Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

XLIII. Hidrobiológus Napok: "Vizeink ökológiai állapota: természetvédelem, vízhasznosítás" Tihany, 2001. október 3-5.

81 § a -a o ^ S s •o .y II 8 £ 3 100 -, 80 60 -| 40 20 0 0 5 10 20 30 (ig mikrocisztin-LR mL"

1 táptalaj a I » s III 3 2 Ü -I I I > w vi 73 0 10 20 30 fig mikrocisztin-LR mL"

