Kudryashov, EB, Ariskin, EV and Karlyshev, Andrey (2016) Astro-biological aspects of the metagenomic analysis of late and early Pliocene permafrost samples of Siberia. In: All-Russian conference on astrobiology; 05 - 09 Jun 2016, Pushchino, Moscow Region, Russia.

Abstract

Изучение жизнеспособного микробного разнообразия древних многолетнемерзлых грунтов представляет интерес в связи с рядом задач астробиологии - зарождение и развитие жизни на Земле, выяснение граничных условий органической жизни, и возможности ее существования на других планетах Солнечной системы. Важность исследования связана и с рассмотрением криобиосферы (морозные слои, мерзлые толщи, ледниковые покровы, криопэги) как Земной модели марсианских экосистем. Информацию сразу о всём микробиоценозе позволяют получить современные методы метагеномного секвенирования. В данной работе проведено изучение методом метагеномного анализа ДНК, выделенной с использованием набора «Geneclean for Ancient DNA kit» (Bio101, США) из суммарной пробы, объединенных и тщательно перемешанных в асептических условиях образцов позднеплиоценовых-раннеплейстоценовых многолетнемерзлых пород Сибири скважены 3. Секвенированием, выполненным на платформе Illumina (MiSeq), получено 97,617 ридов гипервариабельных регионов V3/V4 генов 16S rRNA. Филогенетический анализ выполненный программой MSR (MiSeq Reporter software), выявил кроме прокариот (Домен Bacteria), составляющих большинство (99.84%), представителей вирусов (3 рида) и 0.15% неидентифицированных ридов. Идентифицированые риды прокариот представляли 21 филум, 43 класса, 88 порядков, 194 семейств, 437 родов, 716 видов, включая неописанных на данный момент и еще неизвестных таксонов на каждом уровне классификации. Большинство ридов отнесены к различным филогенетическим группам филумов Proteobacteria и Actinobacteria (65,41% и 25,48% от их общего числа), с преобладанием представителей родов Bradyrhizobium и Propionibacterium. Значительная часть ридов на уровне рода (9,67%) и вида (39,17%) отнесены к группе «неклассифицируемые», т.е. включающей пока неописанные и еще неизвестные таксоны, что является terra incognita древних многолетнемерзлых грунтов. 60.83% ридов идентифицированы до вида, из них наибольшее количество отнесено к видам Bradyrhizobium pachyrhizi (Ramírez-Bahena et al. 2009), Aminobacter aminovorans ((den Dooren de Jong 1926) Urakami et al. 1992) и Sphingomonas oligophenolica (Ohta et al. 2004). Данные метагеномного анализа многолетнемерзлых грунтов коррелируют с результатами электронно-микроскопического изучения образцов in situ и выделения в чистую культуру микроорганизмов, а также с литературными сведениями. Результаты метагеномного анализа, полученные в рамках настоящего исследования, расширяют существующие знания о микробном разнообразии древних вечномерзлых арктических почвенных экосистем, раскрывают представление о граничных условиях выживания и демонстрируют сохранение широкого таксономического разнообразия жизнеспособных микроорганизмов в экстремальных условиях многолетнемерзлых грунтов, которые можно рассматривать, как модель инопланетных условий.

Actions (Repository Editors)

Item Control Page