Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

6. szám - L. Hidrológiai Napok: "A hazai hidrobiológia ötven éve" Tihany, 2008. október 1-3.

124. HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 6. SZ. megjelenése detektálható (1. kép). A CYN kezelések a toxinkoncentrációval arányos ssDN-áz aktivitás-emelkedést idéznek elő (2. kép). A Wolffia esetében a proteázok specifikus aktivitása a CYN koncentrációjával arányos növekedést mutat, valamint új (43, 55, 60, 70 kDa) enzimek is indukálódnak (1. kép). A nukleázok aktivitásában is hasonló, emelkedő tendencia figyelhető meg, de 20 |tg ml"

1 koncentrációnál a sejtek pusztulásával a nukleázok aktivitása már jelentősen lecsökken (2. kép). A Ceratophyllum esetében megállapítottuk, hogy 2,5 és 5 |ig ml"

1 CYN-el kezelt növények kivonataiból magas proteáz és DN-áz aktivitás detektálható (1., 2. képek). WOLFFIA LEM NA CERATOPHYLLUM 43 43 : 30 30 ~> K 1 2,5 5 10 20 K 1 2,5 5 10 20 MS K 1 2.5 5 MS 2. kép. CYN kezelt vízinövények egyfonalú DNS-t hasító enzimei a kezelés 5. és 19. napján (pH 6,8; K: kontr., 1-20 fjg mf' CYN kezelés) Összefoglalás Megállapítottuk, hogy a kezelések során alkalmazott A. ovalisporum tenyészet liofilizátumából készült CYN tartalmú extraktum képes befolyásolni a vízinövények növekedését, szaporodását. A vízi növények és a cianobaktériumok együttes előfordulása a vízterekben normál jelenség, ezért nem meglepő, hogy a vízi növények növekedési paramétereik alapján viszonylag magas CYN koncentrációkat tolerálnak, más biológiai tesztrendszerekhez viszonyítva (Falcover et al. 1999, Metcalf et al. 2002). Rövidtávú, 5 napos tesztekben szignifikáns növekedésgátlás 5 (jg ml"

1, illetve annál magasabb CYN koncentrációknál mérhető, amely azzal is összefügghet, hogy az általunk alkalmazott extraktumok a toxikus CYN molekulákon túl, a növények számára jól hasznosítható vegyületeket (pl. aminósavakat, szénhidrátokat, stb.) is tartalmaznak, amelyek mérsékelhetik a toxin okozta stresszhatásokat. Eredményeink összevethetők más növényi tesztrendszerekben mért CYN által okozott növekedésgátlási adatokkal (Vasas et al. 2002). A Lemnaceae fajok közül a természetben is gyakran tömeges, majd hirtelen eltűnő vízidara (Wolffia arrhiza) reagált érzékenyebben a CYN kezelésekre. Korábbi, mikrocisztin-LR-el végzett vízinövénytesztek során is azt tapasztaltuk, hogy a gyorsabb növekedésű Wolffia érzékenyebb a vízi életközösségekben gyakori, tág tűrőképességű Lemna minor-ni\ (Mikóné et al. 2008). Az érdes tócsagaz (Ceratophyllum demersum) lassú növekedése miatt nem alkalmas rövidtávú tesztekhez (Mikóné et al. 2008), a CYN kezelés 19. napján szignifikáns hajtásnövekedés-változást nem, szignifikáns pigmenttartalom csökkenést azonban detektáltunk. A növényi stresszválaszokban kulcsfontosságú proteáz és nukleáz enzimek a növekedési adatoknál érzékenyebb paramétereknek mutatkoztak, a poliakrilamid aktivitásgéleken már 1 Ug ml"

