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.

350 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2000. 80. ÉVF. 5. SZ. Különböző országokból származó cianobaktérium populációk toxicitása Törökné Kozma Andrea', László Erzsébet

1, Ingrid Chorus

2, Jutta Fastner

2, Rita Hcinze

2, Padisák Judit

3, Francisco A. R.Barbosa

4 'Fodor József Országos Közegészségügyi Központ, 1966. Budapest, Pf 64. institute for Water, Soil and Air Hygiene of the German Environmental Protection Agency, Corrensplatz 1, D-14191, Berlin, Germany 3 Veszprémi Egyetem, 8200. Veszprém, Pf. 158. 4 Federal University of Minas Gerais, P. O. B. 486, 30161-970 Belo Horizonte, MG, Brazil Kivonat: 7 Microcystis és 2 Planktothrix toxintermelő cianobaktérium minta vizsgálatára került sor, melyek a Velencei tóból, Braziliából és Németországból származnak A minták egy része a természetben gyűjtött biomassza, míg másik része törzsizolátum A toxicitás detektálására Thamnotox kittet, patkány májsejtvonalat, egértesztet alkalmaztunk. Az eredményeket összevetettük a HPLC-s analízis eredményeivel, mely szerint a brazil mintákban microcystin LR forma, vagyis a legtoxikusabb variáns nem fordult elő. A magyar és német minták egyaránt tartalmazták mindhárom vizsgált microcystin formát (LR, RR, YR), azonban a magyar mintákban az LR forma koncentrációja egy nagyságrenddel nagyobb volt, mint a német mintákban. Toxicitásban a magyar és brazil minták mutattak hasonlóságot, bár a brazil minták nem tartalmaztak LR variánst, dc az. RR forma koncentrációja olyan magas volt (12,5 és 14,8 mg/g), hogy ez jelentkezett a hasonló toxicitásban. A német minták alacsonyabb toxicitása a kisebb toxintartalommal magyarázható A korreláció a Thamnotox teszt eredmények és az egérteszt eredmények között igen szoros (r: 0.967), míg a teljes toxin koncentráció és az egérteszt között 0.473, ugyanígy a teljes toxin koncentráció és a Thamnotoxkit teszt között (r: 0.680) jóval gyengébb az összefüggés. Hasonló eredményre jutottunk a májsejtekre kifejtett toxikus hatással kapcsolatban is. A biomassza kivonatok toxikusabbnak tűnnek, mint az a microcystin tartalommal magyarázható lenne, tehát feltételezhető, hogy a már ismert toxinokon kívül más toxikus hatású vegyületekkel is kell számolnunk a cianobakténumoknál. Kulcsszavak: cianobaktérium toxinok, Thamnotoxkit, Microcystis sp., Planktothrix sp Bevezetés Felszíni vizek eutrofizációja felgyorsult az emben tevékenység következtében, így a mezőgazdaság műtrágya felhasználása, a nem kellően megtisztított kommunális szennyvizek a felszíni \izekbe kerülve növelik a külső tápanyagterhelést. Emellett nem elhanyagolható az un. belső terhelés sem, ami a már eutrofizálódott vizek biomassza termeléséből cs annak elpusztulásából és mineralizációjából tevődik össze. Ezek hatására alakulnak ki a vizvirágzások, melyeket főleg a potenciálisan toxintermeló cianobaktériumok okoznak. Ezek a jelenségek ma már világméretüek (C

