Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)

6. szám - XLVIII. Hidrobiológus Napok: Európai elvárások és a hazai hidrobiológia Tihany, 2006. október 4–6.

86 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2007. 87. ÉVF. 6. SZ. Molecular investigations on the cylindrospermopsin producing potential of Cylindrospermopsis raciborskii (Nostocales, Cyanobacteria) 'Kovács W. A, - 2Felföldi, T. - 3Martin L. Saker - 'Gácsi, M. 'Balaton Limnological Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences, Tihany P.O.box 35., H-8237. (kovacsafetres.blki.hu) 2Eötvös Loránd University, Department of Microbiology, H-l 117. Budapest, Pázmány Péter sétány 1/c. 3Centro de Investiga^äo Marinha e Ambiental, Rua dos Bragas 289, 4050-123 Porto, Portugal Abstract: Parallel to the accelerated eutrophication of Lake Balaton, the phytoplankton assemblage shifted from eukaryotic algae to the dominance of Ni-fixing cyanobacteria. From 1975 to 1994 the development of summer blooms of N2-fixing cyanobacteria became a regular phenomenon in the western part and sometimes in the eastern part of the lake and the appearance of new N2-fixing species were also observed. Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz.) Seenayya et Subba Raju (formerly named: Anabaenopsis raciborskii (Wolosz.) Elenk.) was described in 1978 in the Keszthely basin of lake. Next summer (1979) this cyanobacterium produced a smaller bloom in the western basin however, their biomass was twice higher than the native Aphanizomenon species. Three years later in 1982 C. raciborskii caused serious blooms in the entire lake. During the latest bloom (in 1994) the whole water body of the lake was almost a pure culture of this invader cyanobacterium species (95% of total phytoplankton biomass). The N2-fixing cyanobacteria (including C. raciborskii) can produce different toxins. To study this capability of cyanobacteria in Lake Balaton is very important because the lake is one of the biggest sources of drinking water in the western region of Hungary. The aim of this study was to analyse the cylindrospermopsin producing ability of C. raciborskii isolated from Lake Balaton by a molecular approach based on the simultaneous presence of the peptide synthetase gene (PS) and the polyketide synthase gene (PKS), playing important part in the production of this toxin. We analysed six C. raciborskii strains (isolated of Lake Balaton) and some fieldsamples collected in summertime from the lake when the cyanobacteria became dominant in the phytoplankton. For PCR detection we applied C. raciborskii specific PS and PKS primers using a toxic Australian strain (AQS or CR3) as positive control. Results show that PCR amplicons for PS and PKS genes were not detected neither in the C. raciborskii strains isolated from Lake Balaton nor in the field samples. The conclusion of the molecular study supported other non-molecular results that the cylindrospermopsin was not detected in the Hungarian strains and proves the nontoxic nature of European C. raciborskii strains (in case of cylindrospermopsin). Keywords: Cylindrospermopsis raciborskii

, toxin production, cylindrospermopsin, peptide synthetase, polyketide synthase, PCR, Lake Balaton Nitrogénkötő cianobaktérium akinéták mennyiségi vizsgálata fluoreszcens mikroszkóppal a Balaton üledékében Kovács W. Attila, Vörös Lajos MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, H-8237. Tihany, Klebelsberg Kuno út 3. (kovacsa@tres.bIki.hu) Kivonat: A Balaton súlyos vízminőségi problémáját a nyolcvanas kilencvenes években a fonalas nitrogénkötő cianobaktériumok tömeges elszaporodása jelentette. E potenciálisan toxintermelő szervezetek a nyári hónapokban jelennek meg tömegesen a vízben, az év többi részében nyugvó állapotban - akinéták formájában, - az üledékben felhalmozódva váiják a csírázásukhoz megfelelő körülmények kialakulását. 1995-től kezdődően az algák mennyisége, beleértve a cianobaktériumokat is, számottevően csökkent a Balatonban. Munkánkat az a kérdés indította el, hogy a legutolsó közvetlen számolás óta (1998) hogyan változott a cianobaktériumok inokulációért felelős akinéták száma a Balaton üledékében. Az akinéták számát közvetlen számolási eljárással epifluoreszcens mikroszkóppal számoltuk. 2005-ben a Siófoki- és a Keszthelyi-medencéből - a Balaton két eutrofizáció szempontjából legszélsőségesebb területe - származó üledékmagok felső 2 cm rétegében a tömegprodukciók inokulálásáért felelős akinéták mennyisége még mindig megfelel az 1984-86-ban mért értékeknek, amikor nyaranta a cianobaktériumok rendszeresen, nagy tömegben szaporodtak el a Balatonban. Kulcsszavak: Balaton, nitrogénkötő cianobaktériumok, akínétaszám, tömegprodukció, Cylindrospermopsis raciborskii, fluoreszcencia Bevezetés A hatvanas évek végén felgyorsult eutrofizálódással párhuzamosan a korábban is észlelt heterocitás N