1 CYN hatására enzimaktivitás emelkedést detektáltunk. 19 napos CYN kezelés hatására a Ceratophyllum kivonatokban emelkedő egyfonalú DN-áz aktivitást tudtunk kimutatni, szemben a MCY-LR-el végzett rövidtávú kísérletek erdményeivel (Mikóné et al. 2008). Kísérleteinkből megállapíthatjuk, hogy a növekedési paraméterek mellett a növényi stresszválaszokban gyakran vizsgált proteáz és nukleáz enzimek jól használható, érzékeny paraméterek a CYN okozta sejtszintű változások elemzéséhez. Köszönetnyilvánítás Mikóné Hamvas Márta és Máthé Csaba munkáját a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj támogatta, valamint köszönet a Kereskedelmi Bank Rt. által létesített, és a DE TEK által gondozott Universitas Alapítvány (2008) támogatásáért. Köszönjük Máthéné Szigeti Zsuzsának a Ceratophyllum tenyészetet. Irodalom Allén M.M. (1968) Simple conditions for the growth of unicellular blue-green algae on plates. J. Phycol. 4: 1-4. Arnon D.I. (1949) Copper enzymes in chloroplasts: polyphenol oxidases in Beta vulgáris. Plánt Physiol. 24: 1-15. Banker R., Carmeli S., Hadas O., Teltsch B„ Porát R., Sukenik A. (1997) Identification of cylindrospermopsin in Aphanizomenon ovalisporum (Cyanophyceae) isolated from Lake Kinneret, Israel. J. Phycol. 33,613-616. Blank A., McKeon T.A. (1989) Single-strand preferring nuclease activity in wheat leaves is increased in senescence and is negatively photoregulated. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 3169-3173. Bradford M.M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilising the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248-254. Callis J. (1995) Regulation of protein degradation The Pant Cell, 7: 845-85 Carmichael W. W., Azevedo S. M. F. O., An J. S., Molica R. J. R., Jochimsen E. M., Lau S., Rinehat, K. L., Shaw G. R., Eaglesham G. K. (2001) Humán fatalities from cyanobacteia: chemical and biological evidence for cyanotoxins. Environ Health Perspec 109: 663Falconer I. R., Hardy S. J., Humpage A. R., Froscio S. M., Tozer G.J. (1999) Hepatic and renal toxicity of the blue-green alga (cyanobacterium) Cylindrospermopsis raciborskii in male Swiss albínó mice. Environ. Toxicol. 14, 143-150. Farkas G. (1982) Ribonucleases and ribonucleic acid brekdown. Encyclopedia of Plánt Pysiology. 14: 224-262. Felfoldy L. (1987) A biológiai vízminősítés. (4. bővitett kiadás) In: Vízügyi hidrobiológia 16. Vízgazdálkodási Intézet Budapest. P.237-245. Fergusson K.M. and Saint C.P. (2003) Multiplex PCR assay for Cylindrospermopsis raciborskii and cylindrospermopsin-producing cyanobacteria. Environ. Toxicol. 18(2): 120-125. Froscio S.M., Humpage A.R., Wickramasinghe W., Shaw G., Falconer I.R. (2008) Toxicon 51: 191-198. Gersten D.M., Gábriel O. (1992) Staining for enzymatic activity after gel electrophoresis. D. Enzymes modifying nucleic acids. Analytical Biochemistry 203: 181-186. Harada K., Ohtani I., Iwamoto K., Suzuki M., Watanabe M.F., Terao K., (1994) Isolation of cylindrospermopsin from a cyanobacterium Umezakia natans and its screening method. Toxicon 32: 73-84. Hawkins P.R., Runnegar M.T.C., Jackson A.R.B., Falkoner I.R. (1985) Severe hepatotoxicity caused by the tropical cyanobacterium (blue-green alga) Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz.) Seenaya and Subba Raja isolated from a domestic water supply reservoir. Appl. Enivron. Microbiol. 50: 1292-1295. Kinnear S.H.W., Duivenvoorden L.J., Fabbro L.D. (2007) Sublethal responses in Melanoides tuberculata following exposure to Cylindrospermopsis raciborskii containing cylindrospermopsin. Harmful Algae 6: 642-650. Laemmli U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685. Li R., Carmichael W.W., Brittain S., Eaglesham G.K., Shaw G.R., Mahakhant A., Noparatnaraporn N., Yongmanitchai W., Kaya K. and Watanabe M.M. (2001) Isolation and identification of the cyanotoxin cylindrospermopsin and deoxy-cylindrospermopsin from a Thailand strain of Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) Toxicon 39 (7): 973-980. Metcalf J.S., Barakate A., Codd G.A. (2004) Inhibition of plánt protein synthesis by the cyanobacterialhepatotoxin, cylindrospermopsin. FEMS Microbiology Letters 235, 125-129. Metcalf J.S., Lindsay J., Beattie K.A., Birmingham S., Saker M.L., Törökné A.K., Codd G.A. (2002) Toxicity of cylindrospermopsin to the brine shrimp Artemia salina: comparisons with protein synthesis inhibitors and microcystins. Toxicon. 40: 1115-1120. M-Hamvas M., Mathe Cs., Molnár E., Vasas G., Grigorszky I., Borbély Gy. (2003) Microcystin-LR alters the growth, anthocyanin content and single-stranded DNase enzyme activities in Sinapis alba L. seedlings. Aquat. Toxicol. 62: 1-9.