6개의 Symbiodiniaceae 속의 냉동 보존 및 염분 처리 증가에 따른 지방산 프로필 평가

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12408(2022) 이 기사 인용

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Symbiodiniaceae는 와편모충의 다양한 그룹으로, 대부분은 자유 생활을 하며/또는 다양한 원생생물 및 기타 무척추동물 숙주와 연관되어 있습니다. 분리된 배양물의 유지 관리는 노동 집약적이고 비용이 많이 들며, 냉동 보존은 장기 보관을 위한 탁월한 방법을 제공합니다. 우리는 동결 방지제(CPA)로 디메틸 설폭사이드(DMSO)를 사용하여 6개 Symbiodiniaceae 속으로부터 15개의 배양 분리물을 동결 보존하는 것을 목표로 했습니다. 15% DMSO 미만에서 10개의 분리균주가 급속 냉동 또는 속도 조절 냉동을 사용하여 성공적으로 냉동 보존되었습니다. 실패하거나 생존율이 낮은 배양물은 (1) CPA를 10%로 감소시키거나 (2) 동결 전에 염분 처리를 증가시켰습니다. 10% DMSO에서 3개의 추가 분리물이 성공적으로 냉동보존되었습니다. 15% DMSO에서는 44 ppt 및 54 ppt 배양 배지로 처리된 Symbiodinium pilosum에서 높은 세포 생존율이 있었습니다. Fugacium sp.의 분리물입니다. 54ppt와 64ppt의 염분 처리 후 성공적으로 냉동보존되었습니다. 54 ppt 염분 처리 후 S. pilosum의 지방산(FA) 분석에서는 포화 FA 수준이 증가한 반면 Fugacium sp. 일반 염도(34 ppt)에 비해 다중불포화 FA가 낮았습니다. 염분의 영향과 냉동보존에서 FA의 역할을 이해하는 것은 생태학적으로 중요한 분류군에 대한 프로토콜을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.

Symbiodiniaceae과에 속하는 Dinoflagellate 종은 종종 산호, 말미잘, 해파리, 대왕조개, 편형동물 및 저서유공충을 포함한 무척추동물과 내공생 관계에 존재합니다1. 일부 종은 해안 환경에서 자유 생활 식물성 플랑크톤으로도 존재합니다2. Endosymbiotic Symbiodiniaceae는 탄수화물, 당, 전분 및 아미노산의 형태로 광합성으로 고정된 탄소를 제공함으로써 숙주의 성장, 생존 및 대사 과정을 지원하는 데 중요합니다3. 돌산호와의 공생은 건강한 산호초 생태계의 형성과 존재에 필수적입니다4. Symbiodiniaceae는 유전적으로 다양하며 역사적으로 여러 계통발생 계통, 즉 분기군 A~J5,6 및 수많은 하위 분기군 유형 또는 종7으로 분류되었습니다. 그러나 최근 심비오디니아과(Symbiodiniaceae)의 분류학적 개정으로 각각 독특한 생태적 특성을 지닌 다양한 심비오디니아세(Symbiodiniaceae) 종을 포함하는 11개 속(genera)8에 대한 공식적인 기술이 가능해졌습니다.

많은 와편모충 종들이 살아있는 문화 컬렉션에서 유지됩니다. 이를 위해서는 비용이 많이 들고 균주 손실, 오염 및 유전적 완전성 변화의 위험이 있는 지속적인 하위 배양이 필요합니다9,10. 생존 가능한 세포, 조직 또는 미생물을 냉동 상태로 장기간 보존하는 과정인 냉동 보존은 이러한 문제를 극복할 수 있는 기회를 제공합니다11. 성공적인 냉동 보존은 적절한 냉동 보호제(CPA)의 적용, 냉동 속도, 삼투압 균형 및 얼음 핵 생성 과정에 따라 달라집니다. 해양 미세조류에서는 동결 중 얼음 형성으로 인한 세포 손상을 방지하기 위해 글리세롤, 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 메탄올과 같은 CPA를 첨가합니다9,13. 최적의 CPA, 평형 시간, 사용되는 동결 속도 유형 및 해동 온도는 종마다 다릅니다.

공생 와편모충의 성공적인 냉동보존은 산호초의 연구와 보존에 사용될 수 있는 자원을 제공할 것입니다16. 다양한 냉동보존 기술과 적절한 양의 냉동보호제를 사용하면 Breviolum sp.의 높은 세포 생존율을 얻을 수 있습니다. 10. Symbiodiniaceae 종의 경우 Durusdinium17,18,19, Breviolum10,14,19,20, Gerakladium15,19, Fugacium 및 Cladocopium19 속에서 성공적인 냉동보존이 보고되었습니다. 그러나 다양한 종이나 하위 계통 및 기타 Symbiodiniaceae 속에 대한 강력한 냉동 보존 프로토콜을 개발할 필요가 있습니다.