Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)

2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai

21

Öt potenciálisan új nemzetséget sikerült izolálnunk, és a kevésbé megengedő 16S rRNS összehasonlitásán alapuló faji küszöbérték szerint is 14 potenciálisan új baktériumfaj fordult elő az új törzsek között. A különböző tenyésztési módszereket összehasonlítva a tudományra nézve új taxonok tenyésztésbe vonására a „bacterium- csapda” hatékonyabbnak bizonyult a direkt szélesztésnél, illetve a gellángumival szilárdított, de egyéb tekintetben azonos összetételű táptalajokon is több új taxon képezett telepet az agarral szilárdított táptalajhoz képest (3. ábra).

2. táblázat A kimutatott nemzetségek listája (a táptalaj szilárdító anyagát zárójelben tüntettük fel: A - agar, G - gellángumi; a potenciálisan új nemzetségeket itt

nem közöltük)

Mohos lápszem

Bioreaktor (Cekend)

Burkholderia (G) Granulicella (G) Mucilaginibacter (G) Novosphingobium (G) Serratia (G) Telmatospirillum (G) Undibacterium (G)

Acinetobacter (A) Advenella (A) Aequorivita (A,G) Aquamicrobium (A,G) Bacillus (A,G) Brevundimonas (A) Castellaniella (A) Candidimonas (G) Chelatococcus (A) Eoetvoesia (G) Fictibacillus (G) Hydrogenophaga (A) Hyphomonas (A) Jonesia (A)

Luteimonas (G) Mesorhizobium (A) Noviherbaspirillum (G) Paracoccus (A, G) Parapusillimonas (A,G) Prolinoborus (A) Pseudomonas (A,G) Psychrobacter (A) Pusillimonas (A,G) Rubellimicrobium (G) Rufibacter (A) Sanguibacter (A) Simplicispira (A, G) Sphingopyxis (A) Steroidobacter (A)

Marosújvári sós tó

Bacillus (G)

Enterobacter (A) Labrenzia (A) Marinobacter (G) Pseudoalteromonas (A,G) Reinekea (G)

Roseovarius (G) Salinivibrio (A,G) Shewanella (A,G) Tropicibacter (G)

Vibrio (A,G)

Következtetések

Kutatásunk eredményei az alábbi néhány pontban foglalhatók össze:

(1) Számos potenciálisan új baktériumfajt sikerült izolálni, ami igazolja az általunk alkalmazott izolálási stratégia hatékonyságát.

(2) Az általánosan használt laboratóriumi táptalajok túlságosan sok tápanyagot tartalmaznak a baktériumok természetes élőhelyén mérhető értékekhez képest. Ez lehet a tenyésztés szelektivitásának egyik fő oka.

(3) A gellángumi több szempontból is előnyösebb szilárdító anyag, mint az agar (nagyobb csíraszám értékek, több új faj). Hátránya viszont, hogy lényegesen drágább.

(4) A természetes körülmények utánzására tett kísérletek és több tenyésztési módszer együttes alkalmazása sem biztosítja feltétlenül a baktériumok többségének sikeres laboratóriumi tenyésztését.

Köszönetnyilvánítás

A kutatást a CNCS-UEFISCDI PN-II-RU-TE-2012-3-0319 pályázat támogatta. Felföldi Tamás munkáját a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János kutatói ösztöndíja segítette. A szerzők köszönetüket fejezik ki Pohner Zsuzsannának, Krett Gergelynek, Jurecska Laurának, Lányi Szabolcsnak, Ábrahám Beátának, Tóth Erikának és Márialigeti Károlynak technikai segítségükért és tanácsaikért.

Irodalom

Alain, K., Querellou, J. (2009) Cultivating the uncultured: limits, advances and future challenges. - Extremophiles 13: 583-594. Bollmann, A., Lewis, K., Epstein, S.S. (2007) Incubation of environmental samples in a diffusion chamber increases the diversity of recovered isolates. - Appl. Environ. Microbiol. 73: 6386-6390. Felföldi, T, Székely, A.J., Gorái, R. Barkács, K., Scheirich, G., András, J., Räcz, A., Márialigeti, K. (2010) Polyphasic bacterial community analysis of an aerobic activated sludge removing phenols and thiocyanate from coke plant effluent. - Bioresour. Technoi. 101:3406-3414.

