Thalassiosira - Thalassiosira

Thalassiosira
Временной диапазон: 11.608–0.0 Ма
Диатомеи - Диатомовые водоросли (ископаемые) - Thalassiosira sp. - 400x (14281808022) .jpg
Ископаемые виды Thalassiosira
Научная классификация
Домен:
(без рейтинга):
Суперфилум:
Учебный класс:
Заказ:
Семья:
Род:
Thalassiosira

P.T. Клив, 1873 исправить. Hasle, 1973
Разновидность

См. Текст

Thalassiosira род центрических диатомовых водорослей, включающий более 100 морских и пресноводных видов. Это разнообразная группа фотосинтезирующих эукариот, составляющих жизненно важную часть морских и пресноводных экосистем, в которых они являются основными производителями и важны для круговорота углерода. [1]

Thalassiosira это разнообразный род, однако один вид в пределах рода, T. pseudonana, приобрела особое значение как первый морской фитопланктон, геном которого был секвенирован. T. pseudonana с тех пор стал ключевым модельным организмом для изучения физиологии диатомовых водорослей. В T. pseudonana геном выявил новые гены для внутриклеточного транспорта и метаболизма у диатомовых водорослей [2]. Этот вид снова был использован для разработки методов генетической обработки диатомовых водорослей. [3] и для изучения биоминерализации кремнезема [4].

Фон

Thalassiosira был впервые описан в 1873 году П. Клив [5]. Затем этот род был охарактеризован с помощью просвечивающей электронной микроскопии в 1950-х годах и сканирующей электронной микроскопии в 1960-х, что привело к более глубокому пониманию определяющих морфологических особенностей рода и последующему признанию более 100 видов. [6]

Вид Thalassiosira, T. pseudonana, был выбран в качестве первого морского эукариотического фитопланктона, подвергшегося полному секвенированию генома из-за его небольшого размера в 34Mb. Как результат, T. pseudonana служил модельным организмом для понимания биологии диатомовых водорослей. Полногеномное секвенирование, транскриптомика и протеомика T. pseudonana выявили новые пути биогенеза кремния, фосфорного стрессового ответа, внутриклеточного транспорта и метаболизма у морских диатомовых водорослей. [2] [7][8]. Недавние генетические исследования с использованием последовательностей генов рибосомной РНК также позволили лучше различать и классифицировать виды Thalassiosira. [1].

Описание

Немного Thalassiosira диатомовые водоросли образуют цепочечные колонии, подобные тем, что собираются у побережья Антарктического полуострова на шхуне Тара Экспедиция по океанам для исследования планктона.
Этот конфокальное изображение показывает диатомовые водоросли клеточная стенка (голубой), хлоропласты (красный), ДНК (синий), мембраны и органеллы (зеленый).

Thalassiosira бывают самых разных форм, от коробчатой ​​до цилиндрической, дискообразной или сферической [9]. Немного Thalassiosira клетки встречаются одни, а другие образуют цепочки. Thalassiosira имеют клеточную стенку из кремнезема, известную как панцирь [5]. Таласиозира содержат несколько дискоидных пластид и круглый клапан, который содержит поры, расположенные рядами или дугами, открывающиеся наружу. Край мантии клапана покрыт серией полос. Различные виды Thalassiosira могут быть идентифицированы по морфологическим характеристикам их ареол и отросткам на створке [10]. Во время формирования колонии Thalassiosira высвобождает хитиновые филаменты посредством упорных процессов, известных как fultoportulae. Экструдируя волокна хитина и тем самым увеличивая сопротивление, Thalassiosira может замедлить скорость их опускания. [2].

Среда обитания и экология

Thalassiosira занимают разнообразные среды обитания, как морские, так и пресноводные. Следует отметить, что они являются жизненно важными производителями сырья в умеренных и полярных регионах. [1]. Thalassiosira могут процветать при низкой температуре и освещении, а также в смешанных водах, и поэтому они составляют большую часть цветущих диатомей весной в регионах с умеренным климатом, таких как воды Канады и Аляски [10]. Виды этого рода также способны создавать защитные нити против зоопланктона, что позволяет им выжить в условиях хищничества, которое обычно сдерживает цветение фитопланктона.

