velikost textu

Diversity of microalgae from extreme habitats: linking phylogeny and ecology

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Diversity of microalgae from extreme habitats: linking phylogeny and ecology
Název v češtině:
Diverzita mikrořas z extrémních habitatů: propojení fylogeneze a ekologie
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Dovile Barcyte
Školitel:
RNDr. Linda Nedbalová, Ph.D.
Oponenti:
Mgr. Petr Dvořák, Ph.D.
prof. Christina Bock
Id práce:
169965
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra ekologie (31-162)
Program studia:
Ekologie (P1514)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Zveřejnění práce bylo odloženo do 18.09.2022
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstract in Czech Diverzita mikrořas z extrémních habitatů není zcela prozkoumaná, což je zřejmě způsobeno omezeným úsilím, které bylo dosud věnováno sběru vzorků z často nehostinných prostředí, spolu s komplikovanou taxonomií a systematikou řas. Zejména v málo prozkoumaných extrémně kyselých (pH < 3.0) a polárních habitatech se mohou vyskytovat nové, dosud nepopsané druhy. Cílem této disertační práce bylo polyfázické studium řasových kmenů z extrémních stanovišť s nízkým pH, s nízkým pH v kombinaci s vysokými teplotami a z polárních oblastí. Práce je zaměřena na kokální zelené řasy z třídy Trebouxiophyceae (rody Coccomyxa a Watanabea), monadoidní zelené řasy z třídy Chlorophyceae (Chloromonas a příbuzné rody) a saccodermní zelené řasy z třídy Zygnematophyceae (rod Cylindrocystis). Dále se zabývá kokálními ruduchami z třídy Cyanidiophyceae (rod Galdieria). Hlavní metody výzkumu získaných řasových kmenů zahrnovaly světelnou a transmisní elektronovou mikroskopii a Sangerovo sekvenování jaderných a chloroplastových molekulárních markerů. Jaderné (18S rDNA) a plastidové (rbcL) sekvence byly použity na rekonstrukci fylogenetických stromů a na vyhodnocení taxonomického postavení studovaných organismů. Porovnání modelů sekundární struktury jaderné ITS2 rDNA jako vysoce variabilního molekulárního markeru sloužilo pro detailnější odhad genetických vztahů mezi blízce příbuznými organismy. Výsledky získané v rámci disertační práce ukázaly, že se zelené řasy z rodů Coccomyxa a Watanabea vyskytují v extrémně kyselém sladkovodním prostředí a že kyselost vody a zvýšená dostupnost fosforu mohou hrát důležitou roli v jejich sezónní dominanci a obecném geografickém rozšíření (články I, II). Dále byl objeven a popsán nový typ habitatu – hořící uhelná halda, kde se vyskytuje extremofilní ruducha Galdieria sulphuraria (článek III). Nově byl druh Galdieria phlegrea zjištěn v kyselé mezofilní lokalitě, což naznačuje jeho širší rozšíření a větší ekologickou verzatilitu ve srovnání s dřívějšími údaji (článek IV). Z vysoké Arktidy byly popsány dva nové druhy rodu Chloromonas tolerující nízké teploty (články V, VI). Vlastní fylogenetické studie potvrdily, že rod Chloromonas je parafyletický a teplota byla navržena jako hlavní faktor ovlivňující speciaci (článek VI). Nově zjištěný výskyt zástupců skupiny Chloromonadinia v málo prozkoumaných terestrických habitatech potvrdil předpoklad, že její evoluční diverzifikaci ovlivňuje terestrický respektive akvatický způsob života (článek VII). V rámci téže publikace byl navržen nový rod zelených monadoidních řas Ostravamonas (článek VII). Pro spájivé řasy z rodu Cylindrocystis byla získána vůbec první molekulární, morfologická a cytologická data založená na kulturách izolovaných z Arktidy (článek VIII). Dále se ukázalo, že se v běžných terestrických habitatech stále skrývají nepopsané linie zelených kokálních řas (například rod Lunachloris ze třídy Trebouxiophyceae, článek IX). Standardní molekulární markery se také osvědčily při druhové identifikaci protonemat mechů rostoucích v extrémně kyselém jezeře (článek X). Lze shrnout, že tato disertační práce přispěla k odhalení dosud nepopsané diverzity eukaryotických mikroorganismů v extrémně kyselých a v chladných habitatech. Z předložené práce dále vyplývá, že v extrémních prostředích je diverzita, pokud jde o tradiční chápání druhu, silně podceněná. Konečně výsledky práce ukázaly, že se blízce příbuzné taxony vyskytují v podobných typech extrémních prostředí, i když jsou z geografického hlediska izolované.
Abstract v angličtině:
Abstract The diversity of microalgae from extreme habitats is far from being fully explored and understood. This is due, in part, to limited sampling efforts along with complex algal taxonomy and systematics. In particular, little investigated extremely acidic (pH < 3.0) and polar habitats might veil novel, undescribed species. This doctoral thesis aimed to study algal strains isolated from acidic or acidic and hot, and cold environments using a polyphasic approach. It focused on coccoid (Coccomyxa and Watanabea), monadoid (Chloromonas and its relatives) and saccoderm (Cylindrocystis) green microalgae from the classes Trebouxiophyceae, Chlorophyceae, and Zygnematophyceae, respectively. In addition, coccoid red algae (Galdieria) from the class Cyanidiophyceae were covered. The main research methods included light and transmission electron microscopy combined with Sanger sequencing. Nuclear 18S rDNA and plastid rbcL sequences were used for construction of phylogenetic trees for taxonomic position evaluation. Comparisons of secondary structure models of the highly variable ITS2 rDNA molecular marker served for a more detailed genetic relationship estimation among close relatives. Results have shown that Coccomyxa and Watanabea are present in extremely acidic lakes and that acidity and increased availability of phosphorus may have a significant role in determining their dominance and distribution in freshwater ecosystems (papers I, II). A new habitat – a burning coal spoil heap – was discovered and described for the extremophilic red alga Galdieria sulphuraria (paper III). Meanwhile, a new isolate of Galdieria phlegrea from an acidic but non-thermal habitat suggested wider distribution and higher ecological versatility of the species than previously thought (paper IV). Two new cold-tolerant Chloromonas species from the High Arctic were described (papers V, VI). In addition, Chloromonas was shown to be paraphyletic and temperature was suggested as the main speciation factor (paper VI). Little explored terrestrial lifestyle provided further evidence that terrestrial vs aquatic lifestyle could have significantly influenced evolutionary diversification of the Chloromonadinia phylogroup and a new genus Ostravamonas was proposed (paper VII). The first culture-based molecular and morphological/cytological data of the Arctic Cylindrocystis were obtained (paper VIII). In addition, a new trebouxiophyte lineage Lunachloris isolated from a common terrestrial habitat was described (paper IX), and moss protonemata occuring in extremely acidic lake were identified to the species level using standard molecular markers (paper X). To conclude, this doctoral thesis revealed the novel diversity of eukaryotic microorganisms in extremely acidic and cold habitats. It showed that diversity of extreme environments is highly underestimated in the traditional understanding of species. Finally, it demonstrated that closely related algal strains, and species, are found in similar extreme environments irrespective of their geographic distance.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Dovile Barcyte 33.27 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Dovile Barcyte 186 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Dovile Barcyte 252 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Dovile Barcyte 291 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Petr Dvořák, Ph.D. 2.53 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Christina Bock 497 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 537 kB