Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Anda Dóra, Makk Judit, Krett Gergely, Márialigeti Károly, Mádl-Szőnyi Judit, Borsodi Andrea: A Molnár János-barlang víz és biofilm bekteriumközösségei
3 A Molnár János-barlang víz és biofilm baktériumközösségei Anda Dóra*, Makk Judit*, Krett Gergely*, Márialigeti Károly*, Mádl-Szőnyi Judit**, Borsodi Andrea* *ELTE Mikrobiológiai Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C **ELTE Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C Kivonat A Budai Termálkarszt rózsadombi megcsapolódási területéhez tartozó Molnár János-barlang Európa legnagyobb aktív hévizes barlangja, ahol a mikrobiális aktivitás jól tetten érhető a vízben és a karsztos kőzetfelszíneken kialakult barna és fekete színű biofilmekben. Vizsgálatunk során ezekben a biofdmekben és a barlang vizében élő baktériumközösségek genetikai diverzitásának feltárására és összehasonlítására törekedtünk tenyésztésen alapuló és tenyésztéstől független molekuláris klónozásos módszerek alkalmazásával. A baktériumtörzsek tenyésztésbe vonását szélesztéses módszerrel, R2A és Sphaerotilus-Leptothrix vasszulfát-tartalmú táptalajok felhasználásával végeztük. A baktériumtörzsek és a molekuláris kiónok azonosítása a 16S rRNS gén bázissorrendjének meghatározása alapján történt. A Molnár János-barlang freatikus zónájából diverz mikrobaközösséget tártunk fel. A tenyésztéses vizsgálatok során a Gammaproteobacteria osztályhoz tartozó Enterobacteriaceae család képviselőinek az előfordulása volt jellemző. A molekuláris kiónok között a nagyobb diverzitással jellemezhető biofilm mintákban, leggyakrabban a Chloroflexi törzs (barna biofilm) és a Gammaproteobacteria osztály (fekete biofilm), míg a barlang vizében a Betaproteobacteria osztály képviselői voltak jelen. A molekuláris kiónok a legnagyobb szekvencia egyezést hasonló környezetekből (hőforrások, termálvizek) származó tenyésztésbe nem vont szekvenciákkal mutatták. Kulcsszavak Budai Termálkarszt, 16S rRNS gén, klónozás, tenyésztés, baktériumközösségek diverzitása Bacterial community structure of the water and biofdms from Molnár János cave, Hungary Abstract The Molnár János cave belonging to the Rózsadomb discharge area of Buda Thermal Karst System is the biggest active thermal water system in Europe. Cultivation based and molecular cloning methods were used for the analysis of genetic diversity of bacterial communities in the brown and black (ferrous-manganese) cave wall biofilm and thermal water. Bacterial strains were isolated by spread plating method using R2A and Sphaerotilus-Leptothrix ferrous sulfate media. The identification of representative strains and molecular clones was based on partial 16S rRNA gene sequence analysis. From the phreatic mixing zone of the Molnár János cave (in the case of mixing reductive thermal water and more oxidative cold water) diverse microbial communities were explored. By cultivation, presence of Enterobacteriaceae related strains was significant. Among the molecular clones, representatives belonging to the phylum Chloroflexi (brown biofilm) and the class Gammaproteobacteria (black biofilm) and the class Betaproteobacteria (thermal water) were the most abundant. Molecular clones showed the highest sequence matching with uncultured sequences from similar (thermal springs and water) environments. Keywords Buda Thermal Karst System, 16S rRNA gene, molecular cloning, cultivation, bacterial diversity BEVEZETÉS Budapest lakóterülete alatt jelentős kiteljedésű, hálózatos barlangrendszerek találhatók, melyek a hipogén barlangok körébe tartoznak (Klimchouk 2009). A Budai Termálkarszt (BTK) barlangjaink helyzete és jellege azért is specifikus, mert egy fedett és fedetlen karsztterület érintkezésénél, különböző eredetű és hőmérsékletű vizek megcsapolódási határfelületén jöttek létre (Mádl-Szőnyi és Tóth 2015). A BTK-n belül Erőss és társai 2012) a barlangképződési folyamatok alapján egy déli (Gellért-hegy) és egy északi (Rózsadomb) rendszert különítettek el. A BTK rózsadombi megcsapolódási rendszeréhez tartozó Molnár János-barlang Európa legnagyobb aktív hévizes barlangja (Goldscheider és társai 2010). A fedett és fedetlen karsztok peremén létrejövő barlangok keletkezésében a (regionális és intermedier áramlásból származó) karsztvíz és a medencebeli sós vizek áramlástani határfelületén lejátszódó korrózió a meghatározó, melyet e határfelületek mentén megvalósuló mikrobiológiai aktivitás tovább erősít (Mádl-Szőnyi és Tóth 2015). Az olyan környezetekben, mint amilyen a Molnár János-barlang is, a kemolitotróf, elsősorban a vas-, a mangán- és a kénvegyületek oxidációján vagy redukcióján alapuló, illetve a metán képződéssel vagy felhasználással összefüggő mikrobiális anyagcsere folyamatok a meghatározók (Engel 2011, Kitmaresan és társai 2014). A mikrobiális biomassza ezeken a határfelületeken meglehetősen jelentős, ugyanakkor a folyamatok megértéséhez a föntiekben vázolt megcsapolódási mechanizmus miatt a kémiai és biológiai (ásványtani és biológiai kiválási) folyamatok együttes jelenlétével kell számolnunk (Mádl-Szőnyi és Tóth 2015, Dobosy és társai 2015). A BTK területén a felszín alatti víz megcsapolódási zónájában történtek már korábban is mikrobiológiai vizsgálatok, melyek diverz mikrobaközösségek jelenlétéről tanúskodtak (Erőss 2010, Borsodi és társai 2012, Anda és társai 2014, 2015). Bodor és társai (2015) matematikai statisztikai elemzéssel is bizonyították, hogy a helyben lehulló és beszivárgó csapadékvíznek nincs hatása a Rózsadombon megcsapolódó vizek fizikai-kémiai paramétereire.
