Численность и функциональные показатели фотоавтотрофного и гетеротрофного пико- и нанопланктонаЭто одно из базовых назначений проточного цитометра - автоматизация счёта морских микроорганизмов. Высокая скорость обработки проб позволяет вывести микробиологический мониторинг прибрежных вод на качественно новый уровень детализации на пространственных и временных шкалах - в течение одного рабочего дня можно отобрать и обработать до 15 проб. Фотоавтотрофы идентифицируются по автофлуоресценции пигментов. В приводимом здесь примере учёт суммарного пико- и нанопланктона осуществлялся после окраски пробы с помощью SYBR Gold, специфичного к ДНК. На рис. 5 показаны результаты, полученные 11.09.2009 г. на 10 станциях в Севастопольской бухте (Муханов Владимир и Сергей Свинин (с) 2009). Метод позволяет анализировать размерную структуру сообщества, которая, в свою очередь, отражает его таксономический состав. Каждая проба имеет свой собственный паттерн кластеров на цитограмме (рис. 6). Каждая из групп (представленная кластером точек) может быть исследована отдельно (рис. 7).
Рис. 5. Распределение гетеротрофного бактериопланктона и цианобактерий в Севастопольской бухте. На цитограммах по оси абсцисс - размеры клеток (FS), по оси ординат - флуоресценция ДНК (FL1; верхний ряд) или автофлуоресценция пигментов (FL4; нижний ряд).
Рис. 6. Пространственное распределение микроорганизмов планктона в Керченском проливе (справа) и размерная структура фотоавтотрофов на разных станциях (слева). На графиках ось абсцис - размеры клеток (FS), ось ординат - флуоресценция пигментов (FL4), указаны номера станций, выделены характерные кластеры, соответствующие разным таксономическим группам (данные В.С. Муханова).
Рис. 7. Оценка общей численности пико- и нанофитопланктона и его отдельных размерных групп (кластеры C и D на цитограмме). Данные Владимира Муханова.
Физиологическая активность микроорганизмов планктона может быть исследована, например, с помощью FDA (маркера ферментативной активности), родамина 123 (маркера потенциала мембран в митохондриях) и косвенно - SYBR Gold Green I (маркера ДНК, который позволяет определять клеточный цикл). Рис. 8 иллюстрирует применение двух первых маркеров в исследовании функциональной активности бактериопланктона. На рис. 9 показана окраска мелкого фитопланктона (кластер на левом графике) с помощью FDA. По каналу зелёной флуоресценции FDA (FL1) регистрируются 2 кластера (графики в центре и справа), которые соответствуют живым клеткам с высокой ферментативной активностью (правый пик ALIVE на правом графике) и мёртвым/неактивным клеткам (правый пик). Эти данные позволяют легко определить соотношение субпопуляций живых и мёртвых клеток в природных пробах.
Рис. 8. Оценка физиологическая активности бактериопланктона на трёх станциях Севастопольской бухты (отн. единицы) после окраски пробы родамином 123 и FDA (данные В.С.Муханова).
Рис. 9. Соотношение живых (физиологически активных) и мёртвых (неактивных) клеток в фитопланктоне. Оси абсцисс: размеры клеток (FS), зелёная флуоресценция FDA (FL1); ординат: автофлуоресценция пигментов (FL4), флуоресценция FDA (FL1) и количество подсчитанных клеток. C - кластер клеток фитопланктона, D - его "расслоение" на 2 подкластера по зелёной флуоресценции FDA (данные Екатерины Соломоновой).
