Hidrológiai Közlöny 2001 (81. évfolyam)

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

410 ÍIIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2001. 81. ÉVF. 5-6 SZ. A toxikus Microcystis aeruginosa és Cylindrospermopsis raciborskii kivonatok hatása a mustár csíranövények fehérjemintázatára Mikóné Hamvas Márta, Vasas Gábor, Surányi Gyula, Máthé Csaba, Molnár Erika, Grigorszky István és Borbély György Debreceni Egyetem Természettudományi Kar, Növénytani Tanszék, 4010. Debrecen, Egyetem tér 1. Kivonat: Kulcsszavak: Bevezetés Kísérleteink során arra kerestük a választ, hogy két, a növényeken eltérő morfológiai változásokat okozó cianotoxin, hogyan befolyásolja a mustár (Sinapis alba L.) csiranövények hajtásának és gyökérzetének a fehéije-összetételét. Megállapítottuk, hogy a cianotoxinok - a Microcystis aeruginosa (BGSD-243) mikrocisztin-LR toxinja, és a Cylindrospermopsis raciborskii (BGSD266) toxikus kivonata - a növények szerveinek fehéijemintázatában is változásokat okoznak. A sziklevelek nekrózisát előidéző mikrocisztin-LR a sziklevelekben a legtöbb fehéije mennyiségének növekedését idézi elö. A toxint termelő Cylindrospermopsis raciborskii (BGSD-266) kivonata nem okoz morfológiai abnormitást a növények hajtásain, a hajtás fehérjéinek mennyisége mégis egyöntetű csökkenést mutat. A mikrocisztin a gyökérben gátolja a fögyökér fejlődését és az oldalgyökerek képződését, a legtöbb fehéije mennyisége a mikrocisztin kezelt növények gyökereiben ennek ellenére nótt. A különleges gyökérelágazásokat előidéző C. raciborskii kivonat a legtöbb fehéije mennyiségének csökkenését és a kis móltömegűek felhalmozódását idézi elő. Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, mikrocisztin-LR. A napjainkban egyre gyakoribbá váló cianobakteriális vízvirágzások okozta problémákat súlyosbítja, hogy az elszaporodó cianobaktérium törzsek gyakran toxinokat is termelnek (Carmichael, 1992). A toxikus vízvirágzások súlyosabb esetekben az állatok elhullását okozhatják és a vizet fogyasztó lakosság körében is megbetegedéseket idézhetnek elő (

Falconer és mtsai., 1983). A cianotoxinok növényekre kifejtett hatásairól kevesebb adat áll rendelkezésünkre {Kos és mtsai., 1995; Borbély és mtsai.. 1997; Máthé és mtsai., 1999, M-Hamvas és mtsai., 1999) Kísérleteink során arra kerestük a választ, hogy két, a növényeken eltérő morfológiai változásokat előidéző cianotoxin hatására, változik-e a fejlődő hajtás- és gyökérrendszer sejtjeinek fehéijemintázata. A toxinkezelések befolyásolják-e a konstitutív fehérjék mennyiségét és indukálják-e új fehérjék (stresszfehérjék) szintézisét? A fenti megközelítés alapján poliakrilamid-gélelektroforézissel elkészítettük a két szerv (hajtás és gyökér) egydimenziós fehétjegéljeit. Anyag és módszer A vizsgálatainkhoz használt Microcystis aeruginosa törzs (BGSD243) 1991-ben a Velencei tavon, a Cylindrospermopsis raciborskii (BGSD-266) izolátum pedig 1994-ben a Balatonban okozott toxikus vízvirágzást. A Microcystis aeruginosa törzs legjelentősebb toxinja a mikrocisztin-LR a hepatotoxinokhoz tartozó (

Falconer és mtsai., 1983), protein-foszfatáz inhibitor (MacKmtosh és mtsai., 1990). A Cylindrospermopsis raciborskii izolátum által termelt toxinok hatásmechanizmusa még nem tisztázott (Vasas és mtsai., 2000). Tesztnövényként a cianotoxinokkal szemben nagyon érzékeny mustár (Sinapis alba L.) csiranövényeket alkalmaztuk (Kós és mtsai. 1995). A mustár csíranövényeket Titer-Tech® lemezen sötétben, a toxintermeló cianobaktérium tenyészetek kivonatait tartalmazó, agarral szilárdított tápoldaton neveltük. (A kezelésekhez alkalmazott mikrocisztin-LR koncentrációk: 0, 10, 20 és 40 mg/mL, a toxikus C. raciborskii kivonata 0, 2, 4 és 8 mg száraz anyag/mL táptalaj.) A kezelés 4. napján mértük a növénykék nedves tömegét. Feljegyeztük a morfológiai elváltozásokat. A fehéijemintázat vizsgálatához egy-egy csíranövény hajtását és külön a gyökérzetét SDS tartalmú mintapufferben eldörzsöltük. A szervek fehéijekivonatait lineáris gradiens poliakrilamid gélen (7,5 %-15 %) futtattuk (Laemmli, 1970). A Comassie-Blue-val megfestett géleken a fehéije sávok nagyságát, intenzitását, a fehéijék móltömegeit Sigma-Gel® program segítségével értékeltük. Az így kapott adatok egységnyi nedves tömegre vonatkoznak Eredmények és megbeszélésük Növekedésgátlás: Mind a két toxintermelő cianobaktérium kivonata gátolta a csíranövények növekedését. Az 50 %-os növekedésgátláshoz rendelhető cianotoxin értékek leolvashatók az 1. és 2. ábrákról. c o ^ re c g>.2 o »"> V) O > •o CJ c • gyökér • hajtás 0 10 20 40 pg mikrocisztin-LR / mL táptalaj 1. ábra. Mikrocisztin-LR okozta növekedésgátlás re n «re • gyökér • hajtás o re U) <ü E o V) <Ü > •o o c C. raciborskii kivonat (mg száraz anyag tartalom / mL táptalaj) 2. ábra. C raciborskii kivonatának hatása a mustár növekedésére