Hidrológiai Közlöny 2001 (81. évfolyam)

5-6. szám - XLII. Hidrobiológus Napok: „A magyar hidrobiológia időszerű kérdései az ezredfordulón” Tihany, 2000. október 4–6.

334 ÍIIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2001. 81. ÉVF. 5-6 SZ. A Velencei-tó üledékéből kitenyésztett alkalofil baktériumtörzsek fenotípusos jellemzése Borsodi Andrea

1, Beszteri Bánk

1, Reskóné Nagy Mária

2, Micsinai Adrienn

1, Márialigeti Károly

1 "ELTE Mikrobiológiai Tanszék 2Közép-dunántúli Környezetvédelmi Felügyelőség 1088. Budapest, Múzeum krt. 4/A. 8000. Székesfehérvár, Balatoni u. 6. Kivonat: A Velencei-tó keleti medencéjének két pontjáról gyűjtött üledékfelszíni mintákból szelektív táptalajokon kitenyésztett összesen 107 baktériumtörzset részletes morfológiai, fiziológiai-biokémiai és ökológiai tolerancia vizsgálatoknak vetettük alá. Az előzetes csoportosítást követően 32 törzset választottunk ki a BIOLOG szénforrás értékesítési spektrum feltérképezéséhez és ARDRA analízishez. A felkínált 95 BIOLOG szénforrás közül a baktériumtörzsek a piroszólősavat, valamint mono- és diszachandokat hasznosítottak leggyakrabban. A 16S rDNS szekvencia analízisére alapozott identifikáció a törzsek egy részénél átlagosan 97-99%-os hasonlósággal a Bacillus cohnii, a B. marinus, a B. halmapalus és a B. pseudofirmus alkalofil fajokhoz történő besorolást eredményezte, míg más törzseknél az alacsony (90-92%-os) hasonlósági értékek miatt az egyértelmű faji azonosítás nem volt lehetséges. A két mintavételi helyről izolált baktériumtörzsek NaCl tolerancia teszteredményei nagyfokú egyezést mutattak, a törzsek legintenzívebben 5% és 7% NaCl jelenlétében növekedtek. A pH tolerancia tesztek eredményei alapján a Fürdető térségéből kitenyésztett törzsek kifejezetten alkalofil jellegűek, míg a Nádas-tó térségéből származók inkább fakultatív alkalofil, illetve alkalitoleráns sajátságúak. Kulcssz.: alkalofil, Bacillus, Velencei-tó, BIOLOG szénforrás értékesítés Bevezetés A Velencei-tó, hazánk második legnagyobb területű szikes tava a Kelet-Közép-Európán át húzódó szikes tavak láncolatának egyik legnyugatibb tagja. A tó keleti medencéje a korlátozott vízelvezetés következtében gyakorlatilag lefolyástalanná vált. A 80-as évek végétől tartó aszályos időszak miatt fellépő nagymértékű tömcnycdés a sótartalom jelentős emelkedéséhez vezetett. A 90-es évek vízpótlása ellenére a tó szikes jellege megmaradt, különösen az említett keleti részén (Reskóné, 1999). A Földön előforduló elsősorban alkalikus és néha ezzel együtt erősen sós vizű szikes, szóda és nátron tavak a legproduktívabb vízi környezeteknek tekinthetők, ahol a fotoszintetizáló prokarióták, köztük a nagyszámban előforduló cianobaktériumok mellett az aerob és az anaerob mikrobiális közösségek szerepe alapvető a szén- és kén körforgalmának fenntartásában (Jones és mtsai, 1998). Az utóbbi évek egyre intenzívebbé váló mikrobiális kutatásai ezért e speciális környezeti feltételekhez alkalmazkodott alkalofil, haloalkalofil vagy halofil szervezetek taxonómiai helyzetének és filogenetikai diverzitásának megismerésérésén túl az izolált szervezetek biotechnológiai, ipari alkalmazhatóságának feltárására is irányulnak (

Fritze és mtsai, 1990; Horikoshi és Grant, 1991; Nielsen és mtsai, 1995; Duckworth és mtsai, 1996; Horikoshi, 1999). Vizsgálati anyag és módszerek A sekély, szikes vizű (Na\ Mg

2

+ kation és HCO

3", S0

4

2" anion típusú) Velencei-tó (/. táblázat) keleti medencéjének két pontjáról, a Gárdony és Velencefürdő közötti Nádas-tó területéről, valamint a Velence hajóállomáshoz közeli Fürdető térségéből vettünk üledékfelszíni mintákat 1999. június 3-án. 1. táblázat A Velencei-tó vízkémiai paraméterei a mintavételi időpontban és területeken Nádas-tó Fürdető pH 8,56 8,65 Fajlagos vezetőképesség 2978 (iS cm'

1 2969 jiS cm'

1 Főbb ionok: kalcium 28 mg r

1 30 mg r

1 magnézium 215 mg r

1 223 mg l"

1 nátrium 392 mg r' 469 mg r

1 klorid 278 mg f

1 290 mg r

1 szulfát 821 mg 1"' 806 mg 1"' hidrogénkarbonát 722 mg r

1 727 mg r

1 karbonát 121 mg I "

1 143 mg 1'' kz alkalitoleráns és alkalofil baktériumok kitenyésztését a Horikoshi (1991) által javasolt szelektív alaptáptalajon három szénforrás (glükóz, keményítő és cellulóz) felhasználásával végeztük. A tisztított baktériumtörzsek fenotípusos tulajdonságait hagyományos tesztsorozatok segítségével (Gram- és spórafestés, oxidáz és kataláz reakció, glükóz oxidatív-fermentatív értékesítése, kénhidrogén és indol termelés, nitrát redukció, metilvörös- és Voges-Proskauer teszt, ureáz-, citrát-, foszfatáz enzimreakció, keményítő, zselatin, kazein, tirozin, tween 80 és eszkulin hidrolízis, továbbá pH és NaCl tolerancia) vizsgáltuk (Gordon és mtsai, 1973). Az elsődleges csoportosítást (az SPSS szoftver segítségével, Simple Matching koefficiens alkalmazásával, UPGMA algoritmus alapján) végeztük. A numerikus analízist követően feltérképeztük a kiválasztott reprezentatív törzsek BIOLOG szénforrás értékesítési spektrumát és összehasonlítottuk ARDRA mintázatuk (Massol-Deya és mtsai, 1995) képét. A baktériumok taxonómiai helyzetét az ARDRA csoportokat reprezentáló törzsek 16S rDNS-énck szekvencia analízisére alapozva, az ARB program adatbázisában lévő szekvenciákkal öszszehasonlítva állapítottuk meg. Eredmények és értékelésük Az alkalofil baktériumok kitenyésztéséhez használt táptalajokról összesen 107 Gram-pozitív és pozitív kataláz reakciót mutató, endospórát képező pálca sejtmorfológiájú baktériumtörzset izoláltunk (a Nádas-tó területéről származó mintából 53-at, a Fürdető térségéből 54-et). A 32 tulajdonságra alapozott numerikus analízis során 85%nál magasabb hasonlósági értéken a törzsek 83%-át (89 törzset) 14 csoportba soroltuk. 18 baktériumtörzs maradt csoportok közötti pozícióban (/. ábra). A kialakult 14 nagyobb fenonban a törzsek csoportosulása alapján a mintavételi területre utaló egyértelmű elkülönülést nem lehetett felfedezni. A törzsek fele vegyes elrendeződést mutatott, bár bizonyos fenonokban (pl. a 7., 9., 12. és 13.) csak a Nádas-tóból izolált törzsek, míg más fenonok esetében (pl. az 1., 2., 4., 10. és 14.) csak a Fürdető területéről kitenyésztett törzsek vettek részt. A vizsgált baktériumtörzsek a hagyományos biokémiai-fiziológiai tesztekben meglehetősen inaktívak voltak (általában a törzseknek mindössze 5-9 %-a mutatott pozitív eredményt). Ettől csak a 12-14 fenonok törzsei tértek el a glükóz lassú oxidatív-fermentatív értékesítésének és a nitrát redukciójának képességével. Ugyanitt csoportonként változva oxidáz pozitív és kénhidrogén termelő, ill. pozitív metilvörös reakciót mutató törzseket találtunk. A vizsgált biopolimereket az izolált törzsek összességében nagyobb részarányban hidrolizájtájc (a kazeint 11 %, a tween-80-at 21 %, a keményítőt 57 %, a zselatint 58 %).