Population variability of triple symbiotic system: Paramecium bursaria-zoochlorella-and algophages

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract


The triple symbiotic system (TSS): P. bursaria-Chlorella-Chlorovirus, was studied. In Eurasia we found only 2 forms TSS, named N, northern and S, southern ecotypes. Each ecotype manifested at 32°C ts (N)-or tr (S)-phenotypes. In northeren parts of P. bursaria areals, from Karelia up to Kamchatka, near Baikal and in Armenia highlands, we find only ts-viruses, in Central Asia - only tr-types. Two types of genome characters were shown by PCR of 18 S RNA-genes. According all this characters populations of zoochlorella in P. bursaria - 2 clones of obligate symbionts

About the authors

Konstantin V Kvitko

Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg, RF

Email: profkvk@mail.ru; kvk@mail.ru

Aleksandra V Migunova

Saint-Petersburg State University., Saint-Petersburg, RF

Irina N Gaponova

Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg, RF

Konstantin P Vorobev

Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg, RF

M A Firsov

Saint-Petersburg State University, Saint-Petersburg, RF

Maria S Rautian

Saint Petersburg State University, Saint-Petersburg, RF

Email: mrautian@mail.ru

Denis V Karelov

B.P. Konstantinov Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad Oblast, RF

Email: Karelov@bpc.spbstu.ru

Evgeniy E Andronov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: eeandr@gmail.com

