Sponges and cyanobacteria symbiotic relationships in the North Aegean Sea

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
DOI: 10.26262/heal.auth.ir.327829
Popis: ���� �������������������������� ���������� ���������������� �������� �������������� ���������� �������������������������������� ������ ���������������������� ���������������������� �������������� ���� �������� ����������������. �� �������������������� ���������� ������ ���������������������� ���� �������������� ���� ���� �������������������������� ���������������� ������ ������ ������ ���������������������� �������������� ������������������������������ ������������ �������� ������ ������������������������������. ������ ������������ ���������� ������ ������������������ ������������ ������ ������ ����������������������, ������ ������������������ ������ ���� �������������������� ������ ���������������������� ���� ���������������� ���������������������������� ���������� �������������������� ���� �������������� ������������������������������������ ������ ������������������ ���������������� ���� �������������������� ������������������ �������� �������������� ������ �������������������� �������������� ������ ����������. �� �������������� ���������������������� ���������������� ���������������� ���� ���������������������� ������ ���������������������� �������������� ��������������-����������������������������, ���� ������ �������������� �������� ���������� ���� ���������������������� �������������� �������������������� ��������������������������, ���� ������������ ������������, ���� ������ �������������������� ������������������ �������� ������������������ ������ ������������������ ���� ������������������������. �������������������������������� �������������� �������������������������� �������������������� ������ ������������������������ ������ ���������������������� �������������� ��������������-����������������������������. H �������������������� ������������������ ������ �� ���������������������� ������ ���������������������� ���������������������������� ���������������� ���� ������ ���������� �������� ������������ ������������ �������� ������ ���������������������� ������ �������������������� ������ ������������������������ ������ �������������������������� ������ ��������������, ������������ �������������������� ������ �������������� ������ ���������� (����������������������). �������� �������������� ���������������������� ���������������� ���������������������� ������ �������������������� ������ �������� ���������� ������ ������������������ ���������������������� ���������������������������� ������ ���������������� ������ ������������ ������������. ������������������������ 15 �������������� ���������������������� ����������������������������, ���� ���������� �������������������� ���������� �������������� ���������� ������ ������������ Synechococcales ������ Pleurocapsales. ���������������������� ���� ���������������������� �� ������ ���������������������� ������ ���������������������������� ������ ������������������������ ������ ����������������, ���������������������������������� ������������������ ������ ������ �������������������� ������������������������ �������� (������������������ ����������������, ������������������������, ������ ���������������������� ������������������) �������������� ���� ������ ������������������ �������������� �������� �������������������� ������ ����������������������������. �� �������������� ������ ���������������� ������������������ �������������� �������� ������������������ ������ �������� ���������� (Leptothoe, Rhodoploca, Cymatolege, Metis, Aegeococcus ������ Thalassoporum) ������ 10 �������� ���������� (Le. sithoniana, Le. spongobia, Le. kymatousa, R. sivoneniae, C. spiroidea, C. isodiametrica, M. fasciculata, A. anagnostidisii, A. thuretii, T. komarekii) ���������� ������ ���������� Synechococcales, ���������� ������ �������� �������� ������������ ���������� ������ ���������� Pleurocapsales (Xenococcus spongiosum). �� �������������� �������������� �������� ���������� ������ ������������������������ �������� �������������� ���������������������� ���������������� ������������������������ ������ ������������������������ ������ ������ ���������������� ������������������������ ������ �������������������� �������� ������������������ ���� ���������� ������ ������������������ ������ ���������������������� ������������������������ ������ ���������������������� ����������������������������. ���� �������������� ������ ���������������������� ���������������������������� �������������������������� ������ ���� �������������������� ���� ���������������� ������������������������ �������������� ������ �������������������������������� ���������������� ������ �������������������������������� ������ ������������������������ �������� (������������������������������ ������ ����������������������������). ������ �������������� ���������������������� ���������������������������� ������������������������ �������������� ������ ���������������������� ������ ���� �������������������� ������������������������ �������������� (PKS). �������������� ������ �������������� ������ �������� Leptothoe, Metis ������ Aegeococcus ������������������ �������������������������� �������������������������������� (������������������������������ ��/������ ����������������������������). ���� ���������� ���� ������������������������ ���������������� ���� ���������������� ������ ���������������������� ���� ���������������� ����������������������������, ���������������������������� ���� ���������������������� ������ ���������������� ������ ���������������������� ���� �������������������� �������������������� ���������������� ������ �������������� ������ ���������� Leptothoe (Le. kymatousa TAU-MAC 1615 and Le. spongobia TAU-MAC 1115), ������ �������������������������������� �������������������� �������������������������� �������������� ���� �������� �������������� ������ ���������� ������������ (�������� �������������������� ���� ������������ ����������������������, �������� ���� ��������������������). ������ ���������������������� ������ ���������������������� ���� ���������������� ���������������������������� �������������������������� �������������������� ������ ������������������������ �������� �������������������� ���������� ������������������, �������� �� ������������ ������ ���������������� ������ ������������������������, �������� ������ �� ���������������� ������������������ ������ ������������������ ���� ���������� ������ ��������������������. �������� ������������������ ���������������� ������������������������ (genome mining) ���������������������� ������ ���������������������� ������ ������������ Leptothoe �������������� �������������� �������������������� ���������������� ������ ���������������������� ������ �������������������� �������������� (������������������������ ������ 100 ��������������������). ����������������������������, ���������������������������� ���� �������������������� ���������������� ������ ���������������� ������ ������������ ������ �� ������������ ������ ������������������ �������������������� ���� ���������� ������ ������������������ �������� �������������� ���� ������������������������ ��������������������.
