Jump to content

Талассиозира

Талассиозира
Ископаемые виды Thalassiosira
Научная классификация Изменить эту классификацию
Домен: Эукариоты
Клэйд : потогонные средства
Клэйд : САР
Клэйд : Страменопилес
Тип: Гириста
Подтип: Охрофитина
Сорт: Бацилляриофицеи
Заказ: Талассиосиралес
Семья: Талассиосирасовые
Род: Талассиозира
PT Cleve , 1873 г., ред. Хасле , 1973 год.
Разновидность

Посмотреть текст

Thalassiosira — род центрических диатомей, включающий более 100 морских и пресноводных видов. Это разнообразная группа фотосинтезирующих эукариот, которые составляют жизненно важную часть морских и пресноводных экосистем, в которых они являются ключевыми первичными продуцентами и необходимы для круговорота углерода. [ 1 ]

Thalassiosira — это разнообразный род, однако один вид этого рода, T. pseudonana , приобрел особое значение как первый морской фитопланктон, геном которого секвенирован. С тех пор T. pseudonana стала ключевым модельным организмом для изучения физиологии диатомовых водорослей. Геном T. pseudonana выявил новые гены внутриклеточного транспорта и метаболизма у диатомовых водорослей. [ 2 ] Этот вид снова использовался для разработки методов генетических манипуляций с диатомовыми водорослями. [ 3 ] и для изучения биоминерализации кремнезема. [ 4 ]

Талассиозира была впервые описана в 1873 году П.Т. Кливом. [ 5 ] Название рода Thalassiosira названо в честь Thalassa, греческого слова, обозначающего «море», и его божественного женского олицетворения в греческой мифологии. Клив отметил: «Thalassiosira... встречается в огромных массах, плавающих на поверхности моря и окрашивающих ее на многие мили протяженностью». [ 6 ]

Затем род был охарактеризован с помощью просвечивающей электронной микроскопии в 1950-х годах и сканирующей электронной микроскопии в 1960-х годах, что привело к лучшему пониманию определяющих морфологических особенностей рода и последующему признанию более 100 видов. [ 7 ]

Вид Thalassiosira , T. pseudonana , был выбран в качестве первого морского эукариотического фитопланктона, подвергшегося полногеномному секвенированию, из-за его небольшого генома размером 34 МБ. В результате T. pseudonana послужила модельным организмом для понимания биологии диатомовых водорослей. Полногеномное секвенирование, транскриптомика и протеомика T. pseudonana выявили новые пути биогенеза кремния, реакции фосфорного стресса, внутриклеточного транспорта и метаболизма у морских диатомей. [ 2 ] [ 8 ] [ 9 ] Недавние генетические исследования с использованием последовательностей генов рибосомальной РНК позволили лучше различать и классифицировать Thalassiosira. виды [ 1 ] а метаболомика определяет органические соединения, вырабатываемые Thalassiosira. [ 10 ]

Описание

[ редактировать ]
Некоторые диатомовые водоросли Thalassiosira образуют цепочечные колонии, подобные тем, которые были собраны у побережья Антарктического полуострова шхуной Тарской океанской экспедиции для исследования планктона.
На этом конфокальном изображении диатомовых водорослей показаны клеточная стенка (голубой), хлоропласты (красный), ДНК (синий), мембраны и органеллы (зеленый).
Микроскопическое изображение Thalassiosira sp., масштабная линейка 5 мкм.

Талассиозира бывает различной формы: от коробчатой ​​до цилиндрической, дискоидной или сферической. [ 11 ] Некоторые клетки Thalassiosira встречаются поодиночке, а другие образуют цепочки. У Thalassiosira клеточная стенка состоит из кремнезема, известного как панцирь. [ 5 ] Таласиозира содержит несколько дискоидных пластид и круглую створку, содержащую поры, расположенные рядами или дугами и открывающиеся наружу. Край мантии створки испещрен серией полос. Различные виды Thalassiosira можно идентифицировать по морфологическим особенностям их ареол и отростков на створке. [ 12 ] Во время формирования колоний Thalassiosira высвобождает хитиновые нити посредством отростков, известных как разветвленные отростки. Выдавливая хитиновые волокна и тем самым увеличивая сопротивление, Thalassiosira может замедлить скорость их погружения. [ 2 ]

