Сравнительный анализ структуры дрожжевых сообществ в березняках Европейской части России и Западной Сибири

Юрков, Андрей Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сравнительный анализ структуры дрожжевых сообществ в березняках Европейской части России и Западной Сибири
ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ структуры дрожжевых сообществ в березняках Европейской части России и Западной Сибири"

На правах рукописи

Юрков Андрей Михайлович

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ДРОЖЖЕВЫХ СООБЩЕСТВ В БЕРЕЗНЯКАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ И ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Специальность 03.00.07 - микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре биологии почв факультета почвоведения Московского государственного университета

им. М.ВЛомоносова

Научный руководитель

доктор биологических наук, И.Ю.Чернов

Официальные оппоненты доктор биологических наук

И.И.Сидорова

кандидат биологических наук М.М.Вустин

Ведущее учреждение

Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А.Тимирязева

Защита диссертации состоится 24 января 2006 года в 15 ч. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании Диссертационного совета К 501.001.05 при МГУ им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ

Автореферат разослан " ¿2." ЭислЯрл. 2005 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по адресу. 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор биологических наук

профессор Г.М.Зенова

lo^H

234959$

No $r

К микроорганизмам обычно относятся как к абсолютным космополитам. Считается, что мельчайшие размеры способствуют их безграничному распространению и позволяют находить благоприятные микрозоны в любой, в среднем неблагоприятной для данного вида, среде. Это приводит к тому, что из разных типов почв мы постоянно выделяем одни и те же виды бактерий и микроскопических грибов. В то же время, показано, что обилие многих повсеместно распространенных видов почвенных микроорганизмов закономерно изменяется в зависимости от географической широты. Это позволяет говорить о применимости к микробным сообществам закона географической зональности (Мишустин, 1983; Чернов, 1993). Наиболее подробно исследованы в этом аспекте дрожжевые грибы (Бабьева, 1984; Babjeva, Chernov, 1995; Чернов, 2005).

Сравнительно-географический анализ дрожжевых сообществ, рассматриваемых в биогеоценотическом масштабе, может основываться на разных методических подходах. Один из них - оценка численности и видового состава дрожжей в ряду субстратов, которые соответствуют последовательным стадиям деструкции растительных остатков (живые части растений - отмирающие части - растительный опад - разлагающиеся растительные остатки в почве). Показано, что зональные типы биогеоценозов существенно различаются по характеру изменения структуры дрожжевых сообществ в таких пространственно-сукцессионных рядах (Babjeva, Chernov, 1995; Чернов, 2005). В то же время, это заключение базируется в основном на детальных исследованиях дрожжевого населения всего в нескольких географических пунктах, представляющих различные зональные подразделения (Чернов, 2000). Поэтому остается открытым вопрос, чем обусловлены обнаруженные отличия: широтно-зо-нальными факторами среды или же просто большим пространственным удалением, то есть наличием географических барьеров для расселения дрожжевых грибов. Другими словами, имеющиеся данные не позволяют ответить на вопрос, насколько отличается дрожжевое население почв одного типа, в сходных биогеоценозах, в пределах одной природной зоны, но значительно удаленных пространственно.

родственных штаммов, внутри которых полностью отсутствует филогенетическая структура, выявляемая на основании анализа нуклеотидных последовательностей в наиболее консервативных генах. Оказалось, что виды дрожжей, выделяемые на основании морфо-физиологических признаков, представляют совокупность многих таких «элементарных» видов, по-видимому, больше соответствующих популяционному или даже клональному уровням. При клональном типе расселения вероятность обнаружить тот же клон (геновид) будет значительно больше в том месте, где он был обнаружен ранее, независимо от экологических условий. Следовательно, географическое распределение таких геновидов должно зависеть не только от экологических факторов, но и от конкретного местоположения, близости к центрам их возникновения.

Настоящая работа посвящена сравнительному анализу структуры дрожжевого населения в двух сходных по растительному покрову и типу почв, но географически удаленных биогеоценозах. В качестве примера были выбраны березняки, которые широко распространены на территории России, включая ее Азиатскую часть. В работе проводен сравнительный анализ дрожжевого населения в пространственно-сукцессионных рядах этих биогеоценозов, как на основе традиционных подходов к видовой дифференциации по морфо-физиологическим признакам, так и с помощью современных молекулярно-филогенетических критериев.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Показано, что в однотипных географически удаленных биогеоценозах в пределах одной природной зоны формируются одинаковые по фенотипической структуре дрожжевые сообщества. Впервые проведено сравнительное исследование разнообразия природных дрожжевых сообществ с одновременным использованием синэкологического анализа их фенотипической структуры и современных молекулярно-биологи-ческих методов таксономической дифференциации. Получены сведения о соответствии некоторых операциональных таксономических единиц, выделяемых на основе морфологических и молекулярно-генетических признаков. Показано, что географически удаленные фенотипически идентичные популяции эвритопных видов дрожжей, могут иметь существенные генотипические отличия, которые при этом неодинаково выражены в различных таксономических группах дрожжей. Обнаружены новые природные изоляты редких видов дрожжей (Ск \vieringae, Ск уШопае, С к /оШсо1а, Ск сагпеясепя, Ск ¡ерИке/яя, ЬеисояропсИеПа эрр.).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ Дрожжевая коллекция кафедры биологии почв (КБП) и Всероссийская коллекция микроорганизмов (ВКМ) пополнены штаммами редких видов дрожжей. Данные об экологической приуроченности видов могут быть использованы для направленного поиска штаммов дрожжей, обладающих ценными биотехнологическими свойствами. Впервые проведены исследования описания сообществ дрожжей в биогеоценозах, являющихся эталонами природных ландшафтов (Алтайский государственный заповедник). Эти сведения следует учитывать при проведении экологи* ческого мониторинга территорий. Полученные данные унифицированы и введены в компьютерную базу данных по распространению дрожжей, что позволит их использовать в дальнейшем в учебных целях и для сравнительных почвенно-микробиологических исследований.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты работы были представлены на 7-й и 8-й Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущи-но, 2003, 2004), VI Съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004), на заседаниях и научных семинарах кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 4 тезисов.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, изложения результатов экспериментов и их обсуждения, выводов и списка упоминаемых в тексте литературных источников. Работа изложена на 160 страницах текста, иллюстрирована 40 рисунками, включает 30 таблиц. Список литературы состоит из 160 к наименований.

Я очень признателен своим учителям и наставникам И.П.Бабьевой и И.Ю.Чернову за внимание и помощь в работе, начиная со студенческих лет.

верситете (Португалия), благодаря помощи и поддержке И.Спенсер-Мартинс, А.Фонсека, Ж.П.Сампайо, Ж.Инасио Силва, Л.Алвеш. Работа была выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, фонда «Acordo Cultural Portugal - Russia» (GR1CES) и помощи атташе посольства Португалии М.Гоувейа Фернандес. Я хотел бы поблагодарить сотрудников и аспирантов ФГУП ГосНИИ Генетика Г.И.Наумова, Е.С.Наумову, Ю.В.Иванникову, Н.Н.Сухотину, И.В.Коршунову, Д.О.Газдиева, Е.В.Серпову за помощь в работе с аско-мицетовыми дрожжами. Я благодарен заведующему кафедрой биологии почв МГУ проф. Д.Г.Звягинцеву и всему коллективу кафедры за ценные рекомендации и постоянную помощь. Благодарю И.А.Максимову и А.М.Глушакову за практические советы и поддержку в работе. Сбор материала в Западносибирском регионе стал возможен благодаря помощи профессора НГУ И.В.Стебаева.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования являлись березовые леса на дерново-подзолистых почвах -широко распространенный тип биогеоценоза на территории России, включая ее Азиатскую часть. Исследованные биогеоценозы располагались в Московской оласти: в окрестностях дер. Бурцево Шаховского района и около биостанции Малинки Нарофоминского района, а также на юге Западной Сибири: в окрестностях г. Новосибирска и в Алтайском государственном заповеднике. Дрожжевое население березняка в окрестностях дер. Бурцево было исследовано ранее И.А.Максимовой. Полученные ею данные (Максимова, 2001) были также использованы нами для сравнительного анализа фенотипической структуры дрожжевого населения.

На каждой пробной площадке отбирали образцы различных субстратов, каждый из которых можно отнести к одному из следующих типов: живые надземные части растений, сухие, но не опавшие части растений, растительный опад, находящийся на разных стадиях разложения, различные горизонты подстилки и почвы до глубины 40-50 см. Эти субстраты соответствуют стадиям при разложении растительных остатков, то есть образуют пространственно-сукцессионный ряд.

Для анализа образцы измельчали, из каждого образца отбирали 3-4 навески, которые обрабатывали в стерильной воде на механическом дис-пергаторе или вортексе. Разведения подбирали в зависимости от характера субстрата (от 1:10 до 1:100), таким образом, чтобы на чашке вырастало от нескольких десятков до нескольких сотен дрожжевых колоний.

Каждую навеску высевали в трехкратной повторности на сусло-агар с 40%-ной молочной кислотой (4 мл/л). Посевы инкубировали в холодильнике при температуре около 5°С в течение 2-4 недель. Выросшие колонии дрожжей с помощью бинокулярной лупы разделяли на макро-морфологические типы, которые подсчитывали отдельно. Несколько колоний каждого типа выделяли в чистую культуру и в дальнейшем идентифицировали на основании стандартного набора морфологических и физиологических признаков по определителям (Kurtzman, Fell, 1998; Barnett et.al., 1991) и некоторым более поздним ключам (Esteve-Zarzoso et.al., 2001; Cadez et.al., 2002). Для некоторых таксономических групп в качестве источника углерода использовали ароматические компоненты и группу алдаровых кислот (Fonseca, 1992; Sampaio, 1999).

Для каждого образца определяли общую численность дрожжей в образующих колонии единицах на грамм субстрата (КОЕ/г) и составляли список видов с указанием доли каждого из них.

Анализ генотипической структуры доминирующих видов дрожжевых грибов проводили, применяя широко используемые молекулярно-генетические методы. Конспецифичность аскомицетовых видов дрожжей определяли на основании полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (RFLP). Для базидиомицетовых видов вначале проводили группировку на основании сходства микросателитных профилей с неспецифическими праймерами (MSP-PCR), а затем представителей из каждой группы идентифицировали на основании сиквенса 5,8S-ITS или D1D2 региона рДНК. Изображения электрофореграмм оцифровывали с помощью программы Scion Image (Scion Corporation, 2000) и рассчитывали генетическое расстояние между штаммами. В качестве признаков выступали положение амплифицированного фрагмента и его интенсивность. По полученным данным строили дендрограммы с помощью программы Statistica (StatSoft Inc., 1984-2001), в качестве алгоритма кластеризации использовали метод попарного вычисления расстояния с арифметическим средним (UPGMA).

ОБЩАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ ДРОЖЖЕЙ

Общая численность дрожжей в исследованных березняках составляла 10М05 КОЕ/г на надземных частях растений и снижалась до ЮМ О3 КОЕ/г в подстилке и минеральных горизонтах почвы (рис. 1). Результаты двухфакторного дисперсионного анализа показывают, что средняя численность дрожжей в значительно большей степени зависит от типа субстрата (F=19.3, р<0.01), чем от географического положения

2 3 4 5

Стадии пространственно-сукцессионного ряда

-•- Новосибирская обл.~<>" Московская обл.

