The analysis of selected physiological parameters of the cyanobacterial strain Aphanizomenon flos-aquae 2012/KM1/D3 infected by cyanophage vb-AphaS-CL131

vB-AphaS-CL131 jest cyjanofagiem infekującym sinice inwazyjnego szczepu Aphanizomenon flos-aquae 2012/KM1/D3 występującego w Morzu Bałtyckim. W niniejszej pracy podjęto próbę opisania wybranych parametrów fizjologicznych komórek gospodarza zainfekowanych fagiem CL131. Monitorując liczebność hodowli oraz miano wirusa w trakcie infekcji potwierdzono wcześniejsze ustalenia innych badaczy dotyczące długości cyklu litycznego wirusa. Jednocześnie wskazano możliwy wpływ oporności komórek na tempo infekcji i przebieg fazy jasnej fotosyntezy. Poprzez pomiar wybranych parametrów fluorescencji chlorofilu badano wydajność fazy jasnej fotosyntezy w przebiegu infekcji wirusowej. Wykazano, że komórka reaguje obniżeniem sprawności fotoukładu II na stres związany z procesem infekcji. Jednakże, pomimo obniżenia wydajności fotoukładu II w trakcie infekcji, procesy fazy jasnej są utrzymywane na stałym poziomie do momentu lizy komórki. Zaobserwowano także wyższe w stosunku do kontroli stężenia NADPH niezbędnego do replikacji wirusa, co może świadczyć o mniejszych zużyciu tego produktu fazy jasnej przez komórki gospodarza. Analiza ekspresji wybranych genów związanych z funkcjonowaniem fotoukładów II i I wykonana metodą qPCR wykazała, że transkrypty tych genów pozostają na stałym poziomie podczas infekcji. Przeprowadzone eksperymenty umożliwiają wstępny wgląd w mechanizmy infekcji A. flos-aquae przez faga Cl131, jednakże do zrozumienia tych procesów konieczny jest szereg dalszych badań.

vB-AphaS-CL131 is a cyanophage infecting invasive cyanobacteria Aphanizomenon flos-aquae (strain 2012/KM1/D3) isolated from the Baltic Sea. This study attempts to describe selected physiological parameters of host cells infected with CL131 phage. The previous findings of other researchers regarding the length of the lytic cycle of the virus have been confirmed by monitoring the number of cells and viral titer during infection. The possible influence of cell resistance on the infection rate and the processes of the light phase of photosynthesis was indicated. The light phase of photosynthesis performance during viral infection was investigated by measuring selected parameters of chlorophyll fluorescence. It has been shown that the cells react to stress associated with the infection process by reducing the performance of photosystem II. However, despite the decrease in photosystem II performance during infection, the light phase processes were kept constant until cell lysis. NADPH concentration in infected cells was higher compared to the control group which may indicate the lower consumption of this light phase product by host cells. The level of transcripts of selected host genes connected with photosystems and photosynthetic electron transport were analysed using qPCR and their stable expression has been documented. The conducted experiments provide an initial insight into the mechanisms of A. flos-aquae infection by the CL131 phage, however, further studies are needed to understand these processes more comprehensively.