ВЕРТИКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА БАКТЕРИОПЛАНКТОНА В ДВУХ СТРАТИФИЦИРОВАННЫХ УМЕРЕННЫХ ОЗЕРАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Аннотация

Устойчивая стратификация озер часто сопровождается аноксией в придонном слое, что приводит к выраженной вертикальной неоднородности микробных сообществ и их функционального потенциала. Мы исследовали вертикальное распределение бактериопланктона в двух светловодных стратифицированных озерах: оз. Паленое (южная граница лесной зоны, 27 га, глубина 8 м) и оз. Прудовиков (лесостепная зона, 6,5 га, глубина 5,5 м). Среди гетеротрофного бактериопланктона в обоих озерах по относительной численности доминировали Planctomycetota и Verrucomicrobiota, а Pseudomonadota и Bacteroidota занимали третье и четвертое места соответственно. Распространенные пресноводные актиномицеты и протеобактерии, например Nanopelagicus и Planktophila (Nanopelagicales), Fonsibacter (Alphaproteobacteria) и Comamonadaceae (Betaproteobacteria), присутствовали в обоих озерах в сходных, но низких количествах. На более низких таксономических уровнях бактериопланктон двух озер существенно различался. Кроме того, если в эпилимнионе варианты ампликонных последовательностей (АП), присутствующие в одном озере, замещались филогенетически близкими АП в другом, различия между пробами из анаэробных слоев были более выраженными из-за более филогенетически контрастной структуры АП. В целом, вертикальная структура бактериопланктона в оз. Прудовиков была заметно менее разнообразной, чем в оз. Паленое. Цианобактерии были доминирующим филумом в эпилимнионе оз. Прудовиков, но занимали четвертое место в менее продуктивном оз. Паленое. В обоих озерах среди доминирующих видов присутствовали представители семейства Cyanobiaceae. Кроме них, в оз. Паленое доминировали цианобактерии Dolichospermum spp. и Planktothrix isothrix, тогда как в озере Прудовиков преобладали Pseudanabaena, Raphidiopsis и Planktothrix agardhii. Среди фототрофных бактерий в хемоклине обоих озер и гиполимнионе оз. Паленое среди фототрофных бактерий доминировали различные таксоны Cyanobacteria и Chlorobiota; другие группы были минорными. В составе Chromatiaceae в оз. Паленое был обнаружен Thiodictyon syntrophicum, тогда как в оз. Прудовиков присутствовали три АП, принадлежащие Chromatium okenii (ранее не отмечавшемуся в этом озере), и неопределенный АП, отдаленно родственная как Thiodictyon, так и Lamprocystis. Несмотря на явные различия в филогенетической структуре, анализ обилия метаболических путей, предсказанных с помощью PICRUSt2, выявил функциональное сходство между бактериальными сообществами эпилимниона обоих озер. Однако пробы из зоны хемоклина (3,5–4,0 м) и самого нижнего исследованного горизонта оз. Паленое (6 м) наиболее заметно отличались от других проб и друг от друга. Наши данные показывают, что функциональная структура остается достаточно стабильной на высоких ступенях иерархии метаболических путей и довольно контрастной на уровне предсказанной структуры ортологии генов.