Рис. 1. Средняя численность дрожжей в субстратах пространственно-сукцессионного ряда в березняках Московской и Новосибирской областей; субстраты: 1 - зеленые части растений, 2 - сухие части растений, 3 - подстилка, 4 - гумусовый горизонт почвы, 5 - иллювиальные горизонты почвы.

(¥=7.4, р<0.05). В то же время, обращают на себя внимание и некоторые различия в характере распределения дрожжевых грибов в простран-ственно-сукцессионных рядах. В подмосковных березняках численность дрожжей закономерно убывала по мере деструкции растительных остатков, в то время, как в березняке Новосибирской области максимум численности наблюдался не на живых частях растений, а на мертвых, но находящихся на корню. Подобный характер распределения дрожжей ранее неоднократно отмечался в зонах климатического пессимума, например, в арктических тундрах (Чернов, 1985) и в субтропических пустынях (Чернов и др., 1997). По-видимому, он вызван краткостью вегетационного периода и более длительным пребыванием растений в виде «сухостоя». Это же явление характерно и для травянистого покрова березняка в Новосибирской области, в которой хорошо выражен период летней засухи.

ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ДРОЖЖЕВЫХ СООБЩЕСТВ Общее разнообразие. В обоих исследованных березовых лесах разнообразие дрожжевых грибов закономерно снижалось в пространствен-но-сукцессионном ряду. По результатам двухфакторного дисперсионного анализа показатели видового разнообразия дрожжевых сообществ (среднее число видов в образце, индекс Шеннона), в отличие от общей численности, зависят, прежде всего, от географического положения. На всех субстратах разнообразие дрожжей было в среднем ниже в Западной

Стадии пространственно-сукцессионного ряда

Новосибирская обл. -О" Московская обл.

Рис. 2. Видовое разнообразие дрожжей в субстратах пространственно-сукцессионного ряда в березняках Московской и Новосибирской областей; 1-5 - см. рис. 1.

Сибири, в сравнении с Московской областью (рис. 2). Более низкое разнообразие дрожжей в этом районе хорошо иллюстрируется также сравнением кумулят роста числа выделенных видов в зависимости от числа проанализированных образцов (рис. 3). Возможно, это также связано с большей континентальностью климата Западной Сибири.

Всего в исследованных березняках при идентификации по морфологическим и физиологическим признакам было обнаружено 32 вида

10 20 30 40 50 60 Число проанализированных образцов

Рис. 3. Кумуляты числа обнаруженных видов в зависимости от числа проанализированных образцов: 1 - Московская обл.. 2 - Новосибирская обл.

дрожжей: 22 вида в Новосибирской области и 30 видов в Подмосковье. Максимальным разнообразием характеризовались базидиомицетовые дрожжи, среди которых наибольшее количество видов принадлежало к анаморфным родам Cryptococcus и Rhodotorula. К особенностям таксономического состава дрожжевого населения Подмосковных лесных биогеоценозов можно отнести высокую долю аскомицетовых дрожжей и значительное видовое разнообразие родов, представляющих анаморф-ные стадии дрожалковых грибов, телеоморфы которых способны к образованию плодовых тел на мертвой древесине (Максимова, 2001).

Доминирующие виды. При сравнительном анализе таксономической структуры дрожжевых сообществ в березняках Подмосковья и Новосибирской области не было обнаружено существенных различий в составе доминирующих видов дрожжевых грибов. На растительных субстратах в обоих биогеоценозах преобладали широко распространенные эпи-фитные виды Cryptococcus laurentii, Cr. albidus, Rhodotorula fujisanensis, Sporobolomyces roseus, а в почве - типичный педобионт Cryptococcus terrícola. Двухфакторный дисперсионный мультивариантный анализ показал, что основное влияние на соотношение обилий видов оказывает тип субстрата в пространственно-сукцессионном ряду, а не географическое положение. Доминирующие виды не только не отличались в исследованных биогеоценозах по средним величинам обилия, но и одинаковым образом были распределены по типам местообитаний (рис. 4).

Различия в относительном обилии минорных видов. Из верхних горизонтов дерново-подзолистой почвы березняка Новосибирской области регулярно выделялись дрожжи, фенотипически соответствующие описанию вида Cryptococcus diffluens. Этот вид является типичным обитателем почв засушливых областей (Чернов и др., 1997), а также часто обнаруживается в воздухе, в пыли и в других субстратах, которые характеризуются низкой влажностью (Глушакова и др., 2004). Известно, что этот вид способен переносить длительное обезвоживание в неактивном состоянии за счет формирования капсулированных хламидоспоропо-добных клеток (Аксенов и др., 1972). Обнаружение этого вида дрожжей в почве березняка из Новосибирской области, по-видимому, связано с большей континентальностью климата в регионе и, как следствие, более длительным пересыханием почвы, особенно верхних слоев. Cryptococcus diffluens практически не обнаруживался в почвах Московской области.

В березовом лесу Московской области оказалось существенно выше относительное обилие типичных сапробионтных видов Cystofilobasidium capitatum и Trichosporon pullulans, характерных для подстилок северных

S. roseus

Пункт: F=0.1 p=0.82 Субстрат: F=2.5 p=0.014

C. terricola

Пункт: F=15.6 p<0.01

Субстрат: F-74.2 pO.OI

80 60 40 20 0

C. capitalum Пункт: F=5.1 p=0.02 Субстрат: F=0.5 p=0.76

C. diffluens Пункт: F=8.0 p<0.0l Субстрат: F=7.4 p<0 01

12345 12345 Стадии пространственно-сукцессионного ряда

-о-. Московская обл.

Новосибирская обл.

Рис. 4. Относительное обилие видов дрожжей в различных субстратах пространственно-сукцессионного ряда в березняках Московской и Новосибирской областей: примеры видов с наиболее достоверными изменениями численности по результатам двухфакгорных дисперсионных анализов; 1-5-см. рис. 1.

лесов. В разлагающихся растительных остатках более южных регионов эти дрожжи не обнаруживаются (Чернов, 2000).

Обращает на себя внимание также отличие исследованных биотопов по соотношению аскомицетовых и базидиомицетовых дрожжей. В березовых лесах Московской области среди субдоминантных и минорных видов дрожжей присутствовали аскомицетовые виды, представители родов Candida, Pichia, Debaryomyces, Metschnikowia, Hanseniaspora (Максимова, 2001). В березняке Новосибирской области аскомицетовые дрожжи были очень редки и их выделения ограничены единичными штаммами. Известно, что низкое обилие или даже полное отсутствие аскомицетовых дрожжей в почве и на растительных субстратах - характерная черта экстремальных местообитаний, таких как высокогорья, тундровая и пустынная зоны (Babjeva, Chernov, 1995).

Еще одно достоверное отличие видовой структуры исследованного березняка из Новосибирской области - полное отсутствие архиаскоми-

цетовых дрожжей рода Ьа1апа, являющихся анаморфами фитопатоген-ных грибов рода ТарИппа. Грибы этого рода неоднократно выделялись с растительных субстратов, преимущественно березы, в Европейской части России: на Звенигородской биостанции (Бабьева и др., 1973), Беломорской биостанции (ВаЬ'еуа, ЯезЬ^оуа, 1998), в Окском заповеднике (Бабьева, 1995), в Центральном лесном заповеднике (Максимова, 2001). Указывалось, что это, в частности, виды близкие к виду Т. ЬешИпа, телео-морфная стадия которого является патогеном березы.

Таким образом, по фенотипической структуре дрожжевого населения исследованные березняки оказываются очень схожими по набору доминирующих видов, которые, к тому же, одинаковым образом распределены по различным типам субстратов. Наряду с этим, имеются и определенные особенности, отличающие березняк из Западной Сибири от Подмосковных, которые, по-видимому, являются следствием локальных климатических особенностей Западносибирского региона, в частности, большей континентальности и засушливости летнего периода.

Ординация дрожжевого населения березняков. Чтобы сравнить дрожжевое население исследованных березняков с ранее изученными биогеоценозами лесной зоны, нами была проведена ординация всех проанализированных нами образцов, а также дополнительно образцов почв и растений березняков в Московской области и ельника-черничника в Тверской области, изученных ранее (Максимова, 2001). В качестве признаков использованы относительные обилия видов в каждом образце. Результаты ординации показали, что березовые леса, независимо от их географического положения, близки по соотношению обилий доминирующих видов и значительно отличаются Рис. 5. Ординация образцов почв и растений в различ-от ельника (рис. 5). ных типах лесных биогеоценозов по видовой струюу-По первой дискри- Ре дрожжевого населения методом дискриминантнот минантной функции анализа.

4 3 2

«ч I «

1°

-1

-2

-3

.-•"®""Бере1Няк, Московская обл.

* \

Г?'"Т.......—-Ельник, Тверская обл

-3-2 -10 1 2 3 4 5 Функция I

вообще не происходит заметного разделения двух березняков. Если же рассматривать только березовые леса, то видовая структура дрожжевого населения в них определяется в основном типом микроместообитания, а не географическим положением. Это хорошо видно из результатов ординации четырех типов субстратов (живые части растений, свежий опад, разлагающиеся части растений в подстилке, минеральные горизонты почв) по структуре их дрожжевого населения в разных регионах (рис. 6).

Таким образом, дрожжевое население однотипных биогеоценозов, несмотря на значительное пространственное удаление, оказывается очень близким как по численности, так и по видовой структуре. Некоторые различия, отмеченные выше, по-видимому, обусловлены небольшими климатическими отличиями регионов, в частности большей континентальностью Сибири. Полученные данные можно рассматривать, как подтверждение того, что в распространении микроорганизмов действительно отсутствуют географические барьеры, и таксономическая структура микробных сообществ определяется лишь факторами среды.

ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ДРОЖЖЕВОГО НАСЕЛЕНИЯ

До сих пор речь шла о так называемых «крупных» фенотипических видах, которые выделяются по совокупности морфологических и физиологических признаков. Многие из этих признаков носят адаптивный характер. Поэтому вполне естественно, что в одинаковых биогеоценозах формируется сходная фенотипическая структура дрожжевого населения. Мы предположили, что ситуация может существенно измениться, если к выделению видов подойти на другой методологической основе.

Традиционным для видовой дифференциации дрожжей является использование морфологических, физиологических и биохимических признаков. Однако развитие молекулярно-биологических методов, та-

0.9 п

/¿•Г /А*

0.8 'й'

/о\

07 1 >

§ 0.6

0.5

0.4

Опад

Почва 'а' 4

,'а < Подстилка--'

-0.8 -0.4 0.0 0.4 0.8 Фактор 1

° Московская обл Новосибирская обл

Рис. 6. Ординация различных типов субстратов по видовой структуре дрожжевого населения методом главных компонент на основании относительного обилия видов.