Среда обитания и экология

[ редактировать ]

Thalassiosira занимают разнообразные места обитания, как морские, так и пресноводные. Следует отметить, что они являются жизненно важными производителями сырья в умеренных и полярных регионах. [ 1 ] Thalassiosira может процветать при низкой температуре и освещении, а также в смешанных водах, и поэтому представляет собой большую часть диатомовых водорослей, цветущих весной в регионах с умеренным климатом, таких как воды Канады и Аляски. [ 12 ] Виды этого рода также способны создавать защитные нити против зоопланктона, что позволяет им пережить нападение хищников, которое обычно сдерживает цветение фитопланктона.

Виды Thalassiosira разнообразны как по своей экологии, так и по физиологии, с разными механизмами хранения азота или потребностью в железе. Концентрация железа, температура и доступность макронутриентов были определены как важные факторы, влияющие на состав сообществ видов Thalassiosira в морских водах. [ 1 ]

Генетика

[ редактировать ]
Флуоресцентная микрофотография диатомовой водоросли Thalassiosira nanae . Хлоропласты красные, нейтральные липиды зеленые, ДНК синие, клеточная стенка белая. Флуоресцентная микроскопия предоставляет трехмерную информацию об отдельных компонентах, что позволяет измерять их объемы. [ 13 ]

Филогенетические исследования, основанные на генах 18S рРНК, выявили несколько клад внутри Thalassiosira , общей парафилетической группы внутри семейства Thalassiosirales. [ 14 ] Отношения видов внутри клад еще предстоит выяснить.

Последовательность генома T. pseudonana выявила множество особенностей, которые отличают диатомеи от других эукариот. Например, факторы транскрипции теплового шока составляют большинство факторов транскрипции в геноме T. pseudonana , хотя они менее распространены у других эукариот. [ 2 ] Кроме того, его отличает от других эукариотических геномов относительное отсутствие рецепторных киназ и рецепторов, связанных с G-белком. Что касается биологии диатомовых водорослей, понимание биохимии кремния у диатомовых водорослей было расширено благодаря открытию генов, участвующих в поглощении кремниевой кислоты, и белков, участвующих в везикулах для осаждения кремнезема.

Неожиданным открытием в геноме T. pseudonana стало наличие генов, кодирующих ферменты полного цикла мочевины, что было беспрецедентным явлением для фотосинтезирующих эукариот. [ 2 ] Известно, что диатомовые водоросли используют фермент уреазу для катализа расщепления мочевины, и поэтому не ожидалось, что им потребуются механизмы для ее выделения в виде отходов. Любопытно, что цикл мочевины T. pseudonana влияет на другие метаболические пути, которые способствуют биосинтезу белка и, возможно, накоплению энергии.

Жизненный цикл

[ редактировать ]

Thalassiosira может подвергаться как бесполому, так и половому размножению, как и другие диатомовые водоросли. [ 15 ] Во время бесполого размножения родительская клетка делится на две дочерние клетки разного размера — одну, равную по размеру родительской, и одну меньшую. Это ограничение размера во время митотического деления обусловлено наличием жесткой кремнеземной клеточной стенки. В результате при нескольких клеточных делениях размер каждой дочерней клетки будет уменьшаться. Чтобы справиться с уменьшением размера клеток, Thalassiosira может перейти к половому размножению, которое запускается рядом факторов окружающей среды, которые недостаточно изучены, как только клетки достигают критически малого размера. [ 16 ] При половом размножении сперматозоид и яйцеклетка, которые могут возникнуть из одной и той же клетки, сливаются, образуя диплоидную зиготу, называемую ауксоспорой. Затем это потомство может выйти из родительского панциря (кремнеземной стенки) и реконструировать собственную клеточную стенку, становясь, таким образом, клеткой большего размера.

