Отправить статью по E-mail У берегов исчезающего моря: микробные сообщества Арала и южного Приаралья
- Авторы: Черных Н.А.1, Меркель А.Ю.1, Кондрашева К.В.2, Алимов Ж.Э.3, Клюкина А.А.1, Бонч-Осмоловская Е.А.1,4, Слободкин А.И.1, Давранов К.Д.2
-
Учреждения:
- Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН
- Институт микробиологии АН РУз
- Международный сельскохозяйственный университет
- МГУ имени М. В. Ломоносова
- Выпуск: Том 93, № 1 (2024)
- Страницы: 3-16
- Раздел: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- URL: https://journals.rcsi.science/0026-3656/article/view/257699
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0026365624010035
- ID: 257699
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
C начала 60-х годов ХХ века в результате развития сельского хозяйства на орошаемых территориях Узбекистана площадь Аральского моря уменьшилась на 90%, а соленость воды выросла с 1 до 20%. Целью нашей работы было исследование разнообразия микробных сообществ воды и осадков Западного Аральского моря, а также прилегающих почв и водоемов с помощью высокопроизводительного секвенирования вариабельного участка гена 16S рРНК. Было установлено, что в воде Аральского моря с минерализацией 22% доминируют галофильные некультивируемые археи семейства Haloferacaceae (22‒43%), а также бактерии родов Spiribacter и Psychroflexus. В осадках Аральского моря доля архей была значительно ниже (2‒17%), и среди них преобладали некультивируемые Woesearchaeales. Среди бактерий в осадках доминировали сульфатредукторы филума “Desulfobacterota”, а также представители родов Fusibacter, Halanaerobium, Guyparkeria, Marinobacter, Idiomarina, Thiomicrospira. В образцах почвы бывшего дна Аральского моря с минерализацией 8.2% присутствовали разнообразные археи филума Halobacterota, а также некультивируемые бактерии семейства Nitrosococcaceae. Однако в ризосфере растущего там же растения терескена Эверсманна (Krascheninnikovia ewresmаnniana) археи составляли всего 4% и, в основном, представляли семейство Nitrososphearaceae. 33% от всех прокариот в микробиоме ризосферы приходилось на некультивируемые представители филума Actinomycetota. Микробное сообщество ризосферы терескена оказалось сходным с микробными сообществами почвы плато Устюрт, расположенного в 3 км от берега Аральского моря. Протекающая по бывшему дну Аральского моря вода, изливающаяся из искусственно пробуренной скважины, также вызывает глубокие изменения в микробном сообществе: на фоне возрастания минерализации (0.5‒2%) по руслу ручья развиваются цианобактериальные маты и сопутствующие им органотрофные бактерии. Наконец, наибольшее разнообразие прокариот было обнаружено в микробном сообществе осадка озера Судочье с минерализацией 1%, вероятно, являющимся современным аналогом микробиома Аральского моря до его обмеления.
Полный текст
Об авторах
Н. А. Черных
Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН
Email: chernyh3@yandex.com
Россия, Москва
А. Ю. Меркель
Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН
Email: chernyh3@yandex.com
Россия, Москва
К. В. Кондрашева
Институт микробиологии АН РУз
Email: chernyh3@yandex.com
Узбекистан, Ташкент
Ж. Э. Алимов
Международный сельскохозяйственный университет
Email: chernyh3@yandex.com
Узбекистан, Ташкент
А. А. Клюкина
Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН
Email: chernyh3@yandex.com
Россия, Москва
Е. А. Бонч-Осмоловская
Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН; МГУ имени М. В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: chernyh3@yandex.com
Россия, Москва; Москва
А. И. Слободкин
Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН
Email: chernyh3@yandex.com
Россия, Москва
К. Д. Давранов
Институт микробиологии АН РУз
Email: chernyh3@yandex.com
Узбекистан, Ташкент
Список литературы
- Alexyuk M., Bogoyavlensky A., Alexyuk P., Molakhanov Y., Berezin V., Diegel I. Epipelagic microbiome of the Small Aral Sea: metagenomic structure and ecological diversity // Microbiol. Open. 2021. V. 10. Art. e1142. https://doi.org/10.1002/mbo3
- Aripov T. F., Kukanova S. I., Zaynitdinova L. I., Tashpulatov J. J. Microorganisms of the extreme zones of the Southern Aral Sea region // BioTechnology: an Indian Journal. 2016. V. 12. P. 1‒7.