ких как ПЦР-анализ и секвенирование рДНК, существенно изменили представление о природе вида у дрожжей. Было показано, что многие эврибионтные фенотипические виды дрожжей, часто обнаруживаемые в различных местообитаниях, генотипически гетерогенны. На этом основании они были разбиты на ряд близкородственных видов, которые, по-видимому, часто соответствуют популяционному уровню. Поскольку решающим критерием в выделении таких видов являются различия в нуклеотидных последовательностях консервативных генов (рДНК), то оно отражает не общее сходство организмов, а степень их родства, общность происхождения.

Важная особенность дрожжевых грибов заключается в том, что для многих широко распространенных видов не выявлено совершенной стадии. Существует мнение, что половой процесс у таких видов мог быть утерян в процессе эволюции, и их размножение происходит исключительно вегетативно, а, следовательно, все потомство будет являться клонами. Поэтому возрастает вероятность того, что «элементарные» виды, выделенные из одного конкретного пункта и вычлененные только на основании строения генотипа (геновиды), могут являться продуктом вегетативного размножения и последующего расселения. При клональном типе расселения вероятность обнаружить тот же клон (геновид) будет значительно больше в том месте, где этот клон был уже обнаружен ранее, независимо от экологических условий. Для проверки этого нами было проведено сравнительное исследование некоторых преобладающих в березняках Подмосковья и Западной Сибири видов дрожжей на основе консервативных молекулярно-биологических признаков. Для этого было выбрано 10 видов на основании следующих критериев: а) постоянное обнаружение их на сходных субстратах в обоих регионах; б) полное отсутствие значимых фенотипических отличий от соответствующих стандартных описаний; в) минимальный уровень фенотипической внутривидовой изменчивости; г) наличие в литературе сведений о генетической неоднородности вида.

Генотипическую неоднородность изучали, применяя метод ПЦР с неспецифическими праймерами: (ОТС)5, (ОАС)5, (АТС)3, М13, в зависимости от анализируемого таксона. Из кластеров, полученных при обработке результатов электрофоре грамм, по несколько представителей идентифицировали на основании нуклеотидной последовательности консервативных генов: 5,88-1Т8 фрагмента и ВЮ2 региона рДНК.

Аскомицетовые дрожжи

Среди аскомицетовых дрожжей, выделенных в исследуемых березняках, указанным выше критериям в наибольшей степени соответствовали Hanseniaspora guilliertnondii, Torulaspora delbrueckii и Debaryomyces hansenii. Конспецифичность штаммов, отобранных для исследования была подтверждена анализом длин рестрикционных фрагментов с эн-донуклеазами НаеIII, Hinfll. Построенные на основании проведенного ПЦР-анализа с праймерами (GTG)S и (ATG)S дендрограммы сходства * ПЦР-профилей показали, что изученные штаммы всех трех видов груп-

пируются в кластеры в зависимости от региона их выделения (рис. 7). k Внутривидовая гетерогенность

этих видов дрожжей была неоднократно показана и ранее (Romano et.al., 1996; Esteve-Zarzoso et.al., 2001 ; Cadez et.al„ 2002; Cadez et.al., 2003). Однако при этом не удавалось связать генотипическую изменчивость с каким-либо фактором, например, субстратом или регионом выделения. Стандартизация субстратов выделения позволила нам нивелировать влияние экологических факторов и обнаружить влияние места выделения на генотипические характеристики штаммов одного вида. Обнаруженные различия в ПЦР-профилях у рассматриваемых видов дрожжей ' можно трактовать, как географичес-

кие расы. При этом штаммы одного л вида, выделенные из сходных место-

обитаний в областях с одинаковыми климатическими условиями, но на Рис 7 кластерный анализ штаммов значительном пространственном аскомицетовых дрожжей, основан-удалении, не имеют отличий по мор- НЬщ на сходстве микросателитных фологическим и физиологическим профилей; виды: а - Hanseniaspora признакам, но достаточно четко раз- guilUermondii, б - Tomlaspora delbru-личаются по более консервативным eckii, в - Debaryomyces hansenii; реги-признакам, которые способен вы- оны выделения: Г-Западная Сибирь, явить ПЦР-анализ ДНК. 11 - Подмосковье.

-С

-Í

нее-1-4

нсс-8-1

нсс-8-2

нсс-31-1

нсс-32-5

ясс-32-7

нсд-3-1

нсд-3-3

нсд-3-7

Тог-1

Тог-2

Тог-3

нсо-17-2 нсо-18-4 нсо-19-2 нсо-21-5 нсо-15-6 псо-10-1 нсо-86-1

20 40 60 80 100 Сходство, %

Базидиомицетовые дрожжи

Среди базидиомицетовых дрожжей для проведения сравнительно-популяционного исследования были выбраны доминирующие виды: Cryptococcus terrícola, Cr. podzolicus,Cr. albidus,Cr. diffluens,Cr. laurentii, Sporobolomyces rosetis, Rhodotorula minuta, Rh. Jujisanensis. Все эти виды широко распространены в лесной зоне на различных субстратах, имеют широкую норму реакции, очень вариабельны по морфологическим и физиологическим признакам. В тоже время, эти группы легко дифференцируются друг от друга при массовых учетах, и поэтому служили в качестве операциональных таксономических единиц во многих предшествующих исследованиях (Babjeva, Chernov, 1995; Чернов, 2000). При генотипическом сравнении представителей этих видов, выделенных в исследованных биотопах, нами были получены следующие результаты.

Rhodotorula fujisanensis. Так как недавно была описана совершенная стадия этих дрожжей - Curvibasidium cygneicollum (Sampaio et.al., 2004), то мы проверяли конспецифичность исследуемых штаммов скрещиванием с типовыми штаммами С. cygneicollum, соответствующими двум типам спаривания: МТ Al и МТ А2. Для трех штаммов наблюдали образование мицелия с телиоспорами при скрещивании с тест-штаммом МТ Al. Для штаммов, которые не дали положительного результата в тесте на скрещивание, было проведено секвенирование D1D2 региона 26S рДНК. Полученная последовательность соответствовала виду Rh. Jujisanensis.

Для изучения генотипической вариабельности исследуемых штаммов Rh. fujisanensis был проведен ПЦР-анализ. Лучшую разрешающую способность дали праймеры (GAC)}. Из результатов кластерного анализа ПЦР-профи-лей видно, что изученные штаммы группируются в зависимости от региона их выделения (рис. 8).

Таким образом, фенотипический вид Rh. Jujisanensis, вероятней всего, соответствует одному биологическому виду С. cygneicollum. Штаммы, выделенные в разных регионах проявляют дифференциацию, которую можно трактовать как географические расы.

- AY25

- AY29

- AY26' _i AY27

'AY 28.

-AY 301

-AY31

0 20 40 60 80 100 Сходство,%

Рис. 8. Кластерный анализ штаммов Rh.fujisanansis, основанный на сходстве микросателитных профилей; регионы выделения: I - Западная Сибирь, II - Подмосковье, III - Камчатка.

Rhodotorula minuta. Легко узнаваемый по морфологическим признакам анаморфный вид, который часто выделяется в различных географических регионах в основном с живых и разлагающихся частей растений (Чернов, 2000). Таксономические исследования последних лет показали наличие комплекса видов, фенотипически сходных с Rh. minuta, но отличающихся от последнего по нуклеотидным последовательностям консервативных генов. Они были описаны в качестве самостоятельных видов Rh. pinícola, Rh. laryngis, Rh. slooffiae. Выделенные нами штаммы, идентифицированные по морфологическим и физиологическим признакам как Rhodotorula minuta, представляли собой гомогенную группу с незначительными различиями. Их сравнительное молекулярно-генети-ческое исследование проводили, используя праймер (GAC)3, т.к. он обладал наилучшей разрешающей способностью для данной группы. Результаты разделения ДНК-профилей показали, что 4 из 5 исследованных штаммов дают почти идентичную электрофореграмму, по которой они наиболее сходны с типовым штаммом Rh. pinícola. Пятый штамм был наиболее близок к типовому Rh. slooffiae. Результаты принадлежности исследованных штаммов к этим двум видам были также подтверждены секвенированием D1D2 региона рДНК.

Таким образом, результаты исследования представителей феноти-пического вида Rh. minuta, выделенных в березовых лесах, показали, что они представлены, по карйней мере, двумя близкими геновидами: Rh. pinícola и Rh. slooffiae, входящими в состав клада Naohidea-Minuta. При этом в Западносибирском регионе были выделены оба указанных вида, а в Подмосковье - только Rh. pinícola. Показано, что в Западной Европе дрожжи, фенотипически идентифицирующиеся как Rh. minuta, представлены в основном геновидом Rh. slooffiae. Не исключено, что эти, описанные на основании генетических отличий виды, являются ал-лопатрическими популяциями одного эвритопного вида Rh. minuta.

Sporobolomyces roseus. Пигментированные дрожжи родов Sporobolomyces и Rhodotorula, относящиеся к порядку Sporidiobolales (так называемые «красные дрожжи») относятся к типичным обитателям филлосферы. Большинство из них по фенотипическим признакам идентифицируется как Sporobolomyces roseus. В тоже время, недавно было показано, что этот вид представляет таксономически гетерогенную группу с точки зрения молекулярной филогении (Bai et al., 2002; Fell et.al., 2002). В ходе нашего исследования также постоянно выделялись штаммы, по фенотипическим признакам сходные с видом Sp. roseus. Однако в этой группе наблюдалась значительная вариабельность по физиологи-

ческим признакам. Кроме того, серьезным отличием многих штаммов от стандартного описания Sp. roseus было отсутствие способности к образованию баллистоспор. Тем не менее, несмотря на очевидную неоднородность выделенных штаммов, достоверно разделить их на группы во время массового учета не представляется возможным, так как вариабельность признаков у них носит непрерывный характер. Поэтому при массовой фенотипической идентификации все штаммы этой группы были обозначены как «Sporobolomyces roseus».

Для определения генотипической структуры исследуемой группы мы использовали ПЦР-анализ с праймером MI3, т.к. он обеспечивал наиболее четкий результат разделения амплифицированных фрагментов. Для сравнения был использован типовой штамм Sporobolomyces roseus. Однако полученные ПЦР-профили отличались от профиля типового штамма. По результатам секвенирования нуклеотидных последовательностей D1D2 региона, исследованные дрожжи были отнесены к двум различным видам: Sporobolomyces roseus - штаммы, образующие бал-листоспоры и выделенные в подмосковных березняках, и Rhodosporidium babjeviae - остальные штаммы, включая все изоляты из Западносибирского березняка. Эти результаты показывают, что при количественных экологических исследованиях, включающих массовую идентификацию по морфологическим признакам, эти виды не могут быть надежно разделены, и их целесообразно рассматривать в качестве одной операциональной таксономической единицы. Несовершенная стадия дрожжей Rh. babjeviae часто встречается в природе и представляет определенную сложность для идентификации даже при анализе нуклеотидных последовательностей рДНК (Sampaio et.al., 2001).

Полученные результаты выявили и определенные географические отличия в составе «красных дрожжей»: Sp. roseus был обнаружен только в Подмосковье, в то время как в Новосибирском березняке все красно-окрашенные дрожжи были представлены видом Rh. babjeviae.