Thalassiosira виды разнообразны как по своей экологии, так и по физиологии, с различными механизмами хранения азота или потребностями в железе. Концентрация железа, температура и доступность макроэлементов были определены как важные факторы для состава Thalassiosira сообщества видов в морских водах [1].

Генетика

Филогенетические исследования на основе генов 18S рРНК выявили несколько клад внутри Thalassiosira, общая парафилетическая группа в семействе Thalassiosirales [11]. Отношения видов внутри клад еще предстоит выяснить.

Последовательность T. pseudonana Геном выявил множество особенностей, которые отличают диатомей от других эукариот. Например, факторы транскрипции теплового шока составляют большинство факторов транскрипции в организме человека. T. pseudonana геном, хотя у других эукариот они встречаются реже [2]. Также его отличает от других эукариотических геномов относительное отсутствие рецепторных киназ и рецепторов, связанных с G-белком. В частности, в отношении биологии диатомовых водорослей понимание биохимии кремния у диатомовых водорослей было улучшено открытием генов, участвующих в поглощении кремниевой кислоты, и белков, участвующих в везикулах для осаждения кремнезема.

Удивительное открытие T. pseudonana В геноме присутствовали гены, кодирующие ферменты для полного цикла мочевины, что было беспрецедентным для фотосинтезирующих эукариот [2]. Известно, что диатомовые водоросли используют фермент уреазу, чтобы катализировать расщепление мочевины, и поэтому не предполагалось, что им нужны механизмы для ее вывода в виде отходов. Любопытно, что T. pseudonana Цикл мочевины участвует в других метаболических путях, которые способствуют биосинтезу белка и, возможно, хранению энергии.

Жизненный цикл

Thalassiosira может подвергаться как бесполому, так и половому размножению в процессах, общих для других диатомовых водорослей [12]. Во время бесполого размножения родительская клетка делится на две дочерние клетки неравного размера: одна равна по размеру родительской, а другая меньше. Это ограничение размера во время митотического деления связано с наличием жесткой клеточной стенки из кремнезема. В результате при многократном делении клетки размер каждой дочерней клетки будет уменьшаться. Чтобы справиться с уменьшением размера клеток, Thalassiosira может переходить к половому размножению, которое запускается рядом факторов окружающей среды, которые недостаточно изучены, как только клетки достигают критически малого размера [13]. При половом размножении сперматозоид и яйцеклетка, которые могут возникнуть из одной клетки, сливаются, образуя диплоидную зиготу, которая называется ауксоспорой. Это потомство может затем появиться из родительской панциря (кремнеземная стенка) и реконструировать свою собственную клеточную стенку, становясь, таким образом, клеткой большего размера.

История окаменелостей

Геологическая летопись Thalassiosira восходит к 13,82 миллиона лет назад [9]. Летопись окаменелостей как пресноводных, так и морских Thalassiosira организмов значительна, хотя пресноводная коллекция охарактеризована более широко [14].

Практическое значение

T. pseudonana был особенно полезен для молекулярных исследований из-за небольшого размера генома. Он выявил новые пути биосинтеза кремнезема, которые включают поглощение монокремниевой кислоты из морской среды, внутриклеточный транспорт к специализированным везикулам, а также специализированные ферменты и пептиды, управляющие синтезом кремнезема. [4].

Биосинтез кремнезема, для которого вид T. pseudonana стал служить модельным организмом для изучения, представлял особый интерес в контексте инженерных нанотехнологий кремнезема. [2]. Например, модифицированный T. pseudonana был исследован как везикула доставки лекарств при лечении рака [15].

Thalassiosiraсреди других диатомовых водорослей также считаются потенциально полезными источниками липидов для биотоплива. Конкретно, Т. weissflogii было показано, что он снижает синтез диоксида кремния при одновременном повышении выработки триацилглицеринов при культивировании в условиях ограничения азота [16].

