Green microalgae in polar lakes: diversity, biogeography and methodological comparison

Abstract

V polárních oblastech jsou zelené řasy (Chlorophyta) důležitou skupinou primárních producentů. Doposud jim však byla věnována malá pozornost ve srovnání s jinými primárními producenty, jako jsou rozsivky a sinice. Cílem této práce bylo popsat diverzitu skupiny Chlorophyta v arktických a antarktických jezerech a získat nové poznatky o jejich taxonomickém složení a rozšíření. Vzorky byly odebrány z litorální zóny 137 arktických a antarktických jezer z různých oblastí (Svalbard, severní Grónsko, jižní Grónsko, Antarktický poloostrov a kontinentální Antarktida) během expedic v letech 1993 až 2018. Zkombinovali jsme Sangerovo sekvenování izolovaných kmenů a amplikonové sekvenování přírodních vzorků. Pomocí obou molekulárních metod byly analyzovány markery 18S rDNA a ITS2 rDNA. Získali jsme celkem 65 laboratorních kultur ze vzorků ze Svalbardu a Antarktického poloostrova. Pomocí Sangerova sekvenování těchto kmenů bylo odhaleno 15 Chlorophytních taxonů patřících do tříd Chlorophyceae a Trebouxiophyceae. Nejhojnější byly například Chlorella spp. a Micractinium spp. Pomocí amplikonového sekvenování 18S rDNA jsme získali celkem 202 OTU, z nichž 61.4 % bylo nalezeno v obou polárních oblastech. Použití ITS2 rDNA odhalilo celkem 1,104 OTU, přičemž 53.2 % se vyskytovalo jak v Arktidě, tak v Antarktidě. Alfa...

In polar regions, green microalgae (Chlorophyta) are an important group of primary producers. However, little attention has been paid to them in comparison with other primary producers such as diatoms and cyanobacteria. The aim of this thesis was to describe the diversity of Chlorophyta in Arctic and Antarctic lakes, and to gain new insights into their taxonomic composition and biogeographic patterns. Microbial mat samples were collected from the littoral zones of 137 Arctic and Antarctic lakes from various regions (Svalbard, North Greenland, South Greenland, Antarctic Peninsula, and Continental Antarctica) during expeditions performed between 1993 and 2018. We combined Sanger sequencing of isolated strains and amplicon sequencing of environmental samples. The 18S rDNA and ITS2 rDNA regions were analysed using both molecular methods. In total, 65 laboratory cultures were established from Svalbard and Antarctic Peninsula samples. Sanger sequencing of strains revealed 15 taxa belonging to classes Chlorophyceae and Trebouxiophyceae. The most abundant were for instance Chlorella spp. and Micractinium spp. Amplicon sequencing of 18S rDNA yielded 202 OTUs in total, of which 61.4% of OTUs were present in both polar regions. The use of ITS2 rDNA revealed 1,104 OTUs in total, with 53.2% being present in...