The importance of 16S rRNA gene and MALDI-TOF MS analysis in the study of Leptolyngbya sensu lato

Bc. Eliška HAJSKÁ

Diplomová práce

Abstract:

Cyanobacteria are important primary producers in various aquatic and terrestrial ecosystems. An example of a cyanobacterium occupying both types of environments is Leptolyngbya s. l. This taxon is currently considered polyphyletic and requires systematic revision. The Svitava River and stagnant water bodies in its surrounding area were chosen as sampling sites for studying this taxon. Subsequent analyses were enriched with strains from previously sampled terrestrial habitats. Morphology, ecology, 16S rRNA gene, 16S-23S ITS secondary structures, and protein spectra were evaluated in isolated strains. Strains of Leptolyngbya, Nodosilinea, Drouetiella, and Jaaginema/Tildeniella were analysed using this polyphasic approach. Morphologically similar genera Anagnostidinema and Pseudanabaena were added to complete the information on the presence of thin filamentous cyanobacteria at the studied sites. Cryptic diversity was revealed in the studied taxa, especially in the genus Nodosilinea and Anagnostidinema. MALDI-TOF MS was confirmed as a promising type of molecular analysis, potentially useful for future taxonomic works.

Abstract:

Sinice jsou významní primární producenti v různých vodních i suchozemských ekosystémech. Příkladem sinice obývající oba typy prostředí je Leptolyngbya s. l. Tento taxon je v současné době považován za polyfyletický a vyžaduje systematickou revizi. Jako vzorkovací lokality pro studium daného taxonu byla zvolena řeka Svitava a přilehlé stojaté vody. Následné analýzy byly obohaceny o kmeny z dříve vzorkovaných suchozemských habitatů. U izolovaných kmenů byla hodnocena morfologie, ekologie, 16S rRNA gen, 16S-23S ITS sekundární struktury a spektrum proteinů. Pomocí tohoto polyfázického přístupu byly analyzovány kmeny rodu Leptolyngbya, Nodosilinea, Drouetiella a Jaaginema/Tildeniella. Kmeny morfologicky podobných rodů Anagnostidinema a Pseudanabaena byly přidány pro doplnění informace o přítomnosti tenkých vláknitých sinic na studovaných lokalitách. U studovaných taxonů, zvláště u rodu Nodosilinea a Anagnostidinema, byla odhalena kryptická diverzita. MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie byla potvrzena jako slibný typ molekulární analýzy, potenciálně využitelný v budoucích taxonomických pracích.

Keywords

Leptolyngbya, Nodosilinea, sinice, 16S rRNA, ITS, MALDI-TOF, taxonomie, kryptická diverzita, řeka

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. RNDr. Petr Hašler, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Hydrobiologie