References

  1. Гапонова И.Н., Мигунова А.В., Квитко К.В. Исследование секреции Сахаров «северными» зоохлореллами -симбионта и Paramecium bursaria в условиях in vivo и in vitro 11 Тезисы докладов на V научной сессии МБС СПбГУ., 6 февр. 2004. -С. 65-66.
  2. Гапонова И.Н., Мигунова А.В, Квитко К.В. Исследование секреции Сахаров «северными» зоохлореллами -симбионтами Paramecium bursaria в условиях in vivo и in vitro II Вестник СПбГУ., 2004. В печати.
  3. Громов Б.В., Титова Н.Н. Коллекция культур водорослей лаборатории микробиологии Биологического института Ленинградского университета//Культивирование коллекционных штаммов водорослей. -Л., 1983. -С. 3-27.
  4. Громов Б. В., Титова Н.Н. С ALU -коллекция культур водорослей лаборатории микробиологии Биологического института Санкт-Петербургского университета//Каталог культур микроводорослей в коллекциях СССР. -М., 1991, -С. 76-125.
  5. Квитко К.В., Войцеховский Е.В., Мигунова А.В., Пиох Д., Линц Б. Симбиотический индекс, как оценка состояния водных экосистем на примере водоемов полигона Красный Бор и его окружения//Вопросы экологии и охраны природы. -СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1994. -Вып. 4. -С. 47-57.
  6. Квитко К.В., Громов Б.В. Новые находки титруемого инфекционного вируса хлореллы//Докл. АН СССР. -1984. -Т. 279, № 4. -С. 998-999.
  7. Квитко К.В., Краева Е.С., Чернышева А.В. Генетическая маркировка зоохлорелл -хозяев вирусов PBCV//Вестник ЛГУ. -Сер. 3. -Вып. 1. -1988. -С. 120-124.
  8. Квитко К.В., Скобло И.И., Краева Е.С., Сковородина Е.В., Воронина Т.А. Изменчивость вирусов и чувствительных к ним зоохлорелл из Paramecium bursaria II Тез. VII съезда ВМО. -Алма-Ата, 1985..-Т. 6. -С. 32.
  9. Краева Е. С. Изучение тройственности симбиоза Paramecium bursaria-Chlorella-вирус II Дипл. раб. каф. микробиологии ЛГУ.-Л., 1986.-С. 47.
  10. Мигунова А.В. Исследование водорослей в симбиотической системе: Paramecium bursaria-Chlorella sp.-вирус PBCV (сем. Phycodnaviridae): Дис.... канд. биол. наук. -СПб., 2002. -123 с.
  11. Мигунова А.В., Квитко К.В., Князева Н.В. Изменчивость серологических характеристик маркированных штаммов зоохлореллсимбионтов Paramecium bursaria, чувствительных к вирусу//Альгология. -1992. -Т. 2, № 3. -С. 43-48.
  12. Мигунова А.В., Квитко К.В., Прокошева М.Ю., Литвинов Д.Б. Влияние температуры на размножение Р. bursaria-Chlorella-PBCV-1-вирусов в системе тройного симбиоза//Вестник СПбГУ. -2000. -Сер. 3. -Вып. 1. -С. 65-75.
  13. Мигунова А.В., Квитко К.В., Скобло И.И. и др. Экология симбиотической системы P. bursaria-Chlorella-virus IIВест. СПбГУ, -1999. -Сер. 3. -Вып. 3,-№. 17.-С. 131-144.
  14. Скобло И.И. Распространение сингенов инфузории Paramecium bursaria на территории Советского Союза//В сб. Экология морских и пресноводных простейших. -Ярославль, 1989. -С. 63.
  15. Фокин С.И. 2002. Ревизия рода Paramecium O.F. Muller, 1773: сравнительно-биологический анализ, систематика и филогенетические связи: Автореф. дис.... докт. биол. наук. -32 с.
  16. Фирсов М.А., Карелов Д.Б., Квитко К.В. Сравнительный анализ генов pol вирусов семейства Phycodnavihdae II Тезисы III съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров. -М., 6-12 июня 2004. -С. 448.
  17. Ященко В.В., Мигунова А.В., Потехин А.А. и др. Исследование механизма протекции симбиотических зоохлорелл из Paramecium bursaria от литического действия вируса PBCVII Тезисы III съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров. -М., 6-12 июня 2004. -С. 433.
  18. Ященко В. В., Потехин А.А., Мигунова А.В., Раутиан М.С. Электрокариотипирование системы тройного симбиоза Paramecium bursaria-Chlorella sp.-PBCV (Paramecium bursaria, Chlorella virus, сем. Phycodnaviridae) из разных географических точек//Аничковский вест., матер, конф. Молодые биологи Ст.-Петербурга -300-летию города. -СПб. -2003. -№ 33. -С. 52-53.
  19. Bomford R. Infection of alga-free P. bursaria with strains of Chlorella, Scenedesmus, and a Yeast//J. Protozool. -1965. -Vol. 12.-P. 221-224.
  20. Chuchird N., Hiramatsu S., Sugimoto I. et al. Digestion of Chlorella Cells by Chlorovirus-encoded Polysaccharide Degrading Enzymes//Microbes and Environments. -2001. -Vol. 16, N4.-P. 206-212.
  21. Clayton В. С Metabolic interchange in agae invertebraye symbiosis//Internal review of Cytology. -1983. -Vol. 14. -P. 117-210.
  22. Cottrell M.T., Suttle C.A. Wide spread occurrence and clonal variation in viruses which cause lysis of a cosmopolitan, eukariotic marine phytoplankter, Micromonas pusilla//Mar. Ecol. Prog. Ser. -1991. -Vol. 78. -P. 1-9.
  23. Cottrell M.T., Suttle C.A. Genetic diversity of viruses of algal viruses which lyses the photosynthetic picoflagellate Micromonas pusilla (Prasinophyceae)//Appl. Environm. Microbiol.-1994.-Vol. 61. -P. 3088-3091.