odd és Bell, 1998) Jelenleg fő feladataink közé tartozik a cianobaktériumok és toxinjaik megjelenésének monitorozása alternatív biológiai tesztekkel és kémiai meghatározásokkal. Jelen munkánkban az alternatív biológiai tesztek skálájának bővítésére vizsgáltuk a Thamnocephalus platyvrus édesvízi csupaszrák lárváinak, a patkány májsejt kultúra in vitro teszt érzékenységét cianobaktériumok toxinjaival szemben összehasonlítva az mtrapentoneális (ip) egérteszttel. I. táblázat Thamnotoxkit teszttel vizsgált cianobaktérium minták Table 1: Origin of cyanobacterium samples investigated by Thamnotoxkit-test Sz Domináns faj A gyűjtés időpontja A minta eredete (ország) 1 Microcystis aeruginosa 09.06.1997 Velencei tó, Dinnyés, Magyaro. 2 Microcystis aeruginosa 25.06.1998 Velencei tó, Gárdony, Magyaro 3 Microcystis aeruginosa 16.03.1998 Velencei tó, üledék, Magyaro.* 4 Microcystis aeruginosa 02.02.1998 Barra Bonita tározó, Brazília 5 Microcystis aeruginosa 02.02.1998 Banri tározó, Brazília 6 Microcystis sp 23.08.1995 Wannsee, Németország. 7 Planktothrix agardhii 05.09.1996 Östertalsperre, Németország** 8 Planktothrix ruhescens 27.08.1996 TS Weida, Németország 9 Microcystis sp. 01.07.1997 Radeburg, Németország A minták mindegyike - egy kivétellel - planktonhálós volt. A kivétel a *-gal jelzett minta, amely törzsizolátum. ** A mintát Dr Nusch, Ruhrverband biztosította Anyag és módszer Az 1. táblázatban foglaltuk össze azokat a cianobaktérium mintákat, amelyek toxicitását vizsgáltuk Thamnotoxkit teszttel. A fenn leírt 9 mintánál elvégeztük a Thamnotoxkit tesztet, melyet 1997-ben közöltünk (Törökné 1997). Néhány esetben (1.2.3. minta) meghatároztuk az ip. egértesztben a Minimális Letalis Dózis (Mii)) értékét Falconer módszere szerint (1993). A német minták (6.7.8. minta) toxicitását in vitro májsejt kultúrával ellenőriztük Fastner et al szerint (1995) A nagyérzékenységű folyadékkromatográfiás (HPLC) analízist Hewlett Packard 1090 A készülékkel law Ion et al. (1994) módszere szerint végeztük. Eredmények és megvitatásuk A HPLC analízis eredményei (2. táblázat) rámutatnak a microcystin (MC) formák eloszlásbeli különbségeire a magyar (1.2.3 minta) és a brazil (4.5 minta) minták esetében. Mindegyik magyar minta tartalmazott MC-LR formát, melyet minden esetben a MC-RR és főleg MC-YR formák kísértek, mely adatokat előző vizsgálataink is alátámasztják (Törökné, in press, a). Jelen vizsgálatainkban a legnagyobb koncentrációt (7,8 mg/g) a Velencei tó üledékéből kitenyésztett mintában találtuk. 2. táblázat A Thamnotoxkit teszt és HPLC analízis eredményei (LC

5

0 értékek mg liofilizált algapor/mL, a microcystin tartalom mg toxin/g szárazanyag) Table 2: Results of Thamnotoxkit test and HPLC analyses (I.C

5U values refer tofreze-dryed algal bloom material/mL, microcystin content is given in units mg toxin/g dry weight+ Sz. Szervezel I'hamiM MicroMicroMicroOsszes toxkit cystin cystin cystin microLC

M LR RR YR cystin | Microcystis aeruginosa 0.22 1.18 0.42 0.11 1.71 2 Microcystis aeruginosa 0.89 1.66 0.58 4.36 6.60 3 Microcystis aeruginosa 0.49 1.92 0.75 5.13 7.80 4 Microcystis sp 0.55 0.0 12.5 2.2 14.7 5 Microcystis sp 0.40 0.0 14.8 2.7 17.1 6 Microcystis sp 1.65 0.41 0.76 0.26 1.56 7 Planktothrix aghardii 0.53 0.17* 0.24* 0.94* 3.60 8 Planktothrix ruhescens 0.25 0.11* 0.2* 0.26* 2.40 9 Microcystis sp. 1.81 0.93 0.11 0.43 2.76 •demetilált microcystin forma A gyűjtött mintákban különböző microcystin formák találhatók különböző arányban. Az USA-beli Homer tóból gyűjtött Microcystis virágzásban például 19 különböző microcystin formát tudtak karakterizálni (Namikoshi et al., 1995). A microcystin-LR forma a természetben a leggyakrabban előforduló variáns. Erről számolnak be Portugáliából (Vasconcelos et at. 1995), Franciaországból (Vezie et al. 1997), Kanadából (Kotak et al., 1993). Jelen munkánk rámutatott arra, hogy a brazil minták azonban nem tartalmaztak MC-LR formát. Hasonlóan erre az eredményre jutottak Ausztráliában, ahol 23 microcystin variánst azonosítottak, azonban egy sem volt microcystin-LR (Jones et al. 1995). A toxicitást tekintve a magyar és brazil minták hasonlóak voltak. Bár a brazil mintákban a microcystin tartalom többszörös a magyar mintákhoz képest, a hasonló toxicitás, abból adódik hogy a MC-RR forma a legkevésbé toxikus variáns. A 4 német minta kisebb toxicitást mutatott, ami az alacsonyabb toxin koncentrációval magyarázható. A Velencei tó üledékéből izolált Microcystis aeruginosa törzs toxicitása hasonló volt a nyári vízvirágzás idején gyűjtött Microcystis aeruginosa biomassza toxicitásával (2.táblázat 3.és 1. minta). Az egérteszt és