Cryptococcus albidus. Значительная часть выделенных в обоих исследованных районах штаммов была представлена филобазидиевыми крип-тококками, соответствующими стандартному описанию Cryptococcus albidus. Характерной особенностью этой, заведомо таксономически гетерогенной, группы является высокая степень фенотипической изменчивости, которая, тем не менее, имеет непрерывный характер, которую можно наблюдать на большой выборке изолятов. В то же время, около 90% выделенных нами изолятов представляли достаточно гомогенную по морфолого-физиологическим свойствам группу, из которой для дальней-

шего исследования было отобрано 20 штаммов. Привлечение тестов на ассимиляцию ароматических компонентов и алдаровых кислот показало, что основная масса штаммов из этой группы соответствует не Cr. albidus, а соседнему кладу филобазидиевых Magnus. По результатам всех тестов штаммы разделили на две группы, которые различались по ассимиляции рибита, D-глюкозамина и парагидроксибензойной кислоты. Для более детального определения таксономического положения этих штаммов осуществляли их группировку по результатам ПЦР с неспецифическим праймером (GTG)5 и последующей идентификацией представителей по строению 5,8S-ITS региона рДНК. Результаты ПЦР-анализа (рис. 9) подтвердили предварительный вывод, полученный из анализа дополнительных ассимиляционных тестов, что штаммы, идентифицированные на основании стандартного спектра признаков как Cr. albidus, представляют два разных вида. По совокупности всех исследованных признаков первая и самая обширная группа штаммов была идентифицирована как Cr. wieringae, вторая - как Cr. magnus.

Следует подчеркнуть, что на основании стандартного спектра признаков эти виды не отличимы от Cr. albidus, который ранее неоднократно отмечался в качестве доминирующего эврибионтного вида в самых разных географических районах. Несмотря на обилие данных, до сих пор не удалось установить достоверных закономерностей в его распространении (Babjeva, Chernov, 1995; Чернов, 2000). Проведенное нами исследование этого фенотипического вида может послужить толчком для ревизии результатов более ранних исследований. Оно показывает,

Сходство,

' AY53 Л

■ AY61 ' AY63 ' AY57 ' AY58

■ AY62 ' AY64 ' AY67 ' AY69 " AYS4

■ AY66 • AY72

■ AY65

100

Рис. 9. Кластерный анализ штаммов фенотипического вида О: а1ЫИш, основанный на сходстве микросателитных профилей; филогенетические виды: I - С г. \vieringae, II - Сг. magnus.

что фенотипический вид Cr. albidus представляет собой комплекс видов, каждый из которых может иметь собственные закономерности распространения в природе. В то же время, в нашем исследовании разделение штаммов на указанные два вида никак не коррелировало ни с районом, ни с субстратом, из которых они были выделены. Разработка методов быстрой идентификации этих видов и дальнейшее изучение их распространения в различных регионах является важной задачей экологии дрожжей. Таким методом может быть использование физиологических тестов с расширенным набором источников углерода (ароматических соединений и алдаровых кислот), которое дает результат полностью сопоставимый по разрешающей способности с группировкой на основании сравнения ДНК-фингерпринтов и секвенирования рДНК.

Cryptococcus diffluens. Разновидность Cryptococcus albidus var. diffluens обрела статус самостоятельного вида сравнительно недавно после серии молекулярно-биологических исследований (Fell et.al., 2000; Scorzetti et.al., 2002). Несмотря на то, что ассимиляционный спектр у филобазидиевых криптококков очень похож, дрожжи, которые авторы во многих предшествующих исследованиях относили к Cr. albidus var. diffluens, обладают характерными макро- и микроморфологическими признаками: круглыми мелкогранулированными клетками и характерным «пухлым» штрихом. Штаммы с такой морфологией, и по физиологическим признакам соответствующие стандартному описанию Cr. albidus var. diffluens, наиболее часто обнаруживаются в условиях низкой влажности: в аридных биогеоценозах (Чернов и др., 1997), в комнатной пыли (Глушакова и др., 2004) и т.п. Во всех этих исследованиях Cr. diffluens идентифицировали исключительно на основании морфологических признаков.

Мы провели более детальное исследование таксономической принадлежности 10 выделенных нами штаммов, первоначально также идентифицированных как Cr. diffluens. Для сравнения были использованы также штаммы из коллекции КБП, выделенные в пустыне Негев (Чернов и др., 1997). По результатам ассимиляционных тестов с расширенным набором источников углерода, все штаммы были отнесены к виду Cryptococcus albidus sensu stricto. Для более детального определения таксономической структуры этой группы мы использовали метод ДНК-фингерпринтов с праймером (GTG)5. По результатам этого анализа все штаммы разделились на две группы, которые, тем не менее, не соответствовали ни региону, ни субстрату выделения. Представители каждой из групп были идентифицированы по строению 5,8S-ITS региона рДНК. По результа-

там секвенирования все они были идентифицированы как Cryptococcus albidus в кладе Albidus филобазидиевых.

Таким образом, проведенный таксономический анализ группы показал, что штаммы, ранее по морфологическим и физиологическим характеристикам идентифицируемые как Cr. diffluens, согласно дополнительным физиологическим тестам и молекулярно-генетическим характеристикам, представляют собой вид Cr. albidus.

Cryptococcus terrícola, широко распространенный педобионт, который можно выделить практически из любого почвенного образца в умеренных широтах. До недавнего времени этот вид также рассматривался как синоним Cryptococcus albidus (Kreger van-Rij, 1984). Однако, в силу характерной морфологии и четко выраженной приуроченности к минеральным горизонтам почв, на протяжении всего периода исследований на кафедре биологии почв МГУ он учитывался в качестве самостоятельной таксономической единицы (Чернов, 2000).

Выделенные штаммы Cr. terrícola по результатам стандартных и дополнительных тестов на ассимиляцию, проявляли некоторую изменчивость, которая, однако, была значительно меньшей в сравнении с остальными представителями филобазидиевых и тремелловых криптокок-ков. Исследования генотипической структуры этого вида проводили на основании сходства ДНК-фингерпринтов с использованием праймеров (GTG).. Для всех штаммов, включая типовой, были получены практически идентичные ПЦР-профили, количественное сравнение которых с помощью оцифровки электрофореграмм показало сходство, превышающее 90%. При этом штаммы никак не группировались в зависимости от региона их выделения или морфо-физиологических особенностей.

Для подтверждения таксономического положения этих штаммов проводили секвенирование 5,8S-ITS региона рДНК, наиболее полиморфного для рассматриваемой группы. Полученные последовательности полностью совпадали с таковой для типового штамма Cr. terrícola. Таким образом, дрожжи, идентифицируемые по фенотипическим признакам как Cr. terrícola, полностью соответствуют этому виду и по молекулярно-генетическим признакам. При этом некоторая фенотипическая вариабельность не коррелирует ни с результатами ДНК-фингерпринтинга, ни с группированием по последовательностям рДНК.

Cryptococcuspodzolicus. Данный вид, легко узнаваемый по характерным морфологическим признакам, считается индикаторным для подзолистых и некоторых других кислых почв (Бабьева, Решетова, 1975). Все

штаммы, выделенные нами в исследованных биотопах и отнесенные к этому виду, по совокупности морфолого-физиологических признаков представляли очень компактную группу и полностью соответствовали стандартному описанию Cr. podzolicus. Для более детального исследования было выбрано 6 штаммов. Результаты ассимиляционных тестов с использованием ароматических Рис. 10. Кластерный анализ штаммов соединений и алдаровых кислот фенотипического вида Cr. podzolicus, ос- выявили среди них лишь незна-нованный на сходстве микросателитных чительные отличия, профилей; регионы выделения: I - За- Как и в других случаях, про-падная Сибирь, II - Подмосковье. водили группировку штаммов

используя результаты ПЦР с микросателитными праймерами (GTG)5 и М13. При использовании всех праймеров качество разделения фрагментов и интенсивность их окраски была сопоставимой. Это позволило нам построить суммарную дендро-грамму по совокупности всех полученных электрофореграмм (рис. 10). Характер связей в результирующей и отдельных дендрограммах для каждого из праймеров был одинаковый: штаммы группировались в соответствии с местом их выделения. Это может служить иллюстрацией того, что микросателитные ПЦР-профили могут отражать общность происхождения на видовом и подвидовом уровне, то есть рассматриваться в качестве консервативных признаков. Проведенное секвенирование D1D2 региона 26S рДНК подтвердило принадлежность исследованных штаммов к виду Cr. podzolicus.

Таким образом, два наиболее типичных для бореального пояса вида почвенных дрожжей имеют совершенно разные особенности генетической изменчивости. Если все исследованные штаммы Cr. terrícola были практически идентичны, то Cr. podzolicus проявляет внутривидовую ге-нотипическую изменчивость, которую можно интерпретировать как наличие географических популяций.

Cryptococcus laurentii. Тремелловые дрожжевые грибы, по мор-фолого-физиологическим признакам соответствующие описанию Cr. laurentii, относятся к типичным эпифитам и постоянно выделяются

AY 32 1 AY36 Тип AY 33" A Y 34 AY 35 „

0 20 40 60 80 100 Сходство, %

в разных географических регионах (Babjeva, Chernov, 1995). Молеку-лярно-биологические исследования показали полифилитичность тре-мелловых базидиомицетов, в том числе относимых по фенотипическим признакам к Cr. laurentii (Fell et.al., 2000). В последнее время в результате ревизии коллекционных штаммов, представлявших вид Cr. laurentii, было описано несколько новых самостоятельных видов (Sugita et.al., 2000; Takashima et.al., 2003). Однако какова распространенность в природе этих, фенотипически близких к Cr. laurentii видов, не известно.

Для дальнейшего исследования нами было отобрано 30 штаммов, соответствующих описанию Cr. laurentii. По результатам многократно проведенных стандартных ассимиляционных тестов они были разбиты на 5 групп, внутри которых практически отсутствовала вариабельность по физиологическим признакам. Однако при этом среди штаммов наблюдался значительный морфологический полиморфизм, особенно по форме и пигментации колоний. Некоторые штаммы при рассевах образовывали несколько типов колоний, устойчивых при дальнейших пересевах и различавшихся по некоторым физиологическим признакам. Они были разделены на макроморфологические разновидности, которые в дальнейшем анализировали как самостоятельные изоляты.

Предварительную группировку проводили с использованием тестов на ассимиляцию ароматических соединений и алдаровых кислот. Большинство исследованных штаммов соответствовали спектру, типичному для тремелловых дрожжей. Однако несколько штаммов ассимилировали ароматические соединения, например, ванильную и феруловую кислоты, что нехарактерно для этой группы грибов (Fonseca et.al., 2000).

Исследование генотипической структуры дрожжей, фенотипически соответствующих С г. laurentii, проводили с использованием ПЦР-анали-за. Наилучшая разрешающая способность отмечена при использовании праймеров (GAC)5 и (GTG)r Предварительные исследования показали генетическую идентичность морфологически полиморфных штаммов. Поэтому из дальнейшего таксономического исследования мы исключили такие клоны.

