Hidrológiai Közlöny 1999 (79. évfolyam)
4. szám - A Magyar Hidrológiai Társaság XVII. Országos Vándorgyűlése, Miskolc, 1999. július 7–8.
390 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1999. 79. ÉVF. 6. SZ. Mikrocisztin hatása a mustár (Sinapis alba L.) csíranövények fejlődésére és az egyszálú DNS-t hasító enzimek aktivitására M.-Hamvas Márta, Máthé Csaba, Papp Mária, Grigorszky István, Borbély György Kossuth Lajos Tudományegyetem Növénytani Tanszék, 4010- Debrecen, Egyetem tér 1. 1. Bevezetés A cianotoxinok növényekre gyakorolt hatásai nem tisztázottak. Munkánk során toxikus Microcystis aeruginosa tenyészet (BGSD 243) nyers kivonatának, valamint részlegesen tisztított és tisztított mikrocisztin tartalmának növényekre gyakorolt m vivő hatásait vizsgáltuk. Tesztnövényként, a toxinnal szemben nagyon érzékeny Sinapis alba csiranövényeket használtuk (Felföldy, 1987; Kós és mtsai., 1995). A megfigyelt morfológiai változásokat a tipikus stressz-válaszokkal összevethetónek tartottuk. A jelenség mélyebb megismeréséhez megvizsgáltuk, hogy a stressz-folyamatokra jellemző enzimváltozások közül a lebontó enzimek aktivitásának növekedései megfigyelhetóck-e. A vizsgálatok során az egyszálú DNS-t bontó enzimek aktivitásának változását követtük nyomon a mikrocisztmnel kezelt csíranövényekben. 2. Anyag és módszer A mikrocisztin növényekre gyakorolt m vrvo hatásainak vizsgálatához a BGST (Blue Grten Sinapis Test) kísérleti rendszert alkalmaztuk (Kós és mtsai,1995; Borbély és mtsai., 1997). A mikrocisztmt növekvő koncentrációban tartalmazó, agárral szilárdított Allén médiumon (Allén, 1968) nevelt csiranövényeket kontrollált körülmények között, fitotronban (10/14 órás fotopenóduson és sötétben) neveltük 8 napig, majd a toxinhatást értékeltük. Mértük a növények nedves tömegét, hosszadatait, a gyökérzet fejlettségét Az adatokból meghatároztuk a növekedésgátlás mértékét Megfigyeltük a küllemi elváltozásokat és szövettani metszeteket is készttettünk. A vizsgálataink során használt Microcystis aeruginosa törzs az 1991 évi velencei-tavi toxikus vízvirágzásból származó izolátum volt (BGSD 243, Debrecen Növénytani Tanszék törzsgyüjtemény). A kezelésekhez a tenyészet nyers kivonatát, valamint a toxintisztítás során nyert részlegesen tisztított (C-18 CRTG eluatum), és tisztított (DE-52 eluatum) mikro cisztint alkahna7tiik (Kós és mtsai., 1995; Borbély és mtsai, 1997). A mikrocisztin mennyiségét nyers kivonat esetében ng klorofill-a/ml táptalaj egységekben, a félig tisztított és tisztított toxin esetében pedig a frakció 240 nm-en mért abszorbancia értékére vonatkoztatva (Aj«Anl táptalaj; E:13.7 cm 2 mg' 1) adtuk meg (Kós és mtsai., 1995; Borbély és mtsai., 1997). A klorofill-a tartalom meghatározása Bendall és mtsai. (1988) módszerével történt Az egyszálú DNS-t bontó enzimek (DN-ázok) aktivitását a 8 napos növénykék kivonataiból mértük. Az enzimlavonatok fehéijetartalmát Bradford (1976) módszerével állapítottuk meg. Az aktivitás meghatározása fotometriás módszerrel, valamint azzal párhuzamosan (7.5-12.5 %) gradiens, SDS-t és egyszálú csirke vér DNS-t tartalmazó poliakrilamidgél-elektroforézissel történt (Laemmli, 1970). 3. Eredmények és megbeszélés 3.1. A növekedésgátlás A Sinapis alba csiranövények nagyfokú érzékenységet mutattak a Microcystis aerugmosa által termelt mikrocisztinekkel szemben. A toxin-koncentrációval arányos növekeóésgátlás egyaránt jellemezhető a csiranövények nedves tömegével, valamint a tengelyszervek hosszadataival. A nyers kivonattal kezelt csíranövények hypocotylja a toxinra kevésbé érzékeny, mint a gyökérzet (7. ábra). A gyökérzet kialakulásakor a f5gyökér hossznövekedése mellett az oldalgyökerek fejlődése is gátolt. Smith és mtsai (1994) a mikrocisztinhez hasonló protein-foszfatáz (PP1 és PP2A) gátló toxint, -a kalikulin-A és az okadainsav-, Arabidopsis gyökerére kifejtett hatásait vizsgálták, és hasonló eredményeket kaptak. 10 i: i" * a ta IljBB 0 <&W(rU>ca (t* U-«/bI) m»t |»»i a(inium) 1. ábra. Microcystis aeruginosa nyers kivonatának hatása 14/10 órás fotopenóduson nevelt mustár cslranOvények növekedésére: th: teljes csiranövény hossz; hyp: hypocotyl hossz; rad: gyökérhossz (A). A fSgyökér hosszának és az oldalgyökerek számának változása a mikrocisztinnel kezelt mustár csiranövényeken (B), (átlagértékek, n = 15). 0 mikrocisztin Idorofíll-a egységekben (ng Id-a/ml) 2. ábra. Mikrocisztin mennyiségének hatása a 14/10 órás fotoperióduson nevelt mustár csiranövinyek nedves tömegére. Kezelés nyers kivonattal (A), részlegesen tisztított toxinnal (B), tisztítón toxinnal (C), (a csiranövinyek nedves tömegének átlagértéke, n = 15).