Ископаемая история

[ редактировать ]

Геологическая летопись Талассиосиры датируется 13,82 миллиона лет назад. [ 11 ] Летопись окаменелостей как пресноводных, так и морских организмов Thalassiosira значительна, хотя коллекция пресной воды охарактеризована более подробно. [ 17 ]

Практическая значимость

[ редактировать ]

T. pseudonana оказалась особенно полезной для молекулярных исследований из-за небольшого размера генома. Оно выявило новые пути биосинтеза кремнезема, которые включают поглощение монокремниевой кислоты из морской среды, внутриклеточный транспорт в специализированные пузырьки, а также специализированные ферменты и пептиды, управляющие синтезом кремнезема. [ 4 ]

Биосинтез кремнезема, для которого вид T. pseudonana стал модельным организмом для изучения, представляет особый интерес в контексте инженерной нанотехнологии кремнезема. [ 2 ] Например, модифицированная T. pseudonana была исследована как везикула для доставки лекарств при лечении рака. [ 18 ]

Талассиозира , среди других диатомовых водорослей, также считается потенциально полезным источником липидов для биотоплива. В частности, было показано, что T. weissflogii снижает синтез кремнезема, одновременно повышая выработку триацилглицеринов при культивировании в условиях с ограничением азота. [ 19 ]

