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Análisis genómico y desempeño de cultivos axénicos de tres especies de la microalga Chaetoceros
Genomic analysis and performance of axenic cultures of three species of the Chaetoceros microalgae
YIRA DIAMANDA TAPIA GALLARDO
MIGUEL ANGEL DEL RIO PORTILLA
M. del Pilar Sánchez Saavedra
Acceso Abierto
Atribución
Chaetoceros, bioinformática, cultivos axénicos, desempeño, análisis genómico
Chaetoceros, bioinformatics, axenic cultures, performance, genomic analysis
Actualmente la genómica es una disciplina que ha contribuido de forma significativa en la investigación biológica, estudiando el ADN de uno o múltiples organismos de forma integral y simultánea. Chaetoceros es uno de los géneros de diatomeas más utilizados en la acuicultura. Los objetivos de esta investigación fueron analizar el grado de similitud a nivel genómico entre Chaetoceros muelleri, Chaetoceros calcitrans y Chaetoceros sp. por medio de métodos bioinformáticos, y caracterizar cultivos axénicos de estas especies de Chaetoceros. Para esto, se realizó el análisis bioinformático de las secuencias previamente obtenidas de cultivos no axénicos; y a partir de ello se conformaron y anotaron los genomas mitocondriales y del cloroplasto de cada una de las especies. Sin embargo, la mayoría de los contigs estuvieron asociados a secuencias bacterianas. Por lo cual, se realizaron cultivos axénicos y no axénicos de cada especie, lo cual permitió llevar a cabo la caracterización del crecimiento, fotosíntesis. Se estandarizó un protocolo de extracción de ADN. Se realizó la extracción de ADN de las muestras de los cultivos axénicos y no axénicos, y se evaluó la calidad, pureza e integridad. Para C. muelleri y C. calcitrans se obtuvo un genoma mitocondrial (GM) de 36,059 pb, mientras que para Chaetoceros sp. se obtuvo un tamaño de GM de 39,733 pb. El genoma del cloroplasto (GP) de C. muelleri fue de 116,284 pb, el de C. calcitrans fue de 116,556 pb y el de Chaetoceros sp. de 116,176 pb. Con el fin de elucidar las relaciones filogenéticas, se identificaron los marcadores moleculares COI, rbcL, psbA y 18S de las tres especies de Chaetoceros y se construyeron árboles filogenéticos para la aproximación de la identificación y caracterización de estas. A partir de estos resultados, se considera que la cepa de Chaetoceros sp. puede estar relacionada con Chaetoceros gracilis. La tasa de crecimiento y el contenido de clorofila a de las tres especies de Chaetoceros fue similar entre los cultivos axénicos y no axénicos. Los cultivos de las tres especies de Chaetoceros se mantuvieron axénicos durante cuatro días. En C. muelleri se evaluó el mayor contenido de clorofila c en los cultivos no axénicos, mientras que el mayor contenido de carotenoides fue en los cultivos axénicos. La eficiencia fotosintética (α), la tasa de transporte de electrones máxima (ETRmax) y rendimiento fotosintético máximo (Fv/Fm) fueron mayores en los cultivos no axénicos. La irradiancia de saturación ...
Genomics is a discipline that has largely contributed to biological research of DNA from, probably, thousands of organisms integrally and simultaneously. Chaetoceros is one of the most used diatom genus in aquaculture. The main goals of this work were to investigate the similarity degree at the genomic level among Chaetoceros muelleri, Chaetoceros calcitrans and Chaetoceros sp. by bioinformatic methods and to characterize the axenic and non-axenic culture of these Chaetoceros species. The bioinformatic analysis of the sequences previously obtained for the three Chaetoceros species was performed and their mitochondrial and chloroplastic genomes were obtained and annotated. However, most of the contigs were related with bacterial sequencies. Therefore, a protocol based on the use of antibiotics to axenize cultures of the three Chaetoceros species was standardized. Axenic and non-axenic cultures of the three Chaetoceros species were carried out to characterize growth, photosynthesis and obtain sequences for bioinformatic analysis. A DNA extraction protocol was standardized for the three Chaetoceros species. DNA extraction was performed and its quality, purity and integrity in the samples of axenic and non-axenic cultures were evaluated. The mitochondrial and chloroplast genomes of each of the three Chaetoceros species were formed and annotated. For C. muelleri and C. calcitrans, a mitochondrial genome (GM) of 36,059 bp was obtained, while the GM of Chaetoceros sp. had 39,733 bp. The chloroplast genome (GP) of C. muelleri, had 116,284 bp, while the GP of C. calcitrans had 116,556 bp and the GP of Chaetoceros sp. Had 116,176 bp. The molecular markers COI, rbcL, psbA and 18S of the three Chaetoceros species were identified and the phylogenetic trees were built based on these molecular markers as an approximation for the identification and characterization of the three Chaetoceros species. From these results, Chaetoceros sp. may be considered as Chaetoceros gracilis. The growth rate and chlorophyll content of the three Chaetoceros species was similar between axenic and non-axenic cultures. The cultures of the three species of Chaetoceros remained axenic for four days. In C. muelleri, the highest chlorophyll c content in non-axenic cultures was evaluated, while the highest carotenoid content was in axenic cultures. Photosynthetic efficiency (α), maximum electron transport rate (ETRmax) and maximum photosynthetic yield (Fv/Fm) were higher in non-axenic cultures ...
CICESE
2019
Tesis de maestría
Español
Tapia Gallardo, Y.D. 2019. Análisis genómico y desempeño de cultivos axénicos de tres especies de la microalga Chaetoceros. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 112 pp.
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