Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

5-6. szám - XLI. Hidrobiológus Napok: "Vízi ökoszisztémák (taxonómia, biodíverzitás, biomonitorozás, élőhelyek frakmentációja, inváziós fajok biológiája)" Tihany, 1999 október 6-8.

328 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2000. 80. ÉVF. 5. SZ. A gél-elektroforézis eredményei alátámasztották a spektrofotometriás módszerrel mért összaktivitás érték változásokat (a géleket nem mutatjuk be). A második napi minták géljén megállapítható, hogy a spektrofotometriás eljárással mérhető magas enzimaktivitás értékek legalább nyolc, jól detektálható izoenzim működésének eredményei. A legnagyobb aktivitás, azaz a legsötétebb sávok a kontroll mintában láthatók! A negyedik nap jelentős változásokat mutat; két kis móltömegű enzim eltűnik és már nem a kontroll minta sávjai a legerősebbek. Ez a tendencia erősödik a hatodik napon, míg végül a nyolcadik napon már csak négy vagy öt ssDN-áz izoenzim működik, és ezek aktivitása is alacsony. A kontroliban a leggyengébb, a toxinnal kezeitekében sorra nagyobb. Összefoglalás Ezek alapján megállapítható, hogy a mikrocisztin gátolja a csírázás folyamatát és felborítja a csírázás folyamatára jellemző természetes ssDN-áz aktivitás változásokat a Sinapis alba csíranövényekben. Ezt úgy teszi, hogy lebontó folyamatokat indukál a sejtekben, előidézve ezzel a lebontásban részt vevő enzimek, így az ssDN-áz enzimek magas aktivitását. Ezt a megfigyelésünket alátámasztja, hogy irodalmi adatok szerint az RN-áz és DN-áz enzimek aktivitása stressz körülmények között, például gomba-, vírus-, baktérium fertőzés, mechanikai sérülések (

Wilson, 1975; Matousek és Dedic, 1987; Goodman, 1991) valamint szeneszcencia esetén (Farkas, 1982; Blank és Mc Keon,1989) emelkedést mutat. Köszönetnyilvánítás: A kutatómunka feltételeinek megteremtéséért köszönjük az OTKA T22988 számú pályázatok támogatását. Köszönet a CIVIS-SEED Kftnek (Debrecen) a nagyon jó minőségű vetőmagokért. Irodalom Abe ,T„ Lawson, T„ Weywers, J. D. B., Codd, G. A. (1996). Microcystin-LR inhibits photosynthesis of Phaseolus vulgaris primary leaves: implications for current spray irrigation practice. New Phvtol. 133: 651-658. Blank, A., McKeon, T., A. (1989). Single-strand preferring nuclease activity in wheat leaves is increased in senescence and is negatively photoregulated. Proc. Nail. Acad. Sei. USA. 86: 3169-3173. Borbély, Gy., Máthé, Cs„ M-Hamvas, M„ Kós, P. (1997). A növények és a cianotoxinok interakciója. Hidrológiai Közlöny 77.1 -2: 24-28. Christou, A., Mantrangou, C„ Yupsanis, T. (1998). Similarities and differences in the properties of alfalfa endonucleases. J. Plant Physiol. 153: 16-24. Farkas, G. (1982) Ribonucleases and ribonucleic acid breakdown In Encyclopedia of Plant Physiology, ed. Parthier, B., Boulter ,D 14B: 224-62. Berlin:Springer-Verlag. Falconer, I. R., Beresford, A. M., Runnegar, M. T. C. (1983). Evidence of liver damage by toxin from a bloom of the blue-green alga, Microcystis aeruginosa. Med.J. Aust 1: 511-514. Frosch, S., Drumm, H„ Mohr, H. (1977). Regulation of enzyme levels by phytochrome in mustard cotyledons: multiple mechanism? Planta 136: 181-186. Goodmann, R. N., Király, Z., Wood, K . R. (1991) A beteg növény biokémiája és élettana. Akadémiai Kiadó, Budapest. Kós, P., Gorzó, Gy., Surányi, Gy., Borbély, Gy. (1995): Simple and efficient method for isolation and measurement of cyanobacterial hepatotoxins by plant tests (Sinapis alba). Anal. Biochem. 225: 49-53. Kurki-Helasmo, K., Meriluoto, J. (1998). Microcystin uptake inhibits growth and protein phosphatase activity in mustard (Sinapis alba L.) seedlings. Toxicon 36 (12): 1921-1926. Laemmli, U. K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature (London

) 227: 680MacKintosh, C„ Beattie.K. A., Klumpp, S„ Cohen, P., Codd, G. A. (1990). Cyanobacterial microcystin-LR is a potent and specific inhibitor of protein phosphatases 1 and 2A from both mammals and higher plants. FEBS. 264(2): 187-192. Manga, V. A., Sharma, R. (1990). Lack of functional interrelationship between ß-amylase photoregulation and chloroplast development in mustard (Sinapis alba L.) cotyledons. Plant Cell Physiol. 31(2): 167-172. Matousek, J., Dedic, P. (1988). Acid nucleases in PSTV-infected tomato (Lycopersicum esculentum L.) I. Levels of acid nuclease activity in healthy and PSTV-infected tomato leaves and callus tissues. J. Plant Physiol. 133:340-344 Máthé, Cs., M-Hamvas, M.. Molnár, E„ Grigorszky, /., Borbély, Gy. (1999). A stressz-válasz kialakulása, a peroxidáz enzimaktivitás változásai a mikrocisztinnel kezelt mustámövényeken és a nád szövettenyészeteken. Hidrológiai Közlöny 79.5-6: 367-368. M-Hamvas, M., Máthé, Cs., Papp, M., Grigorszky, /., Borbély, Gy. (1999). Mikrocisztin hatása a mustár (Sinapis alba L.) csiranövények fejlődésére és az egyszálú DNS-t hasító enzimek aktivitására Hidrológiai Közlöny 79.5-6: 390-392. Sharma, R., Schopfer, P. (1987). Phytochrome-mediated regulation of ß-amylase mRNA level in mustard (Sinapis alba L.) cotyledons. Planta 171: 313-320. Smith, R. D„ Walker, J. C. (1996). Plant protein phosphatases. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. BiolAl\ 101-25 Wilson, C. M. (1975): Plant nucleases. Ann. Rev. Plant Physiol. 26.187208. Abstract: Microcystes, produced by Microcystis aeruginosa are potent inhibitors of 1 and 2A protein phosphatases in mammals and higher plants. The effect of the crude cyanotoxin extract and purified microcvstin-LR on the growth, development and morphology of Sinapis alba seedlings was studied. Furthermore, we concentrated on the effect of the cyanotoxin on the nucleic acid metabolism, by studying the activity of single-stranded DNA specific nucleases. We analysed samples taken at the 0., 2., 4., 6. and 8. day of germination in order to study the time course of microcystin effect. From the 4

t

h day of germination, the cyanotoxin significently inhibits the growth of mustard seedlings (Figs. 1-2). We obtained that microcystin at IC» concentration increases the ssDNase activity at the 8

t

h day of seeddlmg growth. Activity gels showed changes in the isoenzyme-pattem, too. This activity increase is the result of the interaction of microcystin-LR with plant nucleic acid metabolism. In control plants, the ssDNase activity increases until the 2

n

d day and decreases afterwards. In contrast, in the microcystin-treated Sinapis alba seedlings the activity decreases slower after the 2

n

d day of germination. Our studies revealed that microcystin interferes, probably indirectly, with the cleavage of ssDNA in plants. Key words: Microcystis aeruginosa, microcystin, Blue Green Sinapis Test, nucleases, DNase.