Geum.ru

Пиневич Александр Васильевич, профессор, д б. н., зав каф микробиологии биолого-почвенного факультета спбгу исследование

Вид материалаИсследование
Подобный материал:
Руководитель: Пиневич Александр Васильевич, профессор, д.б.н., зав. каф. микробиологии биолого-почвенного факультета СПбГУ


ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ЭВОЛЮЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ БАКТЕРИЙ, ПРОТИСТОВ И ВИРУСОВ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ НА КОЛЛЕКЦИОННОМ МАТЕРИАЛЕ И В ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ НШ-65439.2010.4 (1.10.270.2010)


Цели и задачи исследования.

В цели работы входило: 1) изучение биоразнообразия, генетического полиморфизма и экологии цианобактерий- прохлорофитов; 2) анализ систем транспорта и ассимиляции аммония фототрофного протиста Chlamydomonas reinhardtii; 3) изучение молекулярных основ микроэволюции у протистов; 4) выявление новых вирусов из группы PBCV. Согласно сформулированным ЗАДАЧАМ научного исследования, требовалось:  по задаче «БАКТЕРИИ» (1.1.1.) выявить новых представителей прохлорофитов путем амплификации генных последовательностей природной ДНК; (1.1.2.) секвенировать и аннотировать геном одного из штаммов рода Prochlorothrix;  по задаче «ПРОТИСТЫ-1» (1.2.1.) охарактеризовать биохимические свойства транспортных систем аммония у C. reinhardtii; (1.2.2.) изучить явление эпигенезиса и охарактеризовать гены разных типов спаривания у пармеций; (1.2.3.) изучить молекулярные основы микроэволюции на примере зоохлорелл- эндосимбионтов инфузории Paramecium bursaria и солнечника Acanthocystis turfacea; – по задаче «ВИРУСЫ» (1.3.1.) выявить новых представителей вирусов группы PBCV и проанализировать механизмы горизонтального переноса генов в симбиотической ассоциации.

Результаты исследований на 2-ом этапе (2011).

Раздел 1.1 «БАКТЕРИИ», задача 1.1.1: в результате PCR-скрининга образцов природной ДНК не было выявлено молекулярно-генетических отпечатков ДНК аналогичных последовательностям генов rpoC1, рcbC и psbA одноклеточных прохлорофитов P. marinus. В то же время при амплификации ДНК клеточного материала водных проб с праймерами к генам petE и 16S рРНК трихомных прохлорофитов в природных образцах обнаружены PCR-фрагменты, сходные с генами 16S рРНК P. hollandica PСС 9006 и P. scandica NIVA-8/90. Присутствие прохлорофитов в озерах Ленинградской области, а также в Финском заливе выявлено впервые. Полученные результаты расширяют представления о эколого-географическом распространении и биоразнообразии прохлорофитов. Задача 1.1.2 Ожидаемый размер генома цианобактерии P. hollandica составляет около 10 млн н. В результате реакции пиросеквенирования было получено 3900 контигов более 500 п.н., суммарная длина которых - 9520124 п.н. С помощью Blast Search были отсеяны контиги контаминирующей ДНК. Произведена автоматическая аннотация всех полученных контигов. С помощью программы Standalone Blast и Manatee проводится ручное аннотирование контигов.

Раздел 1.2 «ПРОТИСТЫ», задача 1.2.1: выявлено восемь генов семейства CrAMT1, кодирующих транспортеры аммония у C. reinhardtii. Экспрессия гена, кодирующего ключевой фермент ассимиляции аммония - глутаминсинтетазы, как и активность фермента, положительно регулируется светом и нитратом, и подавляется аммонием. Задача 1.2.2. Изучены гены, определяющие тип спаривания у комплекса видов инфузорий Paramecium tetraurelia,установлена материальная природа мутаций mtA и mtB. Проведен молекулярно-филогенетический анализ внутри морфологических видов P. bursaria и P. multimicronucleatum и впервые экспериментально подтверждено, что их можно рассматривать как комплексы видов-двойников. Задача 1.2.3. Охарактеризован рибосомальный оперон эндосимбионтов инфузории Paramecium bursaria, выделенный из пресных вод Таджикистана; выявлен участок 136 п.н. с высоким коэффициентом сходства с фрагментом гена структурного белка хлорелловируса, что указывает на возможность переноса генов между хлореллой и ее вирусом.

Раздел 1.3 «ВИРУСЫ», задача 1.3.1: В пробах из горных районов Таджикистана обнаружен PBCV-вирус только северного экотипа, а из равнинных районов Таджикистана – PBCV-вирус только южного экотипа, что подтверждает гипотезу о климатической зависимости географического распространения симбиотических инфузорий. В ходе работы было получено 10 вирусных клонов северного экотипа из системы озер Бибиджонат (проток Хаджироват-Бибиджонат) и 25 клонов южного экотипа из Таджикистана (оз. Варзоб, Гипрозем и Тигровая балка), а также 5 клонов южного экотипа из Италии (г. Пиза). Полученный материал подготовлен к секвенированию.

В ходе проекта подготовлено 56 публикаций, в том числе: монографий – 2; учебников учебных пособий – 4; статей – 13; тезисов докладов – 37.