  24. Gaponova I.N., Migunova A. V., Andronov E.E., Kvitko K. V. Genomic dactyloscopy of «northern» Chlorella strains, symbionts of Paramecium bursaria//Schedule and Abstracts of 4-th International Symbiosis Congress Halifax. Nova Scotia. Canada. Aug. 17-23. -2003. -P. 143-144.
  25. Huss V.A.R., Frank C, Hartmann E.C. et al. Biochemical taxonomy and molecular phylogeny of the genus Chlorella sensu lato (Chlorophyta)//J. Phycol. -1999. -Vol. 35. -P. 587-598.
  26. Huss V.A.R., Huss G. and Kessler E. Deoxyribonucleic acid reassociation and interspecies relationship of the genus Chlorella (Chlorophyceae)//Plant Syst. Evol. -1989. -Vol. 168. -P. 71-82.
  27. Karakashian M. W. Symbiosis in Paramecium bursaria//Symp. Soc. Exp. Biol. -1975. -Vol. 29. -P. 145-173.
  28. Kawakami H., Kawakami N. Behavior of a virus in a symbiotic system Paramecium bursaria-Zoochlorella//Protozool. -1978.-Vol. 25.-P. 217-225.
  29. Kessler E. Chlorella -biochemische Taxonomie einer fur Forschung ubd Biotechnologie wichtigen Gatung einzelliger Grunalgaen//Naturwissenschaften. -1992. -Bd. 79. -S. 260-265.
  30. Kessler E. and Huss V.A.R. Biochemical taxonomy of symbiotic Chlorella strains from Paramecium and Acanthocystis//Bot. Acta. -1990. -Vol. 103. -P. 140-142.
  31. Kessler E. and Huss V.A.R. Comparative physiology and biochemistry and taxonomie assignment of the Chlorella (Chlorophyceae) strains of the Culture Collection of the University of Texas at Austin Hi. Phycol. -1992. -Vol. 28. -P. 550-553.
  32. Kessler E., Kauer G. and Rahat M. Excretion of the sugar by Chlorella species capable and incapable of symbiosis with Hydra viridis//Bot. Acta. -1991. -Vol. 104. -P. 58-63.
  33. Kessler E., Huss V.A.R., Rahat M. Species-specific ability of Chlorella strains (Chlorophyceae) to form stable symbioses with Hydra viridis//PI. Syst. Evol. -1988. -Vol. 160. -P. 241-246.
  34. Kvitko K. V., Migunova A. V., Gaponova I.N., Zelennicova O.A. and Rautian M.S. Symbiosis system: Paramecium bursaria, Chlorella, PBCViruses in southern and northern populations//Schedule and Abstracts of 4-th International Symbiosis Congress Halifax. Nova Scotia. Canada. Aug. 17-23. -2003. -P. 143-139.
  35. Kvitko K. V., Migunova A. V., Karelov D.B., Prokosheva M.Ju. Molecular taxonomy of virus-sensitive Chlorella sp. -symbionts of Paramecium bursaria//Protistology. -2001. -Vol. 2, N 2. -P. 96-104.
  36. Linz В., Linz A., Migunova A.V., Kvitko K.V. Correlation between virus-sensitivity and isoenzyme spectrum in symbiotic Chlorella-like algae//Protistology. -1999. -Vol. 1. N 2. -P. 76-81.
  37. McAuley P.J. The cell cycle of symbiotic Chlorella. I. The effect of host feeding and starvation IIУ Cell Sci. -1985. -Vol. 77. -P. 241-253.
  38. Meints R.H., Lee K, Burbank D.E., Van Etten J.L. Infection of a Chlorella-like alga with the virus, PBCV-1: ultrastructural studies//Virology. -1984. -Vol. 138. -P. 341-346.
  39. Meints R.H., Van Etten J.L., Kuczmarski D., Lee K. and Ang B. Viral infection of the symbiotic Chlorella-like alga present in Hydra viridis//Virology. -1981. -Vol. 113. -P. 698-703.
  40. Muskatine L. Symbiosis of hydra and algae. Ill Extracellular products of the algae//Сотр. Biochem. Physiol. -1965. -Vol. 16, -P. 77-92.
  41. Migunova A. V., Scoblo I., Kraeva E., et al. Zoochlorella viruses carrier status of P. bursaria//Abstracts of X-th International Congress of Virology. Aug. 11-16. Jerusalem. Israel. -1996. -P. 251.
  42. Pardy R.L. The morphology of green Hydra endosymbionts as influenced by host strain and host environment//J. Cell Sci. -1976. -Vol. 30. -P. 655-669.
  43. Rautian M.S., Yaschenko W., Potekchin A. et al. Triple symbiotic system of P. bursaria-Chlorella-Chlorella viruses: study by means of pulsed field gel electrophoresis//Program and Abstracts of 4-th European Congress of Protistology and 10-th European Conference on Ciliat Biology San Benedetto del Tronto (AP) Italy. Aug. 31-Sept. 5. -2003. -P. 52.
  44. Reisser W. Die stoffwechselphysiologischen Berichugen zwischen P. bursaria Ehrbg. und Chlorella sp. in der P. bursaria -symbiose//Arch. Microbiol. -1976. -Vol. 107. -P. 357-360.
  45. Reisser W. The metabolic interaction between P. bursaria Ehrbg. and Chlorella sp. in the P. bursaria symbiosis//Arch. Microbiol. -1980. -Vol. 125. -P. 291-293.
  46. Reisser W. Viruses and virus-like particles of freshwater and marine eukaryotic algae -a Review//Arch. Protistenkd. -1993. -Bd. 123. -S. 257-265.
  47. Reisser W. ed. Algae and symbiosis. Bristol, UK: Biopress. -1990.-746 pp.
  48. Reisser W., Becker В., Klein T. Studies on ultrastructure and host range of a Chlorella attacking virus//Protoplasma. -1986. -Vol. 135. -P. 162-165.
