IMU-ASYA culture collection: Molecular barcoding and cryopreservation of microalgae ısolated during IVth National Antarctic Science Expedition

Abstract

Kültür koleksiyonları, biyolojik materyallerin güvenli depoları olarak hizmet ettikleri ve taksonomik, fizyolojik, genetik ve morfolojik bilgilerin elde edilmesine önemli ölçüde katkıda bulundukları için bilimsel çalışmalarda özel bir öneme sahiptir. Bu çalışma, IV. Ulusal Antarktika Bilim Seferi sırasında Antarktika Yarımadası'nın Marguerite Körfezi'nde yer alan Horseshoe Adası ve Dismal Adası'ndan izole edilen ökaryotik mikroalglerin genomik ve morfolojik bir değerlendirmesini sağlayarak mikroalg biyoçeşitliliği bilgisine katkıda bulunmaktadır. Mikroalg örneklemesi için sahada tortu, taş, buz, kar ve su örnekleri toplanmıştır. İzolasyon için, aynı gün içinde toplanan örnekler sıvı ve agar formlarında seçici mikroalg yetiştirme ortamına ekilmiştir. Aksenik kültürler, esas olarak çizgi ekim yöntemi ve seri seyreltme yaklaşımlarıyla elde edilmiştir. Elde edilen aksenik kültürler morfolojik ve genomik olarak analiz edilmiştir. Genomik tanımlama için, genomik DNA ekstrakte edilmiş ve 18S rDNA kodlama fragmanları amplifiye edilerek Sanger Dizileme ile dizi okumaları elde edilmiştir. Son olarak suşlar NCBI'ye gönderilmiş, erişim numaraları elde edilerek filogenetik ağaçları üretilen tüm suşlar IMU-ASYA web sayfasında (www.imuasya.org) tanıtılmıştır. IMU-ASYA koleksiyonundaki tüm izolatlar, seri alt kültürlemenin yanı sıra kriyoprezerve edilmiş olarak da depolanmaktadır. Koleksiyonunda toplam 62 suş ve 26 takson bulunmaktadır; 13'ü Trebouxiophyceae, 3'ü Ulvophyceae, 4'ü Chlorophyceae, 2'si Klebsormidiophyceae, 1'i Xanthophyceae ve 3'ü Bacillariophyceae dir. Bu koleksiyon, Türkiye'deki ilk Antartik mikroalg kültür koleksiyonu olma özelliği taşımaktadır. IMU-ASYA, psikrotolerant mikroalglerin doğasını ve potansiyel kullanım alanlarını daha iyi anlamak ve biyoteknolojik uygulamaları desteklemek için bilgi sağlayan benzersiz bir mikroalg kültür koleksiyonu olma özelliği taşımaktadır.

Culture collections are of special importance for scientific studies as they serve as safe depositories of biological materials, significantly contributing to acquiring taxonomic, physiological, genetic, and morphological information. This study contributes to microalgae biodiversity information by providing a genomic and morphological evaluation of the eukaryotic microalgae isolated from Horseshoe Island and Dismal Island in Marguerite Bay of the Antarctic Peninsula during the IVth National Antarctic Science Expedition. In order to sample microalgae, sediment, stone, ice, snow, and water samples were collected on-site. For isolation, the samples were introduced to selective microalgae growth media in liquid and agar forms on the same day of field sampling. The axenic cultures were obtained mainly by plate-streaking and serial dilution and were analyzed morphologically and genomically. Genomic DNA was extracted for genomic identification, 18S rDNA coding fragments were amplified, and then sequence reads were obtained by Sanger sequencing. Lastly, the strains were submitted to the NCBI, accession numbers were obtained, the phylogenetic trees were produced, and all strains were represented on a web page (www.imuasya.org). All isolates in the IMU-ASYA collection are deposited as cryopreserved as well as serial sub-culturing. The collection contains 62 strains from 26 taxa, of which 13 from Trebouxiophyceae, 3 from Ulvophyceae, 4 from Chlorophyceae, 2 from Klebsormidiophyceae, 1 from Xanthophyceae, and 3 from Bacillariophyceae. This is the first Antarctic microalgae culture collection in Turkey. It is a unique microalgae culture collection that supports the biotechnological application and provides information better to understand the nature and use of psychrotolerant microalgae.