Hidrológiai Közlöny, 2017 (97. évfolyam)
2017 / Különszám - SZAKCIKKEK - Márton Zsuzsanna, Szabó Attila, Boros Emil, Vörös Lajos és Felföldi Tamás: Az észak-kazahsztáni sós tavak ismeretlen prokarióta közösségei
18 Hidrológiai Közlöny 2017. 97. évf. különszám képviselői. A két tó Archaea dómén összetétel szempontjából alapvetően hasonló volt, viszont a K6 jelzésű tó esetében a Nanohaloarchaeota taxon nagyobb mennyiségben volt jelen. A Nanohaloarchaeota törzs különleges obiigát szimbionta vagy parazita életmódot folytat a gazdaszervezetével. Ebből kifolyólag genomja erősen redukálódott, mivel energetikai igényeinek nagy részét a gazda szervezettől kapja. Főleg meleg forrásokban és mezofil vizes élőhelyeken figyelték meg (Munson- McGee és társai 2015), ami igaz a K6 jelzésű tó hőmérsékletére is, amely 26 °C volt a mintavételkor. A vizsgált tavak bakteriális fajgazdagság és diverzitás szempontjából is jelentősen különböztek (2.táblázat). A faj szám becslő (ACE, Chaol) és diverzitási indexek (Inverz Simpson index, Shannon-Wiener index) alapján a legfaj gazdagabb a Kis Aksuat hipertróf tó volt, míg a legkevésbé diverz az Urkash és a K6 jelzésű tavak, amelyek fizikokémiai tulajdonságaik alapján a legsósabbak. Ez az eredmény párhuzamba állítható a Bacteria és Archaea domének mennyiségének arányaival (1. ábra). 3 N co CM o 0. o co o CM K6 Nitrát SRP Spiribacter K10 Saccharibacteria »/ Mícrobacteriaceae TN Archaea • TON Salinibacter Kis Aksuat Halom onas K15 Tengiz Urkash •40 -20 0 20 PC1 (52.7%) 40 60 3. ábra. A vizsgált minták baktériumközösségének főkomponens analízise OTU összetételük alapján (Megjegyzés: Kék színnel jelölve az eltéréshez legnagyobb mértékben hozzájáruló OTU-k legközelebbi taxonómiai csoportja, piros színnel a szignifikánsan illeszthető (p> 0.01) környezeti paraméterek) Figure 3. Principal component analysis of sample bacterial communities based on their OTU composition (Note: Genus-level taxonomic affiliation of OTUs responsible for the variation among samples appear in red as biplot on the ordination. Significantly-fitted (p < 0.01) environmental parameters appear in blue) Az azonosított OTU-k és a mért környezeti paraméterek alapján elvégzett főkomponens analízis során a hat tóból kettő jelentősen elkülönült (3. ábra). Az Urkash tó egy Salinibacter OTU, az Archaea dómén tagjainak mennyisége, teljes szerves nitrogén (TON) és teljes nitrogén (TN) tartalom alapján, míg a K6 jelzésű tó a Spiribacter és más tengerekre, óceánokra jellemző taxonok OTU-i, a nitrát tartalom és az oldott, reaktív foszfor (SRP) koncentráció alapján különült el. Mint már az előbbiekben is kiemeltük, ez a két tó sótartalom szempontjából hiperszalin jellegű volt és az ősbaktériumok mennyisége legalább kétszer annyi volt, mint a baktériumoké. A Parcubacteria (OD1) taxonómiai csoportot a közelmúltban írták le, mint tenyésztett baktériumokat nem tartalmazó „candidate superphylum-ot” a Bacteria doménen belül (Húg és társai 2016). A csoport tagjait molekuláris biológiai módszerekkel számos anaerob, anoxikus élőhelyről kimutatták. Alapvetően e törzsre jellemző a kis genom méret, genomjukból hiányoznak az elektron transzporthoz és citromsav-ciklushoz szükséges gének. Vélhetőleg obiigát fermentativ anyagcserét folytat, amely során egyszerű cukrokat fermentál szerves savakká, de egyes tagjai képesek összetett szénforrásokat is lebontani, mint a kitin vagy cellulóz (Nelson és társai 2015). A vizsgált hat tóban ez a kevéssé ismert csoport viszonylag nagy arányban volt jelen, ezáltal ezek a mintavételi helyek még különlegesebbnek tekinthetők. A 3. táblázatban látható a Kazah tavak bakteriális közösségének összehasonlítása az erdélyi sóstavak, a magyarországi szikes tavak, a kulunda szteppi tavak és az óceánok, tengerek prokarióta közösségeivel. Ezek a vizes élőhelyek mind extrém környezetnek minősülnek sótartalmuk szempontjából. Erdélyben a nagy sókoncentrációjú (NaCl) helyek viszonylag gyakoriak, ezért számos sóbányát is telepítettek a térségbe. A legtöbb sós tó az utóbbi évszázadokban beomló bányák helyén alakult ki (Keresztes és társai 2012). Ezen tavak közé tartozik például a Medve-tó, illetve a Zöld-tó. Bakteriológiai vizsgálatuk már több évtizedes múltra tekint vissza, korábban főként a különböző élőbevonatok, üledék és rizoszféra minták voltak a kutatások fókuszában (Borsodi és társai 1998), a planktonikus baktériumközösség részletes feltárása csak az utóbbi években indult meg. A szikes tavak jellegzetes élőhelyei a Kárpátmedencének. A Föld többi részén található sós vizekhez képest alacsonyabb sótartalom, de erősen lúgos pH jellemzi őket. Elsősorban nátrium, hidrogén-karbonát és karbonát ionokban gazdag vizek. Legnagyobb szikes jellegű tavaink a Fertő és a Velencei-tó (Boros és társai 2014). A tavak planktonikus prokarióta közösségének összetétele világviszonylatban is egyedülálló (Korponai és társai 2016, Szabó és társai 2015). A tipikusan sós vizekhez köthető taxonok hiányoznak, és az ősbaktériumok is jóval kisebb, sokszor a baktériumokhoz elhanyagolható számban vannak jelen a közösségben (Szabó és társai 2015). A Kulunda-sztyeppén található sekély sós tavakra jellemző az erősen lúgos pH, a nátrium, a karbonát és hidrogén-karbonát ionok dominanciája. A tavak vízellátása elég instabil, az évszakok változásával a kiszáradás és a hóolvadás következtében szalinitásuk is széles skálán mozog. Ezen tavak közé tartozik a Picturesque-tó és a Tanatar5-tó (Vavourakis és társai 2016). Az óceánok, tengerek vize nátrium és klorid ionokban gazdag. Prokarióta közösségeik nagy része laboratóriumi körülmények között nem, vagy csak nehezen tenyészthető, és a DNS szekvenálás módszertani újításai, eddigiekben nem ismert taxonok felfedezését tette lehetővé (Yilmaz és társai 2016). A nátrium és klorid ion dominanciájú tavakban jellemzően a Halomonas, Psychroflexus, Marinobacter és Salinibacter nemzetségek a legabundánsabb közösségalkotók. Ezen élőhelyek összehasonlító vizsgálata során a Bacteria és az Archaea nemzetségek alapján a Kazah tavak prokarióta közössége inkább az óceánok, tengerek és más konyhasós tavak mikrobiális közösségéhez hasonlítható, mint a jellegzetes