Список видов

[ редактировать ]
Список видов
  1. ^ Jump up to: а б с д Дре Чаппелл, П., Уитни, Л.А.П., Хэддок, Т.Л., Менден-Дойер, С. , Рой, Э.Г., Уэллс, М.Л., и Дженкинс, Б.Д. (2013). виды Thalassiosira. Состав сообщества меняется в ответ на химические и физические воздействия в северо-восточной части Тихого океана. Frontiers in Microbiology, 4 (SEP), 273. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00273.
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж Армбруст, Э.В. (2004). Геном диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana: экология, эволюция и метаболизм. Наука, 306(5693), 79–86. https://doi.org/10.1126/science.1101156
  3. ^ Поулсен, Н., Чесли, П.М., и Крегер, Н. (2006). Молекулярно-генетические манипуляции с диатомеей Thalassiosira pseudonana (Bacillariophyceae). Журнал психологии, 42 (5), 1059–1065. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2006.00269.x
  4. ^ Jump up to: а б Сампер М. и Бруннер Э. (23 мая 2008 г.). Биоминерализация кремнезема у диатомовых водорослей: модельный организм Thalassiosira pseudonana. ХимБиоХим. https://doi.org/10.1002/cbic.200700764
  5. ^ Jump up to: а б Миранда С.В., Гири, доктор медицины, и Гири, Г. (19 июня 2015 г.). Thalassiosira Cleve, 1873: База водорослей. Получено 30 марта 2020 г. с https://www.algaebase.org/search/genus/detail/?genus_id=43768&-session=abv4:AC1F24C807fd0012FBNw3B92519A .
  6. ^ Буркхардт, Лотте (2022). Энциклопедия одноименных названий растений [ Энциклопедия одноименных названий растений ] (pdf) (на немецком языке). Берлин: Ботанический сад и Ботанический музей, Свободный университет Берлина. дои : 10.3372/epolist2022 . ISBN  978-3-946292-41-8 . S2CID   246307410 . Проверено 27 января 2022 г.
  7. ^ Виды (Bacillariophyta) редко встречаются в прибрежных водах Бразилии. Браз. Ж. Биол (Том 69).
  8. ^ Дирман, С.Т. , Дженкинс, Б.Д., Райнерсон, Т.А. , Сайто, М.А., Мерсье, М.Л., Александр, Х.,… Хейтхофф, А. (2012). Транскриптом и протеом диатомовой водоросли thalassiosira pseudonana обнаруживают разнообразную реакцию на фосфорный стресс. PLoS ONE, 7(3), e33768. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0033768
  9. ^ Мок, Т., Саманта, М.П., ​​Айверсон, В., Бертиам, К., Робисон, М., Холтерманн, К.,… Армбруст, Э.В. (2008). Полногеномное профилирование экспрессии морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana идентифицирует гены, участвующие в биопроцессах кремния. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 105 (5), 1579–1584. https://doi.org/10.1073/pnas.0707946105
  10. ^ Лонгнекер, Криста; Кидо Соул, Мелисса С.; Куявинский, Элизабет Б. (20 января 2015 г.). «Растворенное органическое вещество, производимое Thalassiosira pseudonana» . Морская химия . 168 : 114–123. дои : 10.1016/j.marchem.2014.11.003 . hdl : 1912/7175 . ISSN   0304-4203 .
  11. ^ Jump up to: а б Диатомовая водоросль – Талассиозира. (без даты). Получено 27 февраля 2020 г. с https://algaeresearchsupply.com/pages/the-diatom-thalassiosira .
  12. ^ Jump up to: а б Харрис А., Медлин Л., Льюис Дж., Джонс К., Д. Харрис А.С., Медлин Л.К. и Джонс К.Дж. (1995). Вид Thalassiosira (Bacillariophyceae) из шотландского морского озера. Европейский журнал психологии, 30 (2), 117–148. https://doi.org/10.1080/09670269500650881
  13. ^ Чансаванг, Нарин; Обара, Богуслав; Гейдер, Ричард Дж.; Лаиссю, Пьер Филипп (2015). «Трехмерная визуализация и количественное определение липидов в микроводорослях с использованием конфокальной лазерной сканирующей микроскопии». Протоколы микробиологии углеводородов и липидов . Справочники по протоколам Springer. стр. 145–161. дои : 10.1007/8623_2015_142 . ISBN  978-3-662-49132-4 .
  14. ^ Хоппенрат, М., Бестери, Б., Дребес, Г., Халлигер, Х., Ван Бойсеком, JEE, Яниш, С. и Уилтшир, К. Х. (2007). Первый подход к оценке разнообразия видов Thalassiosira (Bacillariophyceae, Thalassiosirales) в Северном море в Гельголанде (Немецкая бухта) и Зильте (Северо-Фризское Вадденское море). Европейский журнал психологии, 42(3), 271–288. https://doi.org/10.1080/09670260701352288
  15. ^ Мур, Э.Р., Буллингтон, Б.С., Вайсберг, А.Дж., Цзян, Ю., Чанг, Дж., и Хэлси, К.Х. (2017). Морфологические и транскриптомические доказательства индукции полового размножения аммонием у Thalassiosira pseudonana и других центрических диатомей. ПЛОС ОДИН, 12(7), е0181098. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181098
  16. ^ Армбруст, EV (1999). Идентификация нового семейства генов, экспрессирующихся во время начала полового размножения у центрической диатомовой водоросли Thalassiosira weissflogii. Прикладная и экологическая микробиология, 65(7), 3121–3128. https://doi.org/10.1128/aem.65.7.3121-3128.1999
  17. ^ Алверсон, AJ (2014). Сроки перехода от морской воды к пресной воде в отряде диатомовых Thalassiosirales. Палеобиология, 40 (1), 91–101. https://doi.org/10.1666/12055
  18. ^ Делалат, Б., Шеппард, В.К., Раси Гаеми, С., Рао, С., Престидж, Калифорния, Макфи, Г.,… Воелкер, Нью-Хэмпшир (2015). Адресная доставка лекарств с использованием генно-инженерного диатомового биокремнезема. Природные коммуникации, 6 (1), 1–11. https://doi.org/10.1038/ncomms9791
  19. ^ Д'Ипполито, Г., Сардо, А., Пэрис, Д., Велла, Ф.М., Адельфи, М.Г., Ботте, П.,… Фонтана, А. (2015). Потенциал липидного обмена морских диатомей для производства биотоплива. Биотехнология для биотоплива, 8(1), 28. https://doi.org/10.1186/s13068-015-0212-4.

Дальнейшие ссылки

[ редактировать ]
  • Рост Thalassiosira fluviatilis в непрерывной культуре, ограниченный питательными веществами и светом, имеет последствия для роста фитопланктона в океане. EA Laws, TT Bannister - Лимнология и океанография, 1980 г.
  • Влияние химического состава железа в водной среде на поглощение железа прибрежной диатомовой водорослью Thalassiosira weissflogii. М. А. Андерсон, FMM Morel, Лимнология и океанография, 1982 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 878bbf28f746cbe64e8ca6ac9cfe635a__1716093540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/87/5a/878bbf28f746cbe64e8ca6ac9cfe635a.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Thalassiosira - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)