- Bowman J. P., McCammon S. A., Lewis T., Skerratt J. H., Brown J. L., Nichols D. S., McMeekin T. A. Psychroflexus torquis gen. nov., sp. nov., a psychrophilic species from Antarctic sea ice, and reclassification of Flavobacterium gondwanense (Dobson et al. 1993) as Psychroflexus gondwanense gen. nov., comb. nov. // Microbiology (Reading). 1998. V. 144. Р. 1601‒1609.
- Callahan B. J., McMurdie P. J., Rosen M. J., Han A. W., Johnson A. J., Holmes S. P. Dada2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data // Nat. Methods. 2016. V. 13. P. 581‒587.
- Callahan B., McMurdie P., Holmes S. Exact sequence variants should replace operational taxonomic units in marker-gene data analysis // ISME J. 2017. V. 11. Р. 2639–2643.
- Caruso V., Song X., Asquith M., Karstens L. Performance of microbiome sequence inference methods in environments with varying biomass // mSystems. 2019. V. 4. Art. e00163–18. https://doi.org/10.1128/mSystems.00163-18
- Donachie S. P., Bowman J. P., Alam M. Psychroflexus tropicus sp. nov., an obligately halophilic Cytophaga‒Flavobacterium‒Bacteroides group bacterium from a Hawaiian hypersaline lake // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 935‒940.
- Fadrosh D. W., Ma B., Gajer P., Sengamalay N., Ott S., Brotman R. M., Ravel J. An improved dual-indexing approach for multiplexed 16S rRNA gene sequencing on the Illumina MiSeq platform // Microbiome. 2014. V. 2. Art. 6. https://doi.org/10.1186/2049-2618-2-6
- Jiang H., Huang J., Li L., Huang L., Manzoor M., Yang J., Wu G., Sun X., Wang B., Egamberdieva D., Panosyan H., Birkeland N. K., Zhu Z., Li W. Onshore soil microbes and endophytes respond differently to geochemical and mineralogical changes in the Aral Sea // Sci. Total Environ. 2021. V. 765. Art. 142675. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142675
- Lagkouvardos I., Fischer S., Kumar N., Clavel T. Rhea: a transparent and modular R pipeline for microbial profiling based on 16S rRNA gene amplicons // PeerJ. 2017. V. 5. P. 2836‒2840.
- León M. J., Fernández A. B., Ghai R., Sánchez-Porro C., Rodriguez-Valera F., Ventosa A. From metagenomics to pure culture: isolation and characterization of the moderately halophilic bacterium Spiribacter salinus gen. nov., sp. nov. // Appl. Environ. Microbiol. 2014. V. 80. P. 3850‒3857.
- Merkel A. Y., Tarnovetskii I. Y., Podosokorskaya O. A., Toshchakov S. V. Analysis of 16S rRNA primer systems for profiling of thermophilic microbial communities // Microbiology (Moscow). 2019. V. 88. Р. 671–680.
- Perez-Molphe-Montoya E., Küsel K., Overholt W. A. Redefining the phylogenetic and metabolic diversity of phylum Omnitrophota // Environ. Microbiol. 2022. V. 24. P. 5437‒5449.
- Quast C., Pruesse E., Yilmaz P., Gerken J., Schweer T., Yarza P., Peplies J., Glöckner F. O. The SILVA ribosomal RNA gene database project: improved data processing and web-based tools // Nucl. Acids Res. 2013. V. 41. P. 590–596.
- Shurigin V., Hakobyan A., Panosyan H., Egamberdieva D., Davranov K., Birkeland N. K. A glimpse of the prokaryotic diversity of the Large Aral Sea reveals novel extremophilic bacterial and archaeal groups // Microbiology Open. 2019. V. 8. P. 850‒865.
- Stulina G., Verkhovtseva N., Gorbacheva M. Composition of the microorganism community found in the soil cover of the dry seabed of the Aral Sea // J. Geosci. Environ. Prot. 2019. V. 7. Р. 1‒23. https://doi.org/10.4236/gep.2019.78001
- Zhao D., Zhang S., Kumar S., Zhou H., Xue Q., Sun W., Zhou J., Xiang H. Comparative genomic insights into the evolution of Halobacteria-associated “Candidatus Nanohaloarchaeota” // mSystems. 2022. V. 7. Р. 669‒691. https://doi.org/10.1128/msystems.00669-22
Дополнительные файлы
