., Tang G.L., Xu X.Y. et al. Insights into deep-sea sediment fungal communities from the East Indian Ocean using targeted environmental sequencing combined with traditional cultivation. PLOS One. 2014. V. 9. P. 109118. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109118
  31. Zhang X.Y., Zhang Y., Xu X.Y. et al. Diverse deep-sea fungi from the South China Sea and their antimicrobial activity. Curr. Microbiol. 2013. V. 67. P. 525–530. https://doi.org/10.1007/s00284-013-0394-6
  32. Zhou Y., Gao X., Shi C. et al. Diversity and antiaflatoxigenic activities of culturable filamentous fungi from deep-sea sediments of the South Atlantic Ocean. Mycobiol. 2021. V. 49. P. 151–160. https://doi.org/10.1080/12298093.2020.1871175
  33. Zvereva L.V., Borzykh O.G. Fungi in deep-sea ecosystems of the World Ocean: a review. Russian Journal of Marine Biology. 2022. V. 48 (3). P. 139–148. https://doi.org/10.1134/S1063074022030105
  34. Билай В.И. (ред.) (Bilay) Методы экспериментальной микологии. Киев: Наукова думка, 1982. 550 c.
  35. Билай В.И., Коваль Е.З. (Bilay, Koval) Аспергиллы. Киев: Наукова думка, 1988. 204 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта станций, на которых отбирались керны осадков с характеристиками воды в 63-м рейсе судна «Академик Иоффе»

Скачать (123KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Основные выделенные виды грибов: (а) Penicillium citrinum; (б) Microascus brevicaulis; (с) Aspergillus fumigatus

Скачать (436KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сходство МШ (3D) грибных сообществ: а - в отложениях разных типов; б - в отложениях зон разломов Романче и Цепная (по Брею-Кертису)

Скачать (130KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Средний индекс таксономического различия (Delta+) (а) и вариации индекса таксономического различия (Lambda+) (б) на основе списка видов грибов в приповерхностных горизонтах глубоководных осадков: 1 - Восточная экваториальная Атлантика; 2 - Атлантический океан, другие районы; 3 - Индийский океан; 4 - Тихий океан. Сплошные линии ограничивают воронки 95%-ной вероятности. Пунктирная линия проходит через центр воронки 95%-ной вероятности - среднее значение расчетного индекса

Скачать (140KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024