Cyanobacteria are among the most dominant and important sponge symbionts, and their association with sponges has attracted research interest from an ecological, evolutionary, and biotechnological perspective. Our current knowledge for their diversity, ecology and functioning is limited to few uncultivated taxa, while a great part is ���hidden��� in metagenomics research studying the entire microbial communities of sponges. The present thesis aimed to explore sponge-cyanobacteria associations in a previously unexplored eastern Mediterranean ecoregion, the Aegean Sea, by a culture-dependent approach. An extensive evaluation of the literature on the diversity of sponge-cyanobacteria association was performed. The review raised the number of sponge species known for hosting cyanobacteria to 311, and revealed that the global cyanobacterial diversity reported from sponges remains underestimated due to the phylum-wide investigations on sponge microbiome. The culture-dependent approach, performed in the present thesis in the Aegean Sea sponges, resulted in the isolation of 15 sponge-associated cyanobacterial strains from 12 sponge species, which were found to form novel clades inside the orders Synechococcales and Pleurocapsales. In addition, this approach revealed that the photosynthetic communities of Aegean Sea sponges are also consisted of eukaryotes; five strains of photosynthetic eukaryotes belonging to four different phyla (Bacillariophyta, Cercozoa, Rhodophyta, and Chlorophyta) were isolated and characterised. Aiming to further characterise the sponge-associated cyanobacterial strains, an extensive polyphasic approach (i.e., a combination of molecular, morphological and ecological data) was performed. This approach resulted in the description of six new genera (Leptothoe, Rhodoploca, Cymatolege, Metis, Aegeococcus, and Thalassoporum) and ten new species (Le. sithoniana, Le. spongobia, Le. kymatousa, R. sivoneniae, C. spiroidea, C. isodiametrica, M. fasciculata, A. anagnostidisii, A. thuretii, T. komarekii) inside Synechococcales, and a new pleurocapsalean species (Xenococcus spongiosum). The considerable number of novel taxa characterised in this study highlighted the great cyanobacterial diversity living in association with the Aegean Sea sponges, and emphasise the importance of employing polyphasic culture-dependent approaches in order to reveal the true sponge-associated cyanobacterial diversity. Further, the potential of sponge���associated cyanobacteria strains for the production of bioactive compounds and the biological activity of their extracts were assessed. Genes encoding for non���ribosomal polyketide synthases (PKSs) were detected in all strains, while strains belonging to Leptothoe, Metis, and Aegeococcus were found to have bioactivities (antimicrobial and/or cytotoxic). In order to better understand the biology of sponge-associated cyanobacteria, two draft genomes of the promising sponge-associated strains belonging to Leptothoe (Le. kymatousa TAU-MAC 1615 and Le. spongobia TAU-MAC 1115) were sequenced, and a comparative genomic analysis of host-associated and free-living members of this genus was performed. Genomic hallmarks for a symbiotic lifestyle were revealed, such as evidence of genome reduction and detection of genes encoding for eukaryotic-like proteins. Genome-mining analysis revealed a great number of natural product biosynthetic gene clusters (BGCs) in Leptothoe genomes, suggesting that strains of this genus deserve to be further explored for novel natural products
Databáze: OpenAIRE