ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА БАКТЕРИОПЛАНКТОНА КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

(река Волга, Россия)

Аннотация

Куйбышевское водохранилище было создано в 1957 г. после строительства плотины на р. Волга вблизи городов Жигулевск и Тольятти. С момента создания водохранилища проводились исследования гетеротрофного бактериопланктона. Эти исследования позволили получить долгосрочные данные об изменениях его численности и биомассы. Однако до недавнего времени его истинная таксономическая структура оставалась неизученной, поскольку культивируемой является лишь небольшая часть бактериального сообщества. В 2021, 2023 и 2024 гг. мы изучали бактериопланктон в нижней части водохранилища, используя как классические методы, так и метабаркодинг гипервариабельного региона V4 гена 16S рРНК. За весь период исследования было обнаружено 3061 нецианобактериальных ОТU; отдельные пробы содержали от 327 до 1349 ОТU (в среднем 782). Объединенная библиотека содержала 45 филумов царства Bacteria согласно таксономии Silva; девять из них включали более 100 ОТU каждый, но 17 минорных филумов содержали 5 или менее ОТU. 283 ОТU остались не идентифицированными даже до уровня филума. По числу прочтений сообщество было представлено преимущественно Pseudomonadota, Bacteroidota, Actinomycetota, Verrucomicrobiota и Planctomycetota, которые вместе составляли 90% нецианобактериальных последовательностей. Высокое относительное обилие филумов Verrucomicrobiota и Planctomycetota нетипично для крупных пресноводных озер и водохранилищ, и является специфической особенностью Куйбышевского водохранилища. 905 ОТU, численность которых превышала 0,1% по крайней мере в одном образце, очевидно составляли основную часть бактериопланктона в исследуемом водохранилище. Доминирующий комплекс ОТU включал типичные пресноводные формы: Planktophila, Nanopelagicus (Nanopelagicaceae: Actinomycetota), Fonsibacter (Pelagibacteriales: Alfaproteobacteria), Limnohabitans (Comamonadaceae: Betaproteobacteria), Massilia и несколько других Oxalobacteraceae (Betaproteobacteria). Кроме того, были широко представлены таксоны, связанные с различными видами фитопланктона и цветением цианобактерий, такие как штамм UKL13-3 (NS11-12: Bacteroidota), протеобактерии Roseomonas и Sphingorhabdus, а также представители Planctomycetaceae. Пространственно-временной анализ не выявил отдельных кластеров бактериальных ОТU, специфичных для конкретного района или даты отбора. Анализ PERMANOVA показал, что таксономическая структура бактериопланктона примерно в равной степени зависит от месяца отбора проб и концентрации хлорофилла-а. По данным микроскопии, в течение всего периода исследования биомасса бактериопланктона (34–361 мкг C/л) и его численность (1,5–12,7·10⁶ клеток/мл) значительно изменялись. В среднем оба показателя сезонно увеличивались с мая по август и снижались к сентябрю. В бактериопланктоне преобладали одиночные свободноживущие клетки. В июле–августе на всех станциях были зарегистрированы бактерии, в различной степени ассоциированные с отдельными клетками или колониями фитопланктона. Общая бактериальная биомасса и численность достоверно коррелировали с концентрацией хлорофилла-а.