  49. Reisser W., Burbank D.E., Meints R.H. et al. Viruses distinguish symbiotic Chlorella spp. of P. bursaria//Endocytobiosis and Cell Res.-1991. -Vol. 7.-P. 245-251.
  50. Reisser W., Burbank D.E., Meints R.H., et al. A comparison of viruses infecting two different Chlorella-like green algae//Virology. -1988a. -Vol. 167. -P. 143-149.
  51. Reisser W., Klein T. and Becker B. Studies on phycoviruses I. On the ecology of viruses attacking Chlorellae exsymbiotic from an European strain of P. bursaria//Arch. Hydrobiol. -1988b. -Vol. Ill, -P. 575-586.
  52. Reisser W., Vietze S. and Widowski M. Taxonomie studies on endocytobiotic Chlorophyceaen algae isolated from different American and European strains of Paramecium bursaria//Symbiosis. -1988c. -Vol. 6. -P. 253-270.
  53. Smith D. C, Muscatine L. and Levis D.H. Carbohydrate movement from autothophs to heterotrophs in parasitic and mutualistic symbiosis//Biological Reviews. -1969. -Vol. 44. -P. 17-70.
  54. Suttle C.A., Chan A.M., Cottrell M. T. Infection of phytoplankton by viruses and reduction of primary productivity//Nature (London). -1990. -Vol. 347. -P.467-469.
  55. Suttle C.A., Chen F., Chan A.M. 1992. Marine viruses: Decay rates, diversity and ecological implications, pp. 153-163 in International Marine Biotechnology Conference «IMBC-9»: Short Communications of the Invited Lectures, C.C. Nash II (ed.), Developments in Microbiology Series, W. Brown Co., Dubuque
  56. Tessman I. Genetic recombination of the DNA plant virus PBCV-I in a Chlorella like alga//Virology. -1984. -Vol. 145. -P. 319-322.
  57. Trench R.K. The cell biology of plant-animal symbiosis//Ann. Rev. Plant Physiol. -1979. -Vol. 30. -P. 485-531.
  58. Van Etten J.L. Minireview: Giant chlorella viruses//Moll. Cells. -1995. -Vol. 5. -P. 99-106.
  59. Van Etten J.L. Phycodnaviridae. In M.H.V. Van Regenmortel, FauquetC.M., Bishop D.H.L., Carsten E.В., Esters M.K., Lemon S.M., Maniloff J., Mayo M.A., MeGeoch D.J., Pringle C.R. and Wickner R.B. (eds.)/Virus Taxonomy, Classification and Nomenclature of Viruses, Seventh Reports» Academic Press, San Diego, С A. -2000. -P. 183-193.
  60. Van Etten J.L. Unusual life style of giant Chlorella viruses//Ann. Rev. Genet. -2003. -Vol. 37. -P. 153-195.
  61. Van Etten J.L., Burbank D.E., Kuczmarski D. and Meints R.H. Virus infection of culturable Chlorella-like algae and development of a plaque assay//Science. -1983. -Vol. 219. -P. 994-996.
  62. Van Etten J.L., Graves M.V., Muller D.G., Botand W., Delaroque N. Phycodnaviridae -large DNA algal viruses//Arch. Virol. -2002. -Vol. 147. -P. 1479-1516.
  63. Van Etten J.L., Lane L.C., Meints R.H. Viruses and viruslike particles of eukaryotic algae//Microbiol. Rev.-1991. -Vol. 55, N 4. -P. 586-620.
  64. Van Etten J.L., Meints R. H. Giant viruses infecting algae//Annu. Rev. Microbiol. -1999. -Vol. 53. -P. 447-494.
  65. Van Etten J.L., Meints R.H., Burbank D.E. Virus of symbiotic Chlorella-like algae isolated from P. bursaria and Hydra viridis//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1982. -Vol. 79. -P. 3867-3871.
  66. Van Etten J.L., Meints R.H., Burbank D.E.et al. Isolation and characterization of a virus from the intracellular green alga symbiotic with Hydra viridis//Virology. -1981. -Vol. 113. -P. 704-711.
  67. Van Etten J.L., van Etten R.H.C.H., Johnson J.K., Burbank D.E. A survey for viruses from fresh wate that infect a eucaryotic Chlorella-like green alga//Applied and Environmental Microbiology. -1985. -Vol. 49, N 5. -P. 1326-1328.
  68. Weis D.S. Correlation of sugar release and concanavanin-A agglutinability with infectivity of symbiotic algae from P. bursaria for aposymbiotic P. bursaria//J. Protozoology. -1979. -Vol. 26, N 1. -P. 117-119
  69. Weis D.S. Infection in P. bursaria as an inductive process//Endo-cytobiology. -1983. -Vol. 11. -P. 523-532.
  70. Yamada Т., Chuchird N., Kawasaki Т., Nishida K., et al. Chlorella Viruses as a Source of Novel Enzymes//J. of Bioscience and Bioensineering. -1999. -Vol. 88(4). -P. 353-361.
  71. Yamada Т., Higashiyama Т., Fukuda T. Screening of Natural Waters for viruses which infect Chlorella cells//Applied and Environmental Microbiology. -Dec. 1991. -P. 3433-3437.
  72. Yamada Т., Shimomae A., Furukawa S.et al. Widespread distribution of Chlorella viruses in Japan//Biosci. Biotechnol. Biochem. -1993. -Vol. 57. -P. 733.
  73. Yamada Т., Fujimoto Т., Yamamoto Y.,et al. Minichromosome formation in Chlorella cells irradiated with electron beams//J. Biosci. Bioenginir. -2003. -Vol. 95, N6.-P. 501-607.

Statistics

Views

Abstract - 429

PDF (Russian) - 205

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2004 Kvitko K.V., Migunova A.V., Gaponova I.N., Vorobev K.P., Firsov M.A., Rautian M.S., Karelov D.V., Andronov E.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies