Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)

5-6. szám - XLV. Hidrobilógus Napok „Vizeink hosszú idejű változásai” Tihany, 2003. október 1–3.

115 Az ultraibolya sugárzás hatása zöldalga és cianobaktérium fajok laboratóriumi tenyészeteire Pálffy Károly

1, Ördög Vince

1 és Vörös Lajos

2 'Nyugat-Magyarországi Egyetem, Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar, Növényélettan és Növényi Biotechnológia Tanszék, 9200. Mosonmagyaróvár, Kolbai K. u. 8. 'MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, 8237. Tihany, Klebeisberg K u. 3. Kivonat: Az ózonréteg elvékonyodása az ultraibolya sugárzás (280^00 nm) élőlényekre kifejtett hatásának beható vizsgálatához vezetett. E tekintetben az algák, mint a vízi életközösségek elsődleges termelői, az érdeklődés középpontjába kerítitek Kutatásunk célja az ultraibolya sugárzás zöldalga és cianobaktérium fajokra gyakorolt hatásának laboratóriumi vizsgálata volt. A hat napos kísérletekben a tenyészeteket (14 óra világos, 10 óra sötét periódus) 250 pmol m"

J s"

1 fotoszintetikusán aktív sugárzásnak (PAR, 400-700 nm) és 1,00 mW cm 2 UV-A (320-400 nm) sugárzásnak tettük ki (kontroll csak PAR). Eredményeink szerint a zöldalga fajok szaporodási sebessége UV-A sugárzás mellett nem különbözött a kontrolitól, azonban a sejtek klorofill-a tartalma csökkent. A vizsgált fonalas cianobaktérium fajok UV-A sugárzásra érzékenyek voltak a Synechococcus elongatus kivételével. PAR, UV-A sugárzás, zöldalgák, cianobaktériumok, szaporodás volt. A hat napos kísérletekben a kvarccsöveket naponta 14 órán át PAR+ UV-A sugárzásnak tettük ki, melyek Kulcsszavak: Bevezetés A sztratoszférikus ózonréteg elmúlt néhány évtizedben tapasztalt antropogén eredetű elvékonyodása (

Molina és Rowland 1974) a Föld felszínére érkező ultraibolya sugárzás (UVR, 280-400 nm) intenzitásának megnövekedését, élőlényekre kifejtett hatásának fokozódását eredményezte. Az ultraibolya sugárzás a felszíni vizekbe behatolva bizonyos mélységig a vízi életközösségekre is hatást gyakorol, ebben az esetben pedig a planktonikus algák mint elsődleges termelők kiemelt figyelmet érdemelnek. Bizonyított tény, hogy az ultraibolya sugárzás a fitoplankton fotoszintézisét gátolja a felszínközeli vízrétegekben (Lorenzen 1979). A gátlás mértékét számtalan tényező befolyásolhatja, mint például a hőrétegzettség (Xenopoulos és mts. 2000), a hőmérséklet (

Hoffman és mts. 2003) és a nitrogén ellátottság (Litchman és mts. 2002). Az ultraibolya sugárzás faj összetételt módosító hatását már több esetben kimutatták (Xenopoulos & Frost 2003), amiből következik, hogy a hatás gyakran fajspecifikus (Beardall és mts. 1997, Quesada & Vincent 1997). így az UV sugárzás okozta gátlás közösségszintű vizsgálatánál fennáll a veszély, hogy a kiváltó okok rejtve maradnak, ami fajszinten végzett kísérletekkel kiküszöbölhető, továbbá az így nyert információk alapján az ökológiai hatások, változások is érthetőbbé válhatnak. Az ultraibolya sugárzás fajspecifikus hatását szem előtt tartva célul tűztük ki, hogy különböző zöldalga és cianobaktérium fajok tenyészeteinek vizsgálatával, un. "screen"-elésével megállapítsuk, mely csoportok érzékenyek. ill. melyek rezisztensek az ultraibolya sugárzással szemben. Az UVR okozta gátlás mértékét a tenyészetek szaporodását nyomon követve állapítottuk meg. Kísérleteinkben UV-A sugárzást (320-400nm) alkalmaztunk, mivel természetes körülmények között ez a hullámhossztartomány fejt ki jelentősebb gátló hatást (Villafafie és mts. 1999, Páffy és Vörös 2003). Anyag és módszer A vizsgált algatörzsek a NYME-MÉK Növényélettan és Növényi Biotechnológia Tanszékének törzsgyűjteményéből (Mosonmagyaróvár Algal Culture Collection MACC) származtak. A tenyészeteket Tamiya és BG-11 tápoldatban szaporítottuk egy héten keresztül 25°C-on 14 és 10 óra fény ill. sötét periódust alkalmazva. Ezt követően a tenyészetekből 150 ml-t kvarccsövekben inkubáltunk. A kiindulási szárazanyag tartalom 10 mg l"

1 intenzitása a következő volt: 250 pmol m"

2 s'

1 fotoszintetikusán aktív sugárzás (PAR 400-700 nm) és 1,00 mW cm"

2 UV-A sugárzás. A kontroll kvarccsöveket UV-A nélküli PAR érte, amit úgy értünk el, hogy Rosco 3114 típusú UV-szűrő fóliával beburkoltuk azokat. A fotoszintetikusán aktív sugárzást Philips CDM-TD 150W/942 típusú lámpával, az UV-A sugárzást Philips TLD 36W/08 típusú fénycsővel biztosítottuk. A tenyészetek homogén eloszlását és levegőztetését a tápoldaton átpumpált steril levegővel biztosítottuk. A tenyészetek szaporodását az optikai denzitás és a klorofill-a koncentráció napi mérésével követtük nyomon. Az optikai denzitás meghatározásához spektrofotométerrel 750 nm-en mértük a tenyészetek abszorbanciáját. A klorofill-a koncentrációt az MSZ ISO 10260 Magyar Szabvány alapján, 90 %-os forró etanolos extrakciót követően szintén fotométerrel határoztuk meg. Kísérleteink végén (6. nap) meghatároztuk a tenyészetek szárazanyag tartalmát. Eredmények és értékelésük Az optikai denzitás alapján felvett szaporodási görbék szerint a vizsgált zöldalga fajok (MACC-458-as törzs Chlorella sp., MACC-519: Chlorella sp., MACC-534 Coenochloris sp., MACC-469: Scenedesmus sp., MAC C-203 Pseudochlorococcum typicum) esetében jelentős gátlás nem volt tapasztalható. UV-A sugárzás hatására a tenyészeteknél kezdeti hosszabb késési fázis volt megfigyelhető, de végül a kontrollal azonos mértékben szaporodtak (1. ábra). A klorofill-a koncentráció változása az optikai denzitásnál is nagyobb mértékű gátlást mutatott az UV-A-val kezelt tenyészetekben. A fonalas cianobaktérium fajok szaporodását (MACC-277: Cylindrospermopsis raciborskii, MACC-304: Anabaena sphaerica) az ultraibolya sugárzás erősen gátolta, ahogy ez az optikai denzitás és a klorofill-a koncentráció időbeli változásában is megnyilvánult, a kontroll és az UV-A kezelésben inkubált tenyészetek között jelentős eltéréseket figyeltünk meg. Ezzel szemben a Synechococcus elongatus (MACC-541) egysejtű cianobaktérium faj nagyfokú rezisztenciát mutatott mind az optikai denzitás mind a klorofill-a koncentráció (1. ábra) alapján. Az inkubáció végére a kontroll és az UV-A sugárzásnak kitett tenyészetek között szignifikáns különbség nem volt kimutatható. Ez azért is igen figyelemreméltó, mert ez az algafaj mérete alapján a pikó- kategóriába tartozik.