Felföldi, T, Jurecska, L, Vájná, B„ Barkács, K„ Makk, J., Cebe, G„ Szabó, A., Záray, Gy., Márialigeti, K. (2015) Texture and type of polymer fiber carrier determine bacterial colonization and biofilm properties in wastewater treatment. - Chem. Eng. J. 264: 824-834. Kéki, Zs., Grébner, K., Bohus, V., Márialigeti, K., Tóth, E.M. (2013) Application of special oligotrophic media for cultivation of bacterial communities originated from ultrapure water. - Acta Microbiol. Immunol. Hung. 60: 345-357.

Kim, M„ Oh, H.-S., Park, S.-C., Chun, J. (2014) Towards a taxonomic coherence between average nucleotide identity and 16S rRNA gene sequence similarity for species demarcation of prokaryotes. - Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 64: 346-351.

Klindworth, A., Pruesse, E., Schweer, T, Peplies, J., Quast, C., Horn, M., Glöckner, F.O. (2013) Evaluation of general 16S ribosomal RNA gene PCR primers for classical and next-generation sequencing-based diversity studies. - Nucleic Acids Res. 41: el.

Máthé, /., Borsodi, A.K., Tóth, E.M., Felföldi, T, Jurecska, L„ Krett, G., Kelemen, Zs., Elekes, E., Barkács, K, Márialigeti, K. (2014) Vertical physico-chemical gradients with distinct microbial communities in the hypersaline and heliothermal Lake Ursu (Sovata, Romania). - Extremophiles 18: 501-514.

Overmann, J. (2013) Principles of enrichment, isolation, cultivation and preservation of prokaryotes. In: Rosenberg, E., DeLong, E.F., Lory, S., Stackebrandt, E., Thompson, F. (Eds) The Prokaryotes (4th Ed.) - Prokaryotic Biology and Symbiotic Associations, Springer-Verlag, Berlin, pp. 149-207.

Puspita, I.D., Kamagata, Y., Tanaka, M., Asano, K., Nakatsu, C.H. (2012) Are uncultivated bacteria really uncultivable? - Microbes Environ. 27: 356-366.

Staley, J.T., Konopka, A. (1985) Measurement of in situ activities of nonphotosynthetic microorganisms in aquatic and terrestrial habitats. -Annu. Rev. Microbiol. 39: 321-346.

Tindall, B.J., Rosselló-Móra, R., Busse, H.-J., Ludwig, W., Kämpfer, P. (2010) Notes on the characterization of prokaryote strains for taxonomic purposes. - Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 60: 249-266. Yasumoto-Hirose, M., Nishijima, M., Ngirchechol, M.K., Kanoh, K., Shizuri, Y., Miki, W. (2006) Isolation of marine bacteria by in situ culture on media-supplemented polyurethane foam. - Mar. Biotechnol. 8:227-237.

Vartoukian, S.R., Palmer, R.M., Wade, W.G. (2010) Strategies for culture of‘unculturable’ bacteria. -FEMS Microb. Lett. 309: 1-7.

Applying unconventional techniques for the laboratory cultivation of new bacterial strains

Felföldi, T., Kovács, E., Fikó, D. R., Tankó, Gy., Szabó, A., Nagymáté, Zs., Szilveszter, Sz. and Máthé, I.

Abstract: For most of the bacteria, there are no pure laboratory cultures available, however many yet not cultivated microorganisms are potentially culturable even with the application of cheap and simple methods. Enhancing the cultivation of bacteria was performed using samples taken from markedly different aquatic habitats with in situ cultivation, with the aid of special gelling agent (gellan gum), with special culture media (using pH, salt concentration and nutrient content values corresponding to parameters of the sampled water); and additionally with long-term incubation to support the growth of slow-growing bacteria. Based on the results of cultivation-independent analyses targeting the taxonomic composition of bacterial communities, it was shown that even incubation conditions supposed to be close to those present in nature provide strong selection pressure to bacteria. Nevertheless, pure cultures of several potential new genera and species were obtained, mainly belonging to the bacterial phyla Proteobacteria and Bacteriodetes, which supported the efficiency of the applied non-con- ventional cultivation methods. It seems that cultivation efficiency is not only significantly affected by medium composition, but also by the type of the applied gelling agent and incubation conditions.

Keywords: bacterial cultivation, growth medium development, gellan gum, „bacterium trap”, pyrosequencing, new taxa