The diversity of anaerobic ciliates from the subclass Scuticociliatia and their symbionts

Abstract

Ciliates are the most diversified protists in suboxic and anoxic habitats where they often form symbioses with prokaryotes. Although the diversity of anaerobic ciliates has been overlooked for a long time, anaerobic representatives can be found in most ciliate classes. This study focuses on anaerobic ciliates from the subclass Scuticociliatia, a neglected lineage, which belongs to the species-rich class Oligohymenophorea. One of the main outcomes resulting from this study is the discovery of a novel anaerobic clade of ciliates, from which only one species has been described molecularly to date. We have shown that the clade represents a diversified lineage, likely a new order. Thanks to the sampling of many freshwater and marine anoxic sediments, we have established the largest culture collection of anaerobic scuticociliates in the world. This has enabled us to determine the 18S rRNA gene sequences of 55 cultured anaerobic scuticociliates and to study their morphology both in-vivo and using various silver- impregnation methods. Besides, we applied transmission and scanning electron microscopy techniques to study the ultrastructure of both ciliates and symbionts. To identify the symbionts, we also employed other methods including microbiome sequencing and fluorescence in-situ hybridization. Since all...

Nálevníci jsou v hypoxických a anoxických prostředích nejdiverzifikovanější protistní skupinou a často zde vstupují do symbióz s prokaryoty. Ačkoliv byla rozmanitost anaerobních nálevníků dlouhodobě přehlížena, jejich zástupce najdeme ve většině tříd nálevníků. Tato práce se soustřeďuje na anaerobní nálevníky z podtřídy Scuticociliatia, opomíjenou skupinu patřící do diverzifikované třídy Oligohymenophorea. Objevili jsme novou anaerobní linii nálevníků v rámci této podtřídy, v které byl dosud molekulárně popsán pouze jediný druh. Ukázali jsme, že se jedná o diverzifikovanou linii, která velmi pravděpodobně představuje nový řád. Díky sběru mnoha vzorků sladkovodních a mořských anoxických sedimentů vznikla na našem pracovišti největší sbírka kultur anaerobních skutikociliátů na světě. To nám umožnilo osekvenovat gen pro 18S rRNA 55 kultur skutikociliátů a studovat jejich morfologii pod světelným mikroskopem a různými metodami barvení stříbrem. Mimo to jsme využili techniky transmisní a skenovací elektronové mikroskopie ke studiu ultrastruktury jak nálevníků, tak i symbiontů. K identifikaci symbiontů jsme využili také další metody, jako jsou sekvenace mikrobiomu nálevníků či fluorescenční in-situ hybridizace. Jelikož všichni studovaní zástupci této linie hostí prokaryotické symbionty, došli jsme k...