Chladová adaptace sněžných řas: úloha změn ve složení mastných kyselin
| Thesis title in Czech: | Chladová adaptace sněžných řas: úloha změn ve složení mastných kyselin |
|---|---|
| Thesis title in English: | Cold adaptation of snow algae: the role of changes in the composition of fatty acids |
| Key words: | sněžné řasy, psychrofil, psychrotrof, Chloromonas, Chlamydomonas, mastné kyseliny, polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), chladová adaptace, index dvojných vazeb (DBI) |
| English key words: | snow algae, psychrophile, psychrotroph, Chloromonas, Chlamydomonas, fatty acids, polyunsaturated fatty acids (PUFA), cold adaptation, double bond index (DBI) |
| Academic year of topic announcement: | 2015/2016 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Ecology (31-162) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Linda Nedbalová, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned by the advisor |
| Date of registration: | 17.12.2015 |
| Date of assignment: | 17.12.2015 |
| Date of electronic submission: | 04.01.2016 |
| Date of proceeded defence: | 20.01.2016 |
| Opponents: | doc. RNDr. Yvonne Němcová, Ph.D. |
| Preliminary scope of work |
| Sněžné řasy se jako typicky extremofilní skupina nabízí jako modelové organismy pro studium přizpůsobení se k životu na hranici fyziologických možností. Dosud není jasné, jakým způsobem je na molekulární úrovni u těchto mikrorganismů zajištěna optimalizace fungování fotosyntetických procesů v podmínkách blízkých 0 °C, často za velmi vysoké intenzity záření. Cílem této práce bylo zjistit teplotní a světelná optima růstu dvou dosud málo prozkoumaných kmenů a zmapovat složení mastných kyselin ve vybraných psychrofilních a psychrotrofních kmenech z rodů Chloromonas a Chlamydomonas (Chlamydomonadales, Chlorophyta) ze sbírek UTEX, CCCryo a sběrů na území Evropy včetně České republiky a Slovenska.
Tato práce popisuje pomocí metody zkřížených gradientů optimální teplotní a světelné podmínky dvou kmenů sněžných řas izolovaných z lokalit v Krkonoších, které se vyznačují odlišnými ekologickými podmínkami. Kmen Chloromonas reticulata Luční pochází z alpinského pásma a jeho růstové charakteristiky jej řadí mezi psychrotrofní řasy vyžadující vysokou intenzitu záření. Druhým testovaným kmenem byl Chloromonas pichinchae Meandry z lesního prostředí, který lze též označit za psychrotrofní, ale na rozdíl od předešlého kmene rostl v širokém rozmezí ozářenosti, včetně velmi nízkých hodnot. Hlavním cílem práce bylo porovnání profilu mastných kyselin u psychrotrofních a psychrofilních kmenů po kultivaci v pěti teplotách v rozsahu 3–30 °C. Největší podíl celkové variability byl vysvětlen taxonomickou příslušností kmenů (30,3 %), teplota kultivace vysvětlila pouze 3,3 %. Psychrofilní kmeny se vyznačovaly specifickým složením mastných kyselin a redundanční analýza prokázala příslušnost k ekofyziologickému typu jako signifikantní. Trend zkracování řetězců ani zvyšování množství dvojných vazeb v závislosti na teplotě kultivace jsem neprokázala. Zaznamenala jsem však signifikantní rozdíl v indexu dvojných vazeb mezi psychrofilními a psychrotrofními kmeny v teplotě 3 °C. Jedná se pravděpodobně o rozdílnou strategii pro přežití v teplotách mimo růstové optimum pro tyto dvě ekofyziologické skupiny. |
| Preliminary scope of work in English |
| Snow algae as typical extremophiles are good model organisms for study of adaptation for life on the boundary of physiological possibilities. So far, it is not clear, how these microorganisms ensure on the molecular level the optimization of photosynthetic processes in conditions around 0 °C, often with very high light intensity. The aim of this work was to find out light and temperature growth optima of two less studied strains and to assess the composition of fatty acids in selected psychrophilic and psychrotrophic strains from the genera Chloromonas and Chlamydomonas (Chlamydomonadales, Chlorophyta) from culture collections UTEX and CCCryo and collections in Europe including the Czech Republic and Slovakia.
Using crossed gradients method, this thesis describes optimal temperature and light conditions of two strains of snow algae isolated from sites in the Krkonoše Mountains that are characterized by different ecological conditions. The strain Chloromonas reticulata Luční originates from alpine zone and according to its growth characteristics, it can be classified as psychrotrophic alga requiring high light. The second tested strain was Chloromonas pichinchae Meandry from forest environment, which is also characterized as psychrotrophic, In contrast to previous strain, it grows in a wide range of irradiances, including very low values. The main aim of this work was to compare fatty acids profiles in psychrophilic and psychrotrophic strains after cultivation in five different temperatures in the range 3–30 °C. The largest part of total variability of the dataset was explained by taxonomic affiliation of the strains (30,7 %), the cultivation temperature explained only 3,3 %. Psychrophilic strains were characterized by a specific fatty acids composition and the redundancy analysis proved the affiliation to ecophysiological type as significant. Neither shortening of carbon chains nor increasing the amount of double bonds in relation cultivation temperature were proved. However, I noticed a significant difference in double bonds index between psychrophilic and psychrotrophic strains at 3°C. It probably reflects a different survival strategy in suboptimal temperature for these two ecophysiological groups. key words:snow algae, psychrophile, psychrotroph, Chloromonas, Chlamydomonas, fatty acids, polyunsaturated fatty acids (PUFA), cold adaptation, double bond index (DBI). |