Научная классификация

Chromista, Harosa, Heterokonta, Ochrophyta, Bacillariophyceae, Coscinodiscophycidae, Thalassiosiranae, Thalassiosirales, Thalassiosiraceae, Thalassiosira [17]

Список видов
  • Thalassiosira aculeata Прошкина-Лавренко
  • Thalassiosira aestivalis Бабушка
  • Thalassiosira allenii Х.Такано
  • Thalassiosira ambigua О. Г. Козлова
  • Thalassiosira andamanica А. Д. Гедде
  • Thalassiosira angulata (В. Грегори) Хасл
  • Thalassiosira angustelineata (А.В.Ф. Шмидт) Дж. Фрикселл и Хасл
  • Thalassiosira antarctica Comber
  • Thalassiosira australiensis (Грунов) Г. Р. Хасл
  • Thalassiosira australis М.Перагалло
  • Thalassiosira azovica Гогорев и Ковалёва
  • Thalassiosira baldaufii П. Боден
  • Thalassiosira baltica (Грунов) Остенфельд
  • Thalassiosira binata Fryxell
  • Thalassiosira bipora М.Шионо
  • Thalassiosira bradburyi Хурсевич и Коциолек
  • Thalassiosira bramaputrae (Эренберг) Håkansson & Locker
  • Thalassiosira brunii Ф. Акиба, Ю. Янагисава
  • Thalassiosira bulbosa Э. Э. Сивертсен
  • Thalassiosira burckliana Х. Дж. Шрейдер
  • Талассиозира калифорнийская Ю.Танимура
  • Thalassiosira caspica И. В. Макарова
  • Thalassiosira castanea Ф. Акиба, Ю. Янагисава
  • Thalassiosira catharinensis Гарсия
  • Thalassiosira cedarkeyensis А.К.С.К. Прасад
  • Thalassiosira centra М.Шионо
  • Талассиозира сложная Р.Герсонде
  • Thalassiosira concava Х.Дж. Семина
  • Талассиозира конденсата Клив
  • Thalassiosira conferta Hasle
  • Thalassiosira convxa В. В. Мучина
  • Thalassiosira coronifera Прошкина-Лавренко
  • Thalassiosira cryophila Киселев
  • Thalassiosira cuitzeonensis И. Исраде, К. Сериэссол, Ф. Гассе
  • Thalassiosira curviseriata Такано
  • Thalassiosira decipiens (Grunow ex Van Heurck) Э. Г. Йоргенсен
  • Thalassiosira delicatulОстенфельд
  • Thalassiosira densannula Hasle & Fryxell
  • Thalassiosira depressa М.Шионо
  • Thalassiosira depressa Шионо
  • Thalassiosira dichotomica (О. Г. Козлова) Г. А. Фрикселл, Г. Р. Хасл
  • Thalassiosira diporocyclus Hasle
  • Thalassiosira dolmatovae Орешкина экс А.Гладенков
  • Thalassiosira dubia Leuduger-Fortmorel
  • Thalassiosira dubiosa Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira duostra К. Пиенаар
  • Thalassiosira eccentrica (Эренберг) Клив
  • Thalassiosira echinata Х.Дж. Семина
  • Thalassiosira elliptipora Дж. Феннер, бывший А. Д. Мэхуд и Дж. А. Баррон
  • Thalassiosira elsayedii Fryxell
  • Thalassiosira exceptiuncula М.Шионо
  • Thalassiosira exceptiuncula Шионо
  • Thalassiosira exigua Дж. Фрикселл и Хасл
  • Thalassiosira fasciculata Д. М. Харвуд, Т. Маруяма
  • Thalassiosira faurii (Гассе) Хасле
  • Thalassiosira feibelii Бриндл и Дж. Мохан
  • Thalassiosira ferelineata Хасл и Г.А. Фрикселл
  • Thalassiosira flexuosa (Дж.Брун) Ф.Акиба и Янагисава
  • Thalassiosira fraga Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira fragilis Г. Фрикселл
  • Thalassiosira frenguelliopsis Г. А. Фрикселл, Дж. Р. Джоханс
  • Thalassiosira fryxelliae Сунесен и Сар
  • Thalassiosira gasseae Бриндл и Дж. Мохан
  • Thalassiosira gerloffii Ривера Рамирес
  • Thalassiosira gersondei Дж. А. Баррон
  • Thalassiosira gessneri Хустедт
  • Thalassiosira gracilis (Карстен) Хустедт
  • Thalassiosira gravida Клив
  • Thalassiosira grunowii Ф. Акиба, Ю. Янагисава
  • Thalassiosira hasleae Кэсси и Демпси
  • Thalassiosira hendeyi Хасл и Дж. Фрикселл
  • Thalassiosira hibernalis А. М. Гайосо
  • Thalassiosira hispida Syvertsen
  • Thalassiosira hyalina (Грунов) Бабушка
  • 'Thalassiosira hydra А. М. Гомбос
  • Thalassiosira hyperborea (Грунов) Хасл
  • Thalassiosira ignota Макарова
  • Thalassiosira incerta И. В. Макарова
  • Thalassiosira insigna (А. П. Жузе) Д. М. Харвуд и Т. Маруяма
  • Thalassiosira intrannula Herzig & Fryxell
  • Thalassiosira inura Р.Герсонде
  • Thalassiosira iraidae Хурсевич и Коциолек
  • Thalassiosira irregulata Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira jouseae Ф. Акиба
  • Thalassiosira kanayae Ю.Танимура
  • Thalassiosira khursevichiae Д. Беннетт, Ласландес и Коциолек
  • Thalassiosira kushirensis Х.Такано
  • Thalassiosira labimarginata П. Боден
  • Thalassiosira laevis Я. Х. Гао и З. Д. Ченг
  • Thalassiosira latimarginata Макарова
  • Thalassiosira lentiginosa (Яниш) Фрикселл
  • Thalassiosira leptopus (Грунов) Хасл и Г. Фрикселл
  • Thalassiosira levanderi Ван Гур
  • Thalassiosira licea Г. Фрикселл
  • Thalassiosira lineata Жузе
  • Thalassiosira lineoides Herzig & Fryxell
  • Thalassiosira livingstoniorum А.К.С.К. Прасад, П. Харгрейвс, Дж. А. Ниенов
  • Thalassiosira lundiana Fryxell
  • Thalassiosira lusca Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira maculata Г. А. Фрикселл, Дж. Р. Йохансен
  • Thalassiosira mahoodii Дж. А. Баррон
  • Thalassiosira makarovae В. В. Мухина
  • Thalassiosira mala Такано
  • Thalassiosira manifesta Шешукова-Порецкая
  • Thalassiosira mediaconvexa Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira mediterranea (Шредер) Хасле
  • Thalassiosira mendiolana Hasle & Heimdal
  • Thalassiosira minicosmica Ли и Парк
  • Thalassiosira minima Gaarder
  • Thalassiosira minuscula Красске
  • Thalassiosira miocenica Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira mioplicata Ф. Акиба, Ю. Янагисава
  • Thalassiosira multipora М.К. Уайтинг и Х. Шрейдер
  • Thalassiosira nana Ломанн
  • Thalassiosira nanolineata (А.Манн) Fryxell & Hasle
  • Thalassiosira nativa Шешукова-Порецкая
  • Thalassiosira nodulolineata (Хенди) Hasle & Fryxell
  • Thalassiosira nordenskioeldii Клив
  • Thalassiosira oceanica Hasle
  • Thalassiosira oliveriana (О'Мира) И. В. Макарова, В. А. Николаев
  • Thalassiosira oranica Г. Р. Хасл
  • Thalassiosira ordinaria И. В. Макарова
  • Thalassiosira ornata Прошкина-Лавренко
  • Thalassiosira pacifica Гран и Ангст
  • Thalassiosira partheneia Schrader
  • Thalassiosira parva Прошкина-Лавренко
  • Thalassiosira parvula Макарова
  • Thalassiosira perispinosa Ю.Танимура
  • Thalassiosira plicata Х. Дж. Шрейдер
  • Thalassiosira poroirregulata Hasle & Heimdal
  • Thalassiosira praeconvexa Burckle
  • Thalassiosira praefraga Гладенков и Бэррон
  • Thalassiosira praegracilis Гогорев и Пушина
  • Thalassiosira praenidulus Ф. Акиба
  • Thalassiosira primalabiata А. М. Гомбос
  • Thalassiosira profunda (Хенди) Хасл
  • Thalassiosira pseudonana Hasle & Heimdal
  • Thalassiosira punctifera (Грунов) Фрикселл, Симонсен и Хасл
  • Thalassiosira punctigera (Castracane) Хасл
  • Thalassiosira rudolfii (Бахманн) Хасл
  • Thalassiosira sackettii Fryxell
  • Thalassiosira salvadoriana Хустедт
  • Thalassiosira sancettae Ф. Акиба
  • Thalassiosira scotia Fryxell & Hoban
  • Thalassiosira scrotiformis Г. В. Чен и С. Б. Цянь
  • Thalassiosira simonsenii Хасл и Дж. Фрикселл
  • Thalassiosira simplex Хустедт
  • Thalassiosira sinica Y.Li. & Y.Q.Guo
  • Thalassiosira spinoconvexa Ф. Акиба, Ю. Янагисава
  • Thalassiosira strelnikovae И. В. Макарова
  • Thalassiosira striata Д. М. Харвуд, Т. Маруяма
  • Thalassiosira subsalina Прошкина-Лавренко
  • Thalassiosira subtilis (Остенфельд) Гран
  • Thalassiosira sundarbana Саманта и Бхадури
  • Thalassiosira symbolophora Х. Дж. Шрейдер
  • Талассиозира симметричная Г. А. Фрикселл и Хасл
  • Thalassiosira tealata Такано
  • Thalassiosira tenera Прощкина-Лавренко
  • Thalassiosira tertiaria Шешукова
  • Thalassiosira thailandica Буньяпиват
  • Thalassiosira torokina Брэди
  • Thalassiosira transitoria Ю.Танимура
  • Thalassiosira tubifera Fryxell
  • Thalassiosira tumida (Яниш) Хасл
  • Thalassiosira umaoiensis Ф. Акиба
  • 'Thalassiosira urahoroensis Ф. Акиба
  • Thalassiosira variabilis И. В. Макарова
  • Thalassiosira visurgis Хустедт
  • Thalassiosira vulnifica (Гомбо) Феннер
  • Thalassiosira webbii Д. М. Харвуд, Т. Маруяма
  • Thalassiosira wongii Mahood
  • Thalassiosira yabei (Т.Каная) Ф.Акиба, Ю.Янагисава
  • Thalassiosira yunnaniana Хурсевич и Коциолек

Рекомендации

  1. ^ а б c d Дре Чаппелл П., Уитни Л. А. П., Хэддок Т. Л., Менден-Деуэр С., Рой Э. Г., Уэллс М. Л. и Дженкинс Б. Д. (2013). Thalassiosira spp. состав сообществ меняется в ответ на химическое и физическое воздействие в северо-восточной части Тихого океана. Границы микробиологии, 4 (SEP), 273. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00273
  2. ^ а б c d е ж Армбраст, 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 диатомовой водорослью Thalassiosira pseudonana (Bacillariophyceae). Journal of Phycology, 42 (5), 1059–1065. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2006.00269.x
  4. ^ а б Сампер, М., и Бруннер, Э. (23 мая 2008 г.). Биоминерализация кремнезема у диатомовых водорослей: модельный организм Thalassiosira pseudonana. ChemBioChem. https://doi.org/10.1002/cbic.200700764
  5. ^ а б Миранда, С. В., Гайри, М. Д., и Гири, Г. (2015, 19 июня). Thalassiosira Cleve, 1873: водорослевое основание. Получено 30 марта 2020 г., из https://www.algaebase.org/search/genus/detail/?genus_id=43768&-session=abv4:AC1F24C807fd0012FBNw3B92519A
  6. ^ (Bacillariophyta) виды, которые редко встречаются в прибрежных водах Бразилии. Braz. Ж. Биол (Том 69).
  7. ^ Дирман, С. Т., Дженкинс, Б. Д., Райнерсон, Т. А., Сайто, М. А., Мерсье, М. Л., Александр, Х.,… Хейтофф, А. (2012). Транскриптом и протеом диатомовых водорослей thalassiosira pseudonana обнаруживают разнообразный фосфорный стрессовый ответ. PLoS ONE, 7 (3), e33768. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0033768
  8. ^ Мок, Т., Саманта, М. П., Айверсон, В., Бертьям, К., Робисон, М., Холтерманн, К.,… Армбраст, Э. В. (2008). Профилирование полногеномной экспрессии морской диатомеи Thalassiosira pseudonana позволяет идентифицировать гены, участвующие в биопроцессах кремния. Слушания Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 105 (5), 1579–1584. https://doi.org/10.1073/pnas.0707946105
  9. ^ а б Диатомовые водоросли - Thalassiosira. (нет данных). Получено 27 февраля 2020 г., из https://algaeresearchsupply.com/pages/the-diatom-thalassiosira
  10. ^ а б Харрис, А., Медлин, Л., Льюис, Дж., Джонс, К., Д. Харрис, А. С., Медлин, Л. К., и Джонс, К. Дж. (1995). Виды Thalassiosira (Bacillariophyceae) из шотландского морского озера. Европейский журнал психологии, 30 (2), 117–148. https://doi.org/10.1080/09670269500650881
  11. ^ Хоппенрат М., Бестери Б., Дребес Г., Халлигер Х., Ван Бойзеком Дж. Э. Э., Яниш С. и Уилтшир К. Х. (2007). Виды Thalassiosira (Bacillariophyceae, Thalassiosirales) в Северном море в районах Гельголанд (Немецкая бухта) и Зильт (Северо-Фризское ваттовое море) - первый подход к оценке разнообразия. Европейский журнал психологии, 42 (3), 271–288. https://doi.org/10.1080/09670260701352288
  12. ^ Мур, Э. Р., Буллингтон, Б. С., Вейсберг, А. Дж., Цзян, Ю., Чанг, Дж., И Холзи, К. Х. (2017). Морфологические и транскриптомные доказательства индукции полового размножения аммонием у Thalassiosira pseudonana и других центрических диатомовых водорослей. PLOS ONE, 12 (7), e0181098. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181098
  13. ^ Армбраст, Э. В. (1999). Идентификация нового семейства генов, выраженного в начале полового размножения у центрической диатомеи Thalassiosira weissflogii. Прикладная и экологическая микробиология, 65 (7), 3121–3128. https://doi.org/10.1128/aem.65.7.3121-3128.1999
  14. ^ Алверсон, А. Дж. (2014). Время перехода от морской воды к пресной в отряде диатомовых водорослей Thalassiosirales. Палеобиология, 40 (1), 91–101. https://doi.org/10.1666/12055
  15. ^ Делалат, Б., Шеппард, В. К., Раси Гэми, С., Рао, С., Престиж, К. А., Макфи, Г.,… Фолькер, Н. Х. (2015). Адресная доставка лекарств с использованием генно-инженерного биокремнезема диатомовых водорослей. Nature Communications, 6 (1), 1–11. https://doi.org/10.1038/ncomms9791
  16. ^ Д’Ипполито, Дж., Сардо, А., Пэрис, Д., Велла, Ф. М., Адельфи, М. Г., Ботте, П.,… Фонтана, А. (2015). Потенциал липидного обмена морских диатомовых водорослей для производства биотоплива. Биотехнология для биотоплива, 8 (1), 28. https://doi.org/10.1186/s13068-015-0212-4
  17. ^ Thalassiosira pseudonana Hasle & Heimdal, 1970. (30 марта 2005 г.). Получено 31 марта 2020 г. с http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=148934

Дальнейшие ссылки

  • Рост Thalassiosira fluviatilis с ограничением питательных веществ и света в непрерывном культивировании с последствиями для роста фитопланктона в океане. EA Laws, TT Bannister - Лимнология и океанография, 1980
  • Влияние химического состава железа в водной среде на поглощение железа прибрежными диатомовыми водорослями Thalassiosira weissflogii. М.А. Андерсон, Ф.М.М. Морель, Лимнология и океанография, 1982 г.

внешняя ссылка

  • Данные, относящиеся к Thalassiosira в Wikispecies
  • СМИ, связанные с Thalassiosira в Wikimedia Commons