По результатам ПЦР-анализа большая часть исследованных штаммов образовала компактную группу, от которой значительно отличались только два штамма (рис. 11). Точную видовую принадлежность определяли анализом D1D2 региона большой субъединицы рДНК. Результаты идентификации показали, что большая часть природных изолятов, идентифицированных изначально как Ск laurentii, являются группой близкородственных видов: Cr. victoriae, Cr. camescens, Cr. foliicola, Cr. tephrensis.

АУ100** АУ94**

АУ103**

АУ104**

АУ78

АУ92

АУ95 **

АУ70

АУ73

АУ98

АУ87»

АУ89

АУ91

АУ99

АУ76

АУ96

АУ93

АУ97

АУ81

АУ88

АУ82

АУ84

100

Сходство,%

Рис. 11. Кластерный анализ штаммов фенотипического вида Сг. 1аигепШ, основанный на сходстве микросателитных профилей; виды, идентифицированные секвенированием Е)Ш2 региона 26Я рДНК: * - Сг. сатезсепэ, ** — Сг. 1еркгепв'15, остальные — Сг. уШопае.

При этом физиологические и генетические свойства штаммов коррелировали с макроморфологическими особенностями. Штаммы, выделенные в Западносибирском регионе идентифицированы только как Сг. уШопае и Сг. в то время как в березняках Европейской части России

были выделены еще и Сг. сагпевсет, Ск/о1исо1а. Если рассматривать только штаммы, относящиеся к кладу У^опае, то заметно их разделение на две группы в соответствии с местом их выделения.

Дрожжи Сг. чШопае неоднократно выделялись с растительных субстратов в различных регионах с умеренным климатом (Аляска, Западная Сибирь, Подмосковье, Германия). По-видимому, геновиды клада УюЬпае целесообразно рассматривать как разновидности одного крупного эпифитного вида, соответсвующего также фенотипическому описанию Сг. 1аигетИ. Безусловно, филогенетические различия между типовым штаммом Сг. 1аигепШ и представителями клада Укюпае убедительны. Однако ранее накопленные многочисленные данные по распространению в природе относятся ко всей совокупности этих элементарных видов, соответствующей фенотипическому описанию Сг. 1аигепШ. Особенности их распространения еще предстоит изучить.

выводы

1. В однотипных географически удаленных биогеоценозах в пределах одной климатической зоны формируются одинаковые по феноти-пической структуре дрожжевые сообщества. В обоих исследованных березняках в качестве доминантов выступают одни и те же фенотипи-ческие виды дрожжей: Cryptococcus albidus, Cr. laurentii, Cr. podzolicus, Cr. terrícola, Sporobolomyces roseus-Rhodosporidium babjeviae, Rhodo-torula fujisanensis, Rh. minuta среди базидиомицетов и Hanseniaspora guilliermondii, Debaryomyces hansenii, Torulaspora delbrueckii - среди аскомицетов. Распределение этих видов по типам местообитаний и их экологические преферендумы также одинаковы в обоих биогеоценозах.

2. Применение генотипических методов таксономической дифференциации дрожжей позволяет обнаружить различия в дрожжевом населении однотипных удаленных биогеоценозов. Однако эти различия относятся скорее к популяционному, чем к видовому уровню.

3. Географические популяции, выявляемые генотипическими методами, по-разному выражены в различных таксономических группах дрожжей.

У телеоморфных аскомицетовых видов (Я. guilliermondii, D. hansenii, T. delbrueckii) наблюдается четкая внутривидовая дифференциация в зависимости от района выделения.

Среди базидиомицетовых дрожжей выделяются три группы видов: 1) формирующие географические популяции (Rh. fiijisanensis, Cr. podzoilicus, группа Cr. victoriaé), 2) генотипически идентичные независимо от места выделения (Ск terrícola, группа Rh. minuta), 3) характеризующиеся высокой генотипической изменчивостью, не коррелирующей с районом выделения (филобазидиевые Cr. albidus и Cr. magnus).

4. Проведенные сравнения показывают, что выделение видов дрожжей на основе фенотипических и генотипических признаков имеет разный смысл. Виды, выделяемые по морфолого-физиологическим признакам, занимают одну экологическую нишу, и их распределение определяется экологическими факторами. Однако сравнительный генотипический анализ представителей этих видов показывает, что они могут состоять из разных популяций, соответствующих понятию географической расы.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Юрков A.M., Максимова И.А., Чернов И.Ю. Сравнительный анализ структуры дрожжевых сообществ в березняках Европейской части России и Западной Сибири. Микология и фитопатология, 2004, т. 38, №6, с. 71-79.

Юрков A.M. Первое выделение дрожжей Saccharomyces paradoxus в Западной Сибири. Микробиология, 2005, Т.74, № 3, с. 533-536.

Юрков A.M., Чернов И.Ю. Географические расы некоторых видов ас-комицетовых дрожжей в Московской и Новосибирской областях. Микробиология, 2005 , т. 74, № 4, с. 687-692.

Юрков A.M., Максимова И.А. Структура сообществ почвенных дрожжей в однотипных географически удаленных биогеоценозах. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск, 9-13 августа 2004 г. Новосибирск: «Наука-Центр», 2004, с. 699.

Yurkov A.M., TiunovA.V. Metabiotic activity of earthworms affects patterns of microbial succession in plant litter. Abstracts of XIV International Colloquium on Soil Zoology and Ecology. Rouen, France, 30 August-3 September 2004. 2004, p. 147.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж ¡00 экз. Заказ № 7О

РНБ Русский фонд

2007-4 1405

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Юрков, Андрей Михайлович

Введение Обзор литературы

Эколого-географическое направление в почвенной микробиологии

Вертикально-ярусный подход

Географические закономерности распространения дрожжей

• Широтно-зональные закономерности

• Региональные различия дрожжевого населения Географическое распространение разновидностей Cryptococcus albidus

Внутривидовая генетическая вариабельность дрожжей и ее связь с географическим распространением

• Saccharomyces paradoxus

• Cryptococcus neoformans

• Candida sonerensis Диморфные грибы рода Taphrina

• Аскомицетовые дрожжи, выделенные из молочного производства

Дрожжи родов Hanseniaspora-Kloeckera Сравнительный анализ диких и культурных дрожжей рода Kluyveromyces

Объекты и методы исследования

Объекты и регионы исследования

Методы посева, учета и идентификации Фенотипическая идентификация

• Приготовление сред на ассимиляцию ароматических соединений и алдаровых кислот

• Тесты на скрещивание

Генетическая идентификация

Выделение ДНК

Амплификация фрагментов ДНК ф • Проведение рестрикционного анализа

Кариотипирование

ПЦР с неспецифичными праймерами

• Обработка изображений гелей

• Генетическая идентификация

• Определение нуклеотидных последовательностей

Таксономическая структура дрожжевого населения березняков

Фенотипическая структура дрожжевых сообществ

Общая численность

Разнообразие дрожжей

• Таксономическая структура

Доминирующие виды

Различия в относительном обилии стенобионтных ^ и индикаторных видов

• Ординация дрожжевого населения березняков

Популяционно-генетическое исследование дрожжей.

Аскомицетовые дрожжи

Базидиомицетовые дрожжи

• Rhodotorula fujisanensis

• • Rhodotorula minuta

• Фенотипический вид Sporobolomyces roseus

• Анаморфные базидиомицетовые дрожжи рода Cryptococcus

• Филобазидиевые криптококки

Cryptococcus terricola

Дрожжи фенотипического вида

Cryptococcus diffluens

Дрожжи фенотипического вида

Cryptococcus albidus

Тремелловые криптококки

Cryptococcus podzolicus

Дрожжи фенотипического вида

Cryptococcus laurentii

Исследование структуры дрожжевых сообществ на основании данных молекулярной идентификации

Некоторые таксономические исследования

Виды близкие к Rhodotorula minuta

• Асиимиляционные спектры недавно описанных

Тремелловых криптококков

Физиологический спектр дрожжей вида

• Cryptococcus victoriae

• Сравнение физиологических свойств видов

Cr.victoriae, Cr.carnescens и Cr.tephrensis

Сравнение физиологических свойств видов

Cr. magnus и Cr. wieringae

Первое выделение дрожжей

Saccharomyces paradoxus в Западной Сибири

Идентификация дрожжей Rhodotorula spp.

Идентификация несовершенных аскомицетовых дрожжей Candida spp.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительный анализ структуры дрожжевых сообществ в березняках Европейской части России и Западной Сибири"

Сравнительно-географический анализ дрожжевых сообществ, рассматриваемых в биогеоценотическом масштабе, может основываться на разных методических подходах. Один из них - оценка численности и видового состава дрожжей в ряду субстратов, которые соответствуют последовательным стадиям деструкции растительных остатков (живые части растений -отмирающие части - растительный опад - разлагающиеся растительные остатки в почве). Показано, что зональные типы биогеоценозов существенно различаются по характеру изменения структуры дрожжевых сообществ в таких пространственно-сукцессионных рядах (Babjeva, Chernov, 1995; Чернов, 2005). В то же время, это заключение базируется в основном на детальных исследованиях дрожжевого населения всего в нескольких географических пунктах, представляющих различные зональные подразделения (Чернов, 2000). Поэтому остается открытым вопрос, чем обусловлены обнаруженные отличия: широтно-зональными факторами среды или же просто большим пространственным удалением, то есть наличием географических барьеров для расселения дрожжевых грибов. Другими словами, имеющиеся данные не позволяют ответить на вопрос, насколько отличается дрожжевое население почв одного типа, в сходных биогеоценозах, в пределах одной природной зоны, но значительно удаленных пространственно.

Другая проблема исследования закономерностей географического распределения микроорганизмов связана с существенными изменениями критериев их таксономической дифференциации. В последнее время в микробиологии бурно развивались молекулярно-биологические методы, которые существенно изменили представление о природе вида у микроорганизмов, в частности, дрожжей. На первый план вышла концепция «элементарных» монофилетических видов, то есть таких групп близкородственных штаммов, внутри которых полностью отсутствует филогенетическая структура, выявляемая на основании анализа нуклеотидных последовательностей в наиболее консервативных генах. Оказалось, что виды дрожжей, выделяемые на основании морфо-физиологических признаков, представляют совокупность многих таких «элементарных» видов, по-видимому, больше соответствующих популяционному, или даже клональному уровням. При клональном типе расселения вероятность обнаружить тот же клон (геновид) будет значительно больше в том месте, где он был обнаружен ранее, независимо от экологических условий. Следовательно, географическое распределение таких геновидов должно зависеть не только от экологических факторов, но и от конкретного местоположения, близости к центрам их возникновения.

Настоящая работа посвящена сравнительному анализу структуры дрожжевого населения в двух сходных, по растительному покрову и типу почв, но географически удаленных, биогеоценозах. В качестве примера были выбраны березняки, которые широко распространены на территории России, включая ее Азиатскую часть. В работе проводится сравнительный анализ дрожжевого населения в пространственно-сукцессионных рядах этих биогеоценозов, как на основе традиционных подходов к видовой дифференциации по морфолого-физиологическим признакам, так и с помощью современных молекулярно-филогенетических критериев.

БлагодарностиЯ очень признателен своим учителям и наставникам И.П.Бабьевой и И.Ю.Чернову за внимание и помощь в работе, начиная со студенческих лет.

