Криоконсервация шести родов Symbiodiniaceae и оценка профилей жирных кислот в ответ на обработку повышенной соленостью.

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 12408 (2022) Цитировать эту статью

978 Доступов

2 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Symbiodiniaceae представляют собой разнообразную группу динофлагеллят, большинство из которых живут свободно и/или связаны с различными протистами и другими беспозвоночными-хозяевами. Поддержание изолированных культур трудоемко и дорого, а криоконсервация обеспечивает превосходную возможность их долгосрочного хранения. Мы стремились криоконсервировать 15 культивируемых изолятов шести родов Symbiodiniaceae, используя диметилсульфоксид (ДМСО) в качестве криопротектора (CPA). При концентрации ДМСО 15% 10 изолятов были успешно криоконсервированы с использованием либо быстрого замораживания, либо замораживания с контролируемой скоростью. Культуры, которые оказались неэффективными или имели низкую выживаемость, перед замораживанием подвергались (1) снижению CPA до 10% или (2) повышенной солености. В 10% ДМСО еще три изолята были успешно криоконсервированы. При 15% ДМСО наблюдалась высокая жизнеспособность клеток в Symbiodinium pilosum, обработанном культуральной средой в концентрации 44 частей на тысячу (млн.) и 54 м.д. Изолят Fugacium sp. успешно криоконсервирован после обработки соленостью 54 ppt и 64 ppt. Анализ жирных кислот (ЖК) S. pilosum после обработки соленостью 54 ppt показал повышенные уровни насыщенных ЖК, тогда как Fugacium sp. имели низкое содержание полиненасыщенных ЖК по сравнению с нормальной соленостью (34 ppt). Понимание влияния солености и роли ЖК в криоконсервации поможет в разработке протоколов для этих экологически важных таксонов.

Виды динофлагеллят, принадлежащие к семейству Symbiodiniaceae, часто существуют в эндосимбиотических отношениях с беспозвоночными, включая кораллы, морские анемоны, медузы, гигантские моллюски, плоские черви и донные фораминиферы1. Некоторые виды также существуют в виде свободноживущего фитопланктона в прибрежной среде2. Эндосимбиотические Symbiodiniaceae имеют решающее значение для поддержки роста, выживания и метаболических процессов своих хозяев, обеспечивая фотосинтетически фиксированный углерод в форме углеводов, сахаров, крахмалов и аминокислот3. Их симбиоз с каменистыми кораллами имеет основополагающее значение для формирования и существования здоровых экосистем коралловых рифов4. Symbiodiniaceae генетически разнообразны и исторически были сгруппированы в несколько филогенетических линий, т.е. клады A–J5,6 и многочисленные субкладовые типы или виды7. Однако недавний таксономический пересмотр семейства Symbiodiniaceae позволил формально описать одиннадцать родов8, каждый из которых содержит множество видов Symbiodiniaceae с различными экологическими характеристиками.

Многие виды динофлагеллят содержатся в коллекциях живых культур. Это требует постоянного субкультивирования, которое является дорогостоящим и сопряжено с риском потери штамма, заражения и изменения генетической целостности9,10. Криоконсервация – процесс сохранения жизнеспособных клеток, тканей или микроорганизмов в замороженном состоянии в течение длительного периода времени – дает возможность преодолеть эти проблемы11. Успешная криоконсервация зависит от применения соответствующих криозащитных агентов (CPA), скорости замораживания, осмотического баланса и процессов зародышеобразования льда12. В морские микроводоросли добавляют CPA, такие как глицерин, диметилсульфоксид (ДМСО) и метанол, чтобы избежать повреждения клеток из-за образования льда во время замораживания9,13. Оптимальная CPA, время установления равновесия, тип используемой скорости замораживания и температура оттаивания варьируются в зависимости от вида10,14,15.

Успешная криоконсервация симбиотических динофлагеллят предоставит ресурс, который можно будет использовать в исследованиях и сохранении коралловых рифов16. Использование различных методов криоконсервации и соответствующего количества криопротекторов привело к высокой выживаемости клеток Breviolum sp. 10. Что касается видов Symbiodiniaceae, сообщалось об успешной криоконсервации следующих родов: Durusdinium17,18,19, Breviolum10,14,19,20, Gerakladium15,19, Fugacium и Cladocopium19. Однако существует необходимость в разработке надежных протоколов криоконсервации для различных видов или субкладов и других родов Symbiodiniaceae.