Exploring the diversity of snow algae using polyphasic approach

Abstract

Snow algae cause blooms in slowly melting snowfields in mountain and polar regions. Although they are excellent models for the study of life in extremely cold environments, their taxonomical diversity, geographical distribution and variety of physiological strategies used to cope with their harsh environment are only partially understood. This work was focused on green algae from the order Chlamydomonadales and in one case on golden algae from the order Hibberdiales. An integrative approach was applied to characterise species, including the sequencing of several molecular markers (18S rDNA, ITS2 rDNA, rbcL) to reveal genotypes and infer phylogenetic positions. Light and electron microscopy were conducted to describe the detailed structure of cell wall surfaces and intracellular compartments. Moreover, fatty acid and pigment profiling were carried out to provide new insights into the adjustments of metabolic pathways in these algae. Rapid light curve measurements were used as a proxy of light preferences of photosystem II. Firstly, one of the main algae responsible for causing the phenomenon of red snow was shown to represent a single, monophyletic lineage, independent from other algae within the Chlamydomonadales (paper I). Therefore, the new genus Sanguina (S.) was described, with two...

Sněžné řasy způsobují zabarvení sněhu v pomalu tajících sněhových polích v horských a polárních oblastech. Přestože jsou vynikajícími modely pro studium života v extrémně chladném prostředí, naše dosavadní porozumění taxonomické rozmanitosti, geografického rozšíření a rozmanitosti fyziologických strategií sněžných řas v přizpůsobení se jejich drsnému prostředí jsou pouze částečná. Tato práce se věnuje zeleným řasám z řádu Chlamydomonadales a v jednom případě zlativkám z řádu Hibberdiales. V práci byl použit integrativní přístup k charakterizaci druhů včetně sekvenování několika molekulárních markerů (18S rDNA, ITS2 rDNA, rbcL) za účelem odhalení genotypu a odvození fylogenetické příbuznosti druhů. Pomocí světelné a elektronové mikroskopie byly popsány detailní struktury povrchu buněčné stěny a vnitrobuněčného uspořádání. Kromě toho byly sledovány profily mastných kyselin a pigmentů, aby se získal nový pohled na úpravu metabolických drah těchto řas. Rychlá měření světelných křivek byla použita pro odhad světelných preferencí fotosystému II. Bylo prokázáno, že jedna z hlavních řas způsobujících fenomén červeného sněhu je monofyletická linie v rámci skupiny Chlamydomonadales (článek I), byl popsán nový rod Sanguina se dvěma blízce příbuznými druhy S. nivaloides a S. aurantia. Pomocí molekulárních...