Применение молекулярно-биологических методов исследования для анализа дрожжевого населения березняков стало возможным, благодаря знаниям и практическим навыкам, полученным на научной школе по Молекулярной экологии, таксономии и систематике дрожжей. Преподаватели: К.Куртцман (С. Kurtzman), Д.Фелл (J.W. Fell), М.А.Лачанс (М.А. Lachance), Т.Бэкаут (Т. Boekhout), М.Вайс (М. Weift), А.Фонсека (A. Fonseca), Ж.П.Сампайо (J.P. Sampaio). Практическая часть исследования популяционной структуры дрожжевых грибов была осуществлена в Новолиссабонском Университете, Португалия (Universidade Nova de Lisboa, FCT/CREM), благодаря помощи и поддержке И.Спенсер-Мартинс (Isabel Spencer-Martins), А.Фонсека (A. Fonseca), Ж.П.Сампайо (J.P. Sampaio), Ж.Инасио Силва (J. Inacio Silva), Л.Алвеш (L. Alves).

Работа была выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы», фонда «Acordo Cultural Portugal - Russia» (GRICES) и помощи атташе посольства Португалии М.Гоувейа Фернандес.

Я хотел бы поблагодарить сотрудников и аспирантов ФГУП ГосНИИ Генетика Г.И.Наумова, Е.С.Наумову, В.И.Кондратьеву, Ю.В.Иванникову, Н.Н.Сухотину, И.В.Коршунову, Д.О.Газдиева, Е.В.Серпову за помощь в работе с аскомицетовыми дрожжами.

Я благодарен заведующему кафедрой биологии почв МГУ им.Ломоносова проф. Д.Г.Звягинцеву и всему коллективу кафедры за ценные рекомендации и постоянную помощь. Благодарю И.А.Максимову и А.М.Глушакову за практические советы и поддержку в работе. Сбор материала в Западносибирском регионе стал возможен благодаря помощи профессора НГУ Игоря Васильевича Стебаева.

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Юрков, Андрей Михайлович

ВЫВОДЫ

В однотипных географически удаленных биогеоценозах в пределах одной климатической зоны формируются одинаковые по фенотипи-ческой структуре дрожжевые сообщества. В обоих исследованных березняках в качестве доминантов выступают одни и те же феноти-пические виды дрожжей: Cr.albidus, Cr.laurentii, Cr.podzolicus, Cr.terricola, Sporobolomyces roseus- Rhodosporidium babjeviae, Rh.fujisanensis, Rh.minuta среди базидиомицетов и H.guilliermondii, D.hansenii, T.delbrueckii среди аскомицетов. Распределение этих видов по типам местообитаний и их экологические преферендумы также одинаковы в обоих биогеоценозах.

Применение генотипических методов таксономической дифференциации дрожжей позволяет обнаружить различия в дрожжевом населении однотипных удаленных биогеоценозов. Однако эти различия относятся скорее к популяционному, чем к видовому уровню. Географические популяции, выявляемые генотипическими методами, по-разному выражены в различных таксономических группах дрожжей.

У телеоморфных аскомицетовых видов (H.guilliermondii, D.hansenii, T.delbrueckii) наблюдается четкая внутривидовая дифференциация в зависимости от района выделения.

Среди базидиомицетовых дрожжей выделяются три группы видов:

1) формирующих географические популяции (Rh.fujisanensis, Cr.podzoilicus, группа Cr.victoriae),

2) генотипически идентичные в независимости от места выделения (Cr.terricola, группа Rh.minuta),

3) характеризующиеся высокой генотипической изменчивостью, не коррелирующей с районом выделения (филобазидиевые Cr.albidus и Cr.magnus).

Проведенные сравнения показывают, что выделение видов дрожжей на основе фенотипических и генотипических признаков имеет разный смысл. Виды, выделяемые по морфолого-физиологическим признакам, занимают одну экологическую нишу, и их распределение определяется экологическими факторами. Однако сравнительный генотипический анализ представителей этих видов показывает, что они могут состоять из разных популяций, соответствующих понятию географической расы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении хотелось бы отметить, что проведенное исследование позволяет оценить разрешающую способность методов, используемых в настоящее время для идентификации микроорганизмов. Установлено, что разрешающая способность некоторых из них сопоставима, для ряда таксонов, с расширенным набором ассимиляционных тестов, включающих ароматические соединения и группу алдаровых кислот.

Бурное развитие молекулярно-биологических методов в последние годы породило надежды на создание абсолютно объективных технологий видовой идентификации. Это вызвало волну описаний новых таксонов через дробление или переописание прежних крупных фенотипиче-ских видов, и, как следствие, уверенность в превосходстве современного филогенетического подхода по отношению к классическим представлениям о выделении видов на основе морфо-физиологических признаков. Наше исследование показывает, что фенотипические и генотипиче-ские виды просто имеют разный смысл. Крупные виды, выделяемые по морфолого-физиологическим признакам, занимают одну экологическую нишу, и их распределение определяется экологическими факторами. В то же время, сравнительный анализ представителей этих видов показывает, что они могут состоять из разных популяций, соответствующих понятию географической расы. Выделение таких рас у дрожжей возможно на основании более консервативных признаков, по строению генотипа, выявляемому различными методами молекулярной биологии (кариотипирование, MSP-PCR, AFLP, RAPD, секвенирование IGS региона). Использование только лишь таких признаков для характеристики экологической структуры микробных сообществ может быть не корректным, т.к. они отражают, в первую очередь, степень родства и историю развития организма, но не его место или функцию в экосистеме.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Юрков, Андрей Михайлович, Москва

1. Аксенов С.И., Бабьева И.П., Голубев В.И. Исследование процессов увлажнения и высушивания у капсульных и бескапсульных форм Cryptococcus albidus var. diffluens методом ЯМР спиновое эхо. Известия АН СССР, сер. биологическая, 1972, № 4, с. 545-558.

2. Бабьева И.П. Дрожжи в биогеоценозах разных природных зон. Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза, М: Наука, 1984 а, с.131-141.

3. Бабьева И.П. О методах количественного учета дрожжей в почвах. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, 1969, №12, с.113-118.

4. Бабьева И.П. Почвенные дрожжи экология и география. Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв, М: Наука, 1976, с. 71-90.

5. Бабьева И.П. Систематика дрожжевых грибов. Эволюция и систематика грибов. Теоретические и прикладные аспекты, М: Наука, 1984 б, с.65-79.

6. Бабьева И.П., Головлева Л.А. Дрожжевая флора основных типов почв европейской части СССР.В сб.: "Микроорганизмы в сельском хозяйстве". М: Изд-во МГУ, 1963, с.231-251.

7. Бабьева И.П., Голубев В.И. Аспорогенные капсульные дрожжи из природных субстратов. В сб.: "Микроорганизмы в сельском хозяйстве". М.: Изд-во МГУ, 1970, с. 109-127.

8. Бабьева И.П., Голубев В.И. Методы выделения и идентификации дрожжей. М: Пищевая промышл., 1979, 120 с.

9. Бабьева И.П., Голубев В.И., Картинцев А.В., Горин С.Е., Заславская П.Л. Дрожжи в структуре лесных и луговых биогеоценозов. Вестник МГУ, сер. биология, почвоведение, 1973, №6, с.67-73

10. Бабьева И.П., Горин С.Е. Почвенные дрожжи. М: Изд-во МГУ, 1987, 80 с.

11. Бабьева И.П., Каритинцева А.А., Максимова И.А., Чернов И.Ю., Дрожжевые грибы в ельниках Центрального лесного заповедника. Вестник МГУ, сер. почвоведение, 1999, № 4, с. 45-49.

12. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. 2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 1989, 336 с.

13. Бабьева И.П., Решетова И.С. Новый вид дрожжей из почв Candida podzolica sp. nov. Микробиология, 1975, т. 44, № 1, с. 333-338.

14. Бабьева И.П., Решетова И.С. Численность и биомасса дрожжевых организмов в почвах. В сб.: "Вопросы численности, биомассы и продуктивности почвенных организмов. П.: Наука, 1972, с. 71-79.

15. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. Москва, Товарищество научных изданий КМК, 2004, 221 с.

16. Виноварова М.Е., Бабьева И.П. Дрожжевые грибы в степных сообществах. Вестник МГУ, сер. почвоведение, 1987, N22, с.43-48.

17. Глушакова A.M., Желтикова Т.М., Чернов И.Ю., Группировки дрожжей в квартирной пыли и источники их формирования. Микробиология, 2004, т. 73, № 1, с. 94-98.

18. Головченко А.В., Добровольская Т.Г., Чернов И.Ю. Структура бактериальных комплексов в заповедных ельниках. Почвоведение, 1995, №9, с.1121-1124.

19. Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздейст• виях. Под. ред. Алтухова Ю.П., Москва, Наука, 2004.

20. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. Москва, Изд-во МГУ, 1995, 320 с.

21. Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Бактериальное разнообразие почв: оценка методов, возможностей, перспектив. Микробиология, 2001, т.70, № 2, с. 149-167.

22. Добровольская Т.Г., Павлова О.С., Полянская Л.М., Звягинцев Д.Г. Бактериальные комплексы лесных биогеоценозов Окского заповедника: пространственная структура и таксономическое разнообразие.

23. Микробиология, 1995, т.64, № 6, с. 829-832.

24. Добровольская Т.Г., Чернов И.Ю., Лысак Л.В., Зенова Г.М., Грачева Т.А., Звягинцев Д.Г. Бактериальные сообщества пустыни Кызыл-кум: пространственная дисперсия и таксономический состав. Микробиология, 1994, т.63, № 2, с.334-343.

25. Емцев В.Т. Экология анаэробных почвенных бактерий. В кн.: Почвенные организмы как компонент биогеоценоза. Ред. Е.Н.Мишустин. М.: Наука, 1984, с. 141-162.

26. Заварзин Г.А. Микробная биогеография. Журнал общей биологии, 1994, т. 55, № 1, с. 5-12.

27. Звягинцев Д.Г., Асеева И.В., Бабьева И.П., Мирчинк Т.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1980, 224 с.

28. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Черняковская Т.Ф. Вертикальный континуум бактериальных сообществ в наземных биогеоценозах. Журнал общей биологии, 1991, т.52, с. 162-171.

29. Зенова Г.М. Актиномицеты в биогеоценозах. Почвенные орга-низмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука, 1984, с. 162-170.

30. Зенова Г.М. Актиномицеты в наземных экосистемах. Дисс. на соиск. ученой степени доктора биологических наук. М: МГУ, 1998.

31. Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Актиномицеты в наземных экосистемах. Журнал общей биологии, 1994, т. 55, № 2, с. 198-209.

32. Зенова Г.М., Чернов И.Ю., Грачева Т.А., Звягинцев Д.Г. Структура актиномицетных комплексов в пустынях. Микробиология, 1996, т. 65, № 5, с. 704-709

33. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978, 493 с.

34. Каратыгин И.В. Порядок Taphrinales: положение в системе грибов и ключ для определения видов рода Taphrina. Микология и фитопатология, 2003, т. 37, вып. 5, с. 26-36.

35. Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесных биогеоценозах. М.: МГУ, Дисс на соискание ученой степени докт. биол. наук, 1972.

36. Лысак Jl.В., Добровольская Т.Г. Бактерии в почвах тундры Западного Таймыра. Почвоведение, 1982, №9, с.74-78.

37. Максимова И.А. Синэкология дрожжевых грибов в лесных экосистемах. М.:МГУ, Дисс. на соискание ученой степени канд. биол. наук, 2001, 128 с.

38. Максимова И.А., Чернов И.Ю. Структура сообществ дрожжевых грибов в лесных биогеоценозах. Микробиология, 2004, т. 73, № 4,с. 474-481.

39. Мирчинк Т.Г., Бабьева И.П. Грибы, образующие мицелий, и дрожжи в природных экосистемах. Журнал общей биологии, 1981, т.42, с.390-398.

40. Мишустин Е.Н. (Отв. ред.). Микрофлора почв северной и средней части СССР. М.: Наука, 1966 а, 390 с.

41. Мишустин Е.Н. (Отв. ред.). Микрофлора почв южной части СССР. М.: Наука, 1966 6, 264 с.

42. Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов. М.: Наука,1975, 107 с.

43. Мишустин Е.Н. Географическая изменчивость почвенных бактерий. Успехи современной биологии, 1946 а, т. 22, № 3, с. 387-412.

44. Мишустин Е.Н. Зоны природы В.В.Докучаева и их отражение в ценозах почвенных микроорганизмов. Почвоведение, 1983, №6, с. 2238.

45. Мишустин Е.Н. Микробные ассоциации почвенных типов. Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв, М: Наука,1976, с. 19-41.

46. Мишустин Е.Н. Приспособление почвенных бактерий к температурным условиям климата. Микробиология, 1933, т. 2, № 2, с. 174-184.

47. Мишустин Е.Н. Развитие учения о ценозах почвенных микроорганизмов. Успехи микробиологии, 1982, № 17, с. 117-136.

48. Мишустин Е.Н. Распространение вариантов Bacillus mycoides в почвах Советского Союза. Микробиология, 1946 6, т. 15, №5, с. 428432.

49. Мишустин Е.Н. Эколого-географическая изменчивость почвенных бактерий. Природа, 1939, № 4, с. 27-36.

50. Мишустин Е.Н. Энергия размножения у географических рас Вас. mycoides Flugge. Микробиология, 1944, т. 13, № 1, с. 33-38.

51. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. Изд. 2-е. М.: Колос, 1978, 351 с.

52. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Почвенные азотфиксирующие бактерии рода Clostridium. М.: Наука, 1974, 251 с.

53. Мишустин Е.Н., Мессинева М.А. Осмотическое давление в клетке почвенных микробов в связи с их приспособлением к климату. Микробиология, 1933, т. 2, № 1, с. 63-71.

54. Мишустин Е.Н., Мирзоева В.А. Микрофлора северных почв. Проблемы Севера. № 8. М.: Наука, 1964, с. 170-199.

55. Мишустин Е.Н., Мишустина В.К. Активность каталазы географический рас Bacillus mycoides. Микробиология, 1946, т. 15, №4, с. 285290.

56. Мишустин Е.Н., Пушкинская О.И. Распространение Bacillus mycoides (Flugge) в почвах разных типов. Микробиология, 1941, т. 10, №4, с. 439-455.

57. Мишустин, Мирзоева В.А. О величине клетки у естественных вариантов Bacillus mycoides (Flugge). Микробиология, 1946, т. 15, №1, с. 3-12.

58. Наумов Г.И. Идентификация дрожжей рода Zygofabospora. Микробиология, 1988, № 57, с.96-100.

59. Наумов Г.И. Дивергентная популяция дрожжей Saccharomyces paradoxus на Гавайях: вид in statu nascendi. Доклады АН СССР, 1999, т. 364, №2, с. 281-283.

60. Наумов Г.И., Наумова Е.С. Обнаружение дикой популяции дрожжей биологического вида Saccharomyces cerevisiae в Сибири. Микробиология, 1991, т. 60, № 3, с. 537-540.

61. Наумов Г.И., Никоненко Т.А. Новые изоляты дрожжей Saccharomyces paradoxus из сокотечений дуба. Доклады АН СССР, сер. биол. наук, 1988, № 7, с. 84-87.

62. Наумов Г.И., Газдиев Д.О., Наумова Е.С. Обнаружение биологического вида Saccharomyces bayanus в Дальневосточной Азии. Микробиология, 2003, т. 72, № 6, с. 1-6.

63. Неницеску К.Д. Органическая химия. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1963, в 2-х томах.

64. Определитель растений Новосибирской области (под ред. И.М.Красноборова), Новосибирск: Наука, 2000, 491 с.

65. Пузанов И.И. Зоогеография, Москва, 1938, 360 с.

66. Пумпянская Л.В. Распространение дрожжей в различных почвах СССР в связи с их физико-химическими особенностями. Доклады ВАСХНИЛ, 1938, № 1-2, с. 41-45.

67. Рыбалкина А.В., Кононенко Е.В. Микробные ассоциации южного чернозема в условиях степной и древесной растительности. Почвоведение, 1953, № 6, с. 11-19.

68. Северин С.А. Бактериальное население нескольких образцов почв из дальнего Севера. Вестник бактериологической агрономической станции им. В.К.Феррейна, 1909, № 15, с. 116-128.

69. Сизова Т.П. Географическая зональность в распределении пени-циллов и эволюция в пределах этого рода. Бюлл. моек, об-ва исп. природы. Отд. биологии. 1953, т. 58, № 1, с. 71-75.

70. Сушкина Н.Н. Эколого-географическое распространение азотобактера в почвах СССР. М.: Изд-во АН СССР. 1949, 250 с.

71. Чернов И.Ю. Синэкологический анализ группировок дрожжей таймырской тундры. Экология, 1985, № 1, с. 54-60.

72. Чернов И.Ю. География микроорганизмов и структура экосистем. Известия Академии Наук СССР. Сер. географическая, 1993, № 6, с. 49-58.

73. Чернов И.Ю. Синэкология и география почвенных дрожжей. Дисс. на соиск. ученой степени докт. биол. наук. М.: МГУ, 2000, 365 с.

74. Чернов И.Ю. Географический масштаб в изучении структуры микробных сообществ. Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во МГУ, 2001, с. 127-145.

75. Чернов И.Ю. Широтно-зональные и пространственно-сукцессионные тренды в распределении дрожжевых грибов. Журнал общей биологии. 2005, том 66. № 2. с. 123-135.

76. Чернов И.Ю., Бабьева И.П., Решетова И.С. Синэкология дрожжевых грибов в субтропических пустынях. Успехи современной биологии, 1997, т. 117, № 5, с. 584-602.

77. Bab'eva I.P., Reshetova I.S. Yeast resources in natural habitats at polar circle latitude. Food Technology and Biotechnology. Special issue: Yeast Nutrition and Natural Habitat, 1998, vol. 36, № 1, p. 1-6.

78. Bab'eva I.P., Chernov I.Yu. Geographical aspects of yeast ecology. Phisiol. Gen. Biol. Rev., 1995, vol. 9, part 3, p. 1-54.

79. Bacigalova K., Lopandic K., Rodrigues M.G., Fonseca A., Herzberg M., Pinsker W., Prillinger H. Phenotypic and genotypic identification and phylogenetic characterisation of Taphrina fungi on alder. Mycological Progress, 2003, vol. 2, № 3, p. 179-196.

80. Barnett J.A., Payne R.W., Yarrow D. Yeasts: characteristics and identification. 2nd edn. Cambridge: Cambridge University Press, 1990. 1002 p.

81. Belloch С., Barrio E., Garcia M.D., Querol A. Inter- and intraspecific chromosome pattern variation in yeast genus Kluyveromyces. Yeast, 1998, vol. 14, p.1341-1354.

82. Boekhout Т., Theelen В., Diaz M., Fell J.W., Hop W.C.J., Abeln E.C.A., Dromer FM Meyer W. Hybrid genotypes in the pathogenic yeast Cryptococcus neoformans. Microbiology, 2001, vol. 147, p. 891-907.

83. Boleiras C.M., Eijsma В., Hofstra H., Huis in't Veld J.H.J., van der Vossen J.M.B.M. Evaluation of molecular typing techniques to assign genetic diversity among Saccharomyces cerevisiae strains. Appl. Environ. Microbiol., 1996, vol. 62, p. 41-46.

84. Cadez N. Raspor P., de Cock A., Boekhout Т., Smith M.T. Molecular identification and genetic diversity within species of the genera Hanseniaspora and Kloeckera. FEMS Yeast Research, 2002, vol. 1, p. 279-289.

85. Comparative analysis of yeasts communities in subtropical deserts (тезисы). Abstracts of 18th International Specialized Symposium on Yeasts. 24-29 August 1997, Bled, Slovenia. 1997, SOP1 08.

86. Esteve-Zarzoso В., Belloch C., Uruburu F., Querol A. Identification of yeasts by RFLP analysis of the 5.8S rRNA gene and the two ribosomal internal transcribed spacers. International Journal of Systematic Bacteriology, 1999, vol. 49, p. 329-337.

87. Esteve-Zarzoso В., Peris-Toran M.J., Ramon D., Querol A. Molecular characterization of Hanseniaspora species. Antonie van Leeuwenhoek, 2001, vol. 80, p. 85-92.

88. Evenari M., Shanan L., Tadmor N. The Negev. 2nd edition. Cambridge: Harvard University Press, 1982. 345 p.

89. Fell J.W., Boekhout Т., Fonseca A., Sampaio J.P. Basidiomycetous yeasts. In "The Mycota VII part B, Systematic and Evolution". Springer-Verlag, 2004.

90. Finlay B.J. Global dispersal of free-living microbial eukaryote species. Science, 2002, vol. 296, p. 1061-1063.

91. Fonseca A. Utilization of tartaric acid and related compounds by yeasts: taxonomic implications. Can. J. Microbiol., 1992, vol. 38, p. 1242-1251.

92. Fonseca A., Scorzetti G., Fell J.W. Diversity in the yeast Cryptococcus albidus and related species as revealed by ribosomal DNA sequence analysis. Can. J. Microbiol., 2000b, vol. 46, p. 7-27.

93. Fonseca A., Inacio J., Phylloplane yeasts, in Biodiversity and Ecophysi-ology of Yeasts. Series: The Yeast Handbook (Eds. C.A.Rosa and G.Peter), Springer-Verlag, 2006, 580 p., p. 263-301.

94. Frutos R.L., Fernandez-Espinar M.T., Querol A. Identification of species of the genus Candida by analysis of the 5.8S rRNA gene and the two ribosomal internal transcribed spacers. Antonie van Leeuwenhoek, 2004, vol. 85, № 3, p. 175-185.

95. Gadanho M., Almeida J.MGCF, Sampaio J.P. Assessment of yeast diversity in a marine environment in the south of Portugal by microsatellite-primed PCR. Antonie van Leeuwenhoek, 2003, vol. 84, p. 217-227.