2-kötö cianobaktériumok előretörését, valamint újabb nitrogénkötő cianobaktérium fajok megjelenését figyelhetjük meg a Balatonban (Tamás, 1974; H.-Bartha, 1974; Hegewald és mtsai, 1975; Oláh és mtsai, 1981; Padisák és Kovács, 1997; Padisák és Reynolds, 1998). A nyolcvanas kilencvenes években a tó egyik súlyos vízminőségi problémáját a fonalas nitrogénkötő cianobaktériumok tömeges elszaporodása jelentette ( Vörös és mtsai, 1983; Gorzó, 1985; Gorzó és Kiss, 1985; Padisák és mtsai, 1984; Vörös és Nagy-Göde, 1993). A kilencvenes évek második felében a fitoplankton biomasszájának csökkenésével (oligotrofizálódás) a nitrogénkötő cianobaktériumok tömege és részaránya markánsan és tendenciózusan csökkent, ezzel egyidejűleg a páncélos ostorosok és a kovamoszatok részaránya megnőtt a planktonban (Vörös et al., 1999, Padisák és mtsai., 2006). E potenciálisan toxintermelő szervezetek a nyári hónapokban jelennek meg tömegesen a vízben, az év többi részében nyugvó állapotban - akinéták formájában - az üledékben felhalmozódva váiják a csírázásukhoz megfelelő körülmények kialakulását. A Balaton üledékében az akinéták számát, azok szezonális változását közvetlen számolási eljárással legutoljára 1998-ban határozták meg (Kovács és mtsai., 2002, 2003). Vizsgálataik szerint az akinéták mennyisége párhuzamosan az algabiomassza változásával jelentősen csökkent, azonban 1998-ban mennyiségük még elegendő volt az alga-tömegprodukciók inokulálására. Célunk az volt, hogy információt kapjunk arról, hogyan változott 2005-re a nitrogénkötő cianobaktériumok inokulációjáért felelős akinétáinak száma a Keszthelyi- és Siófokimedence 1998-ban vizsgált területein. Anyag és módszer Munkánk során hét alkalommal a Siófoki-medence (Tihany; 2004. november 22, 2005. március 21, június 15, július 21., augusztus 22, szeptember 20, október 26, november 22, 2006. március 28) és a Keszthelyi-medence tóközép részéről (2004. november 12, 2005. március 21, június 14, augusztus 03, augusztus 22, szeptember 20, október 26, november 14, 2006 március 28) az 1998-ban végzett vizsgálatok műholdas helymeghatározó készülék (GPSMAP 76Cx, Garmin) által megjelölt mintavételi helyszínén cső-mintavevővel mintavételi helyenként nyolc üledékmagot gyűjtöttünk egymástól közel 20 méter távolságban körkörösen. Azokat napfénytől védett helyen a laboratóriumba szállítottuk. Az üledékmagot a mintavevőcsőből alulról felfelé óvatosan kitolva, a henger külső palástját eldobva szeleteltük