Описана библиотека ДНК-штрихкодов диатомовых водорослей

На основе данных секвенирования геномов и ДНК-штрихкодирования ученые составили уникальную базу данных нуклеотидных последовательностей диатомовых водорослей. Эта общедоступная библиотека стала первой для этих широко распространенных организмов, являющихся важными индикаторами при оценке качества водных экосистем. Работа, опубликованная в журнале Scientific Reports, представляет подробное описание библиотеки. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.


Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) – одноклеточные организмы, отличающиеся наличием кремниевого панциря. Они широко представлены в наземных, воздушных, пресноводных и морских средах и вносят существенный вклад в накопление органических веществ в экосистемах. Большое видовое разнообразие делает их основными индикаторами при оценке качества водных экосистем. Раньше виды диатомовых водорослей определялись на основе строения внешнего скелета с помощью микроскопа, но это долгий и трудоемкий процесс. Сейчас существуют новые молекулярные технологии, такие как прочтение последовательности нуклеотидов ДНК (секвенирование). Также ДНК-штрихкодирование – способ установить принадлежность организма к роду или виду в уже существующей систематике по короткой последовательности нуклеотидов, например, по одному гену. Эти методы позволяют быстро и эффективно анализировать множество образцов.

«Успешное использование ДНК-штрихкодов связано с применением библиотек нуклеотидных последовательностей. На сегодняшний день существует несколько ДНК-библиотек для одноклеточных организмов, однако ни одна из них не посвящена диатомовым водорослям. В нашей работе описывается библиотека с открытым доступом Diat.barcode, функционирующая с 2012 года. Она посвящена диатомовым водорослям с возможностью работы на уровне рода и вида. Эта работа – комплексный анализ создания современной системы мониторинга поверхностных вод в Европейском Союзе и России. Работа направлена на развитие передовых методов исследования в нашей стране», — рассказывает Максим Куликовский, доктор биологических наук и заведующий лабораторией молекулярной систематики водных растений в Институте физиологии растений имени К. А.Тимирязева.

Diat.barcode оперирует, в первую очередь, нуклеотидными последовательностями хлоропластного гена rbcL, в меньшей степени ядерными и митохондриальными генами. Для одного только rbcL библиотека содержит 3482 последовательности диатомовых водорослей из Европы, Северной Америки, Азии, включая Вьетнам, Индонезию, Монголию и Японию. Данные библиотеки поступали из базы нуклеотидов NCBI и неопубликованных данных секвенирования коллекций культур. Библиотека находится в открытом доступе и предоставляет для каждого экземпляра место отбора пробы, протоколы изоляции, изображения организмов.

Работу выполнили сотрудники Университета Савойя Монблан, Франция, Шведского университета сельскохозяйственных наук, Королевского ботанического сада Эдинбурга, Института пищевых и сельскохозяйственных исследований и технологий, Испания, Института Руджера Бошковича, Хорватия, Свободного университета Берлина, Германия.