96. Gadanho M., Sampaio J.P. Polyphasic taxonomy of the basidiomycetous yeast genus Rhodotorula: Rh. glutinis sensu stricto and Rh. dairenensis comb. nov. FEMS Yeast Research, 2002, vol 2, p. 47-58.

97. Gadanho M., Sampaio J.P. Application of temperature gradient gel electrophoresis to the study of yeast diversity in the estuary of the Tagus river, Portugal. FEMS Yeast Research, 2004, vol. 5, p. 253-261.

98. Inacio J., Rodrigues M.G., Sobral P., Fonseca A. Characterization and classification of phylloplane yeasts from Portugal related to the genus Taphrina and description of five novel Lalaria species. FEMS Yeast Research, 2004, № 4-5, vol. 4, p. 541-555.

99. Jones C.G., Shachak M. Fertilization of the desert soil by rock-eating snails. Nature, 1990, vol. 346, № 6287, p. 839-841.

100. Kreger-van Rij, N.J.W. (ed.) The Yeasts. A Taxonomic Study. 3d ed. Amsterdam: North Holl. Publ. Co., 1984, 1082 p.

101. Kurtzman, C.P. Systematics of the ascomycetous yeasts assessed from ribosomal RNA sequence divergence. Antonie van Leeuwenhoek, 1993, 63,165-174.

102. Kurtzman, C.P. Nuclear DNA hybridization: quantitation of close genetic relationships. In: The Yeasts, A Taxonomic Study (Kurtzman, C.P. and Fell, J.W., Eds.), 1998, p. 63-68. Elsevier, Amsterdam.

103. Kurtzman C.P., Fell J.W. (eds.) The Yeasts, a taxonomic study. Fourth revised and enlarged edition. Amsterdam: Elsevier Science B.V. 1998, 1055 p.

104. Kurtzman C.P., Robnett C.J. Identification and phylogeny of ascomyce-tous yeasts from analysis of nuclear large subunit (26S) ribosomal DNA partial sequences. Antonie van Leeuwenhoek, 1998, vol. 73, p. 331-371.

105. Lachance M.A., Starmer W.T., Rosa C.A., Bowles J.M., Barker J.S.F., Janzen D.H. Biogeography of the yeasts of ephemeral flowers and their insects. FEMS Yeast Research, 2001, vol. 1, № 1, p. 1-8.

106. Libkind D., Brizzio S., Ruf ni A., Gadanho M. , van Broock M., Sampaio J.P. Molecular characterization of carotenogenic yeasts from aquatic environments in Patagonia, Argentina. Antonie van Leeuwenhoek, 2003, vol. 84, p. 313-322.

107. Meyer, S.A., Payne, R.W. and Yarrow, D. Candida Berkhout. In: The Yeasts, A Taxonomic Study (Kurtzman, C.P. and Fell, J.W., Eds.), 1998, Elsevier, Amsterdam.

108. Naumov G., Naumova E., Hagler A., Mendonga-Hagler L, Louis E. A new genetically isolated population of the Saccharomyces sensu stricto complex from Brazil. Antonie van Leeuwenhoek, 1995, vol. 67, p. 351355.

109. Naumov G., Naumova E., Sancho E., Korhola M. Taxogenetic of the Saccharomyces sensu stricto from Western and South Africa. Cryptoga-mie mycol., 1993, vol. 14(4), p. 263-270.

110. Naumov G., Naumova E., Sniegowski P. Differentiation of European and East Asian populations of Saccharomyces paradoxus by allozyme analysis. Int. J. Bacteriol., 1997, vol. 47, p. 341-344.

111. Naumov G.I., Naumova E.S. Five new combinations in the yeast genus Zygofabospora Kudriavzev emend. G. Naumov (pro parte Kluyveromy-ces) based on genetic data. FEMS Yeast Research, 2002, № 2, p. 3946.

112. Naumov G.I., Naumova E.S., Azbukina Z.M., Korhola M., Gaillardin C. Genetic and karyotypic identification of Saccharomyces yeasts from Far East Asia. Cryptogamie Mycol., 1993, vol. 14, p. 85-93.

113. Naumov G.I., Naumova E.S., Molina F.I. Genetic variations among European strains of Saccharomyces paradoxus: Results from DNA fingerprinting. Syst. Appl. Microbiol., 2000, vol. 23, p. 86-92.

114. Naumov G.I., Naumova E.S., Sniegowski P.D. Differentiation of European and Far East Asian populations of Saccharomyces paradoxus by allozyme analysis. International Journal of Systematic Bacteriology, 1997, vol. 47, p. 341-344.

115. Naumov G.I., Naumova E.S., Sniegowski P.D. Saccharomyces paradoxus and Saccharomyces cerevisiae are associated with exudates of North American oaks. Can. J. Microbiol., 1998, vol. 44, p. 1045-1050.

116. Naumova E.S., Korshunova I.V., Jespersen L., Naumov G.I. Molecular genetic identification of Saccharomyces sensu stricto strains from African sorghum beer. FEMS Yeast Research, 2003, vol. 3, p. 177-184.

117. Naumova E.S., Sukhotina N.N., Naumov G.I. Molecular-genetic differentiation of the dairy yeast Kluyveromyces lactis and its closest wild relatives. FEMS Yeast Research, 2004, vol. 5, p. 263-269.

118. Naumova E. S., Sukhotina N. N., and Naumov G. I. Molecular Markers for differentiation between the closely related dairy yeast Kluyveromyces lactis var. lactis and wild Kluyveromyces lactis strains from the European

119. Krassilnikovii" population. Microbiology, vol. 74, No. 3, 2005, p. 329336.

120. Phaff H.J., Fell J.W. Genus Cryptococcus Kutzing emend. Phaff et Spencer. In: The Yeasts. A Taxononic Study. Ed. J. Lodder. Second ed., Amsterdam: North-Holl. Publ. Co., 1970, p. 1088-1145.

121. Prakitchaiwattana C.J., Fleet G.H., Heard G.M. Application and evaluation of denaturing gradient gel electrophoresis to analyse the yeast ecology of wine grapes. FEMS Yeast Research, 2004, vol. 4, p. 865-877.

122. Rodrigues M. G., Fonseca A. Molecular systematics of the dimorphic as-comycete genus Taphrina. Int. J. System. Evol. Microbiol., 2003, vol. 53, p. 607-616.

123. Romano A., Casaregola S., Torre P., Gaillardin C. Use of RAPD and mitochondrial DNA RFLP for typing of Candida zeylanoides and Debaryomyces hansenii yeast strains isolated from cheese. System. Appl. Microbiol., 1996, № 19, p. 255-264.

124. Sampaio J.P. Diversity, phylogeny and classification of basidiomycetous yeasts. In "Frontiers in Basidiomycote Mycology" (Eds. Agerer A., Blanz M. and Piepenbring M.). IHW-Verlag, 2004, p. 49-80.

125. Sampaio J.P. Utilization of low molecular weight aromatic compounds by heterobasidiomycetous yeasts: taxonomic implications. Can. J. Microbiol., 1999, vol. 45, p. 491-512.

126. Sampaio J.P., Bauer R., Begerow D., and Oberwinkler F., Occultifur ex-ternus sp. nov., a new species of simple-pored auricularioid hetero-basidiomycete from plant litter in Portugal. Mycologia, 1999, vol. 91, №6, p. 1094-1101.

127. Sampaio J.P., Gadanho M., Santos S., Duarte F.L., Pais C., Fonseca A., Fell J.W. Polyphasic taxonomy of the basidiomycetous yeast genus

128. Rhodosporidium: Rhodosporidium kratochvilovae and related anamor-phic species. Int. J. System. Evol. Microbiol., 2001, vol. 51, p. 687-697.

129. Scorzetti G., Fell J.W., Fonseca A., Statzell-Tallman A. Systematics of basidiomycetous yeasts: a comparison of large subunit D1/D2 and internal transcribed spacer rDNA regions. FEMS Yeast Research, 2002, vol. 2, p. 495-517.

130. Sidenberg D.G., Lachance M.A. Elactrophoretic izoenzyme variation in Kluyveromyces populations and revision of Kluyveromyces marxianus. Int. J. Syst. Bacterid., 1986, vol. 36, p. 94-102.

131. Starkey R.L., Henrici A.T. The occurence of yeasts in soil. Soil science., 1927, vol. 23, № 1, p. 33-46.

132. Takashima M., Sugita Т., Shinoda Т., Nakase T. Three new combinations from the Cryptococcus laurentii complex: Cryptococcus aureus, Cryptococcus carnescens and Cryptococcus peneaus. Int. J. Sys. Evol. Microbiol., 2003, vol. 53, p. 1187-1194.

133. Teresa Fernandez-Espinar M., Barrio E., Querol A. Analysis of the genetic variability in the species of the Saccharomyces sensu stricto complex. Yeast, 2003, vol. 20, p. 1213-1226.

134. Thomas-Hall S., Watson K., Scorzetti G. Cryptococcus statzelliae sp. nov. and three novel strains of Cryptococcus victoriae, yeasts isolated from Antarctic soils. Int. J. Sys. Evol. Microbiol., 2002, № 52, p. 2303-2308.

135. Vaughan-Martini A., Martini A. Taxonomic revision of the genus Kluyveromyces by nuclear deoxyribonucleic acid reassociation. Int. J. Syst. Bacteriol., 1987, vol. 37, p. 380-385.

136. Verona O., and Rambelli A. Notizie intorno ai caratteri di alcune specie di Taphrina in fase saprofitaria (Saprotaphrina). Ann. Fac. Agrar. Univ. Pisa, 1962 a, № 23, p. 1-35.

137. Verona O., and Rambelli A. Presenza di lieiviti e di specie lievitiformi in lettiere di bosco. Ann Fac. Agrar. Univ. Pisa, 1962 b, № 23, p. 37-46.

138. Vishniac,H.S. Biodiversity of yeasts and filamentous microfungi in terrestrial Antarctic ecosystems. Biodiversity and Conservation, 1996, vol. 5, p. 1365-1378.

139. Vishniac H.S. Cryptococcus tephrensis sp.nov., and Cryptococcus hei-maeyensis sp.nov.; new anamorphic basidiomycetous yeast species from Iceland. Can. J. Microbiol., 2002, vol. 48, p. 463-467.

140. Vishniac,H.S., Kurtzman,C.P. Cryptococcus antarcticus sp.nov. and Cryptococcus albidosimilis sp. nov., basidioblastomycetes from Antarctic soils. Int. J. Sys. Bacteriol., 1992, vol. 42, p. 547-553.

141. Yang C.H., Crowley D.E., Borneman J., Keen N.T. Microbial phyl-losphere populations are more complex than previously realized. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001, vol. 98, p. 3889-3894.

142. Zhao J.H., Bai F.Y., Guo L.D., Jia J.H. Rhodotorula pinicola sp. nov., a basidiomycetous yeast species isolated from xylem of pine twigs. FEMS Yeast Research, 2002, vol. 2, p. 159-163.

Информация о работе

Юрков, Андрей Михайлович
кандидата биологических наук
Москва, 2005
ВАК 03.00.07

Диссертация

Сравнительный анализ структуры дрожжевых сообществ в березняках Европейской части России и Западной Сибири - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы