Hidrológiai tájékoztató, 2016
DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Újvárosi Andrea Zsuzsanna: Mikrocisztin termelésének és akkumulációjának vizsgálata egy hazai autróf víztérben
Mikrocisztin termelésének és akkumulációjának vizsgálata egy hazai eutróf víztérben * ÚJVÁROSI ANDREA ZSUZSANNA Diplomamunkám során egy hazai eutróf víztérben megjelenő cianobakteriális vízvirágzások dinamikáját tanulmányoztam. Bevezetés, célok A vízvirágzások az eutrofizáció következtében jelennek meg. A vízvirágzásokat három év távlatában vizsgáltuk. Célunk volt a fajegyüttesek azonosítása, és az általuk termelt cianotoxinok, és bioszintézisükért felelős toxingének variabilitásának vizsgálata. Továbbá a termelődött toxin koncentrációjának mérése és a toxi- kusság mértékének, a toxin szerkezetének meghatározása, valamint a víztérben, illetve vízi növényzetben felhalmozódó mikrocisztin mennyiségének vizsgálata. 1. táblázat. A különböző mintavételi időpontokban azonosított fajok és arányuk Mintavétel Fajok 2011.08.03 Planktothrix agardhii - 80% Microcystis aeruginosa -10% Anabaena spiroides - 5% Anabaenopsis hungarica - 5% 2011.10.17. Planktothrix agardhii - 80% Microcystis aeruginosa - 10% Anabaena spiroides -5% Anabaenopsis sp. - 5%> 2012.08.22. Microcystis aeruginosa - 90% Anabaena sp. — 5% Planktothrix agardhii —5% 2013.07.08. Planktothrix agardhii — 70% Anabaena spiroides -15% Anabaena circinalis - 15% 2013.08.26. Planktothrix agardhii — 70% Microcystis aeruginosa - 20%> Anabaena spiroides — 5% Anabaena circinalis - 5%> Anyag és módszer A vízvirágzás-minták (7. táblázat) a Gyulán található Bárdos-tóból származnak (terület: 3 ha; átlagos mélység: 1,5-2 méter), a partmenti vízfelszín felső rétegéből merítettünk kb. 1-1,5 liter mennyiségű vízmintát. A víztérben élő Ceratophyllum submersum alámerülő hínárnövényből vettünk mintát, amelyben a mikrocisztin akkumulálódásának a mértékét vizsgáltuk. A növények mintavétele két helyről történt: algás vízterületről, illetve tiszta vízterületről. A mintákat 2012.09.03-án gyűjtöttük. A toxingének vizsgálatához a DNS izolálása fenolos-kloroformos feltárással történt. A mikrocisztin termelésért felelős toxingének vizsgálata (Microcystis sp. és Planktothrix sp. génklaszter) specifikus primerekkel történt, detektálásukhoz agaróz gélelektroforézist (1% agaróz gél, lOx TBE puffer, pH=8.0) alkalmaztunk. A toxinok kimutatására és koncentrációjuk meghatározására ELISA kittel (Enzo Life Sciences) a megadott protokoll szerint dolgoztunk. A toxin tisztítása DEAE- cellulóz oszlop-kromatográfiával történt, majd a szerkezeti variáns azonosításához MALDI-TOF módszert alkalmaztuk. A vízvirágzás-minta toxikusságát mustár csíranövényteszttel mértük. Eredmények A fajok meghatározása során megfigyeltük, hogy általában a Planktothrix agardhii bizonyult domináns fajnak, kivételt a 2012. augusztusi időpont képez, ekkor a Microcystis aeruginosa volt. A Planktothrix sp. specifikus génklaszter elemei közül a mcyT gén kivételével a többi génfragmentet nem tudtuk detektálni. A mcyT génről ismert, hogy önmagában nem befolyásolja a toxin bioszintézisét, így nem lehet felelős a Planktothrix agardhii a mikrocisztin termelésért. A Microcytis sp. specifikus génklaszter vizsgálatakor a különböző mintavételi időpontok esetében eltérő eredményeket kaptunk (Lábra). Az (A.) 2011.08.03. időpontban az egész génklasztert detektálni tudtuk. Ez a (C. és E.) 2012.08.22. és 2013.08.26-ai mintavételek esetén is látható. Ugyanakkor a (B.) gélképen a 2011.10.17-i időpontban csak a génklaszter bizonyos elemeit tudtuk detektálni. A (D.) 2013.07.08- án vett mintában nem voltak detektálhatóak a toxingének. Mindezek alapján azt mondhatjuk, hogy a génklaszterek tekintetében a Microcystis sp. felelhet a mikrocisztin termelésért, de csak azokban az időpontokban, ahol a teljes klaszter detektálható volt. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. —lOOObp — 500 bp «- 1000 bp — 500 bp «- 1000 bp *— 500 bp — lOOObp — 500bp —lOOObp — 500 bp 1. ábra. Microcystis sp. specifikus génklaszter gélelektroforézise (l.-mcyA, 2.-mcyB, 3.-mcyC, 4.- mcyDl, 5.-mcyD2, 6.-mcyE, 7.-mcyG génfragmentek) A mikrocisztin szerkezetének meghatározásakor kapott spektrum alapján leolvasható a molekulasúly (m/z=995,62), mely a MCY-LR izoforma. Mintáinkból a természetben egyik leggyakoribb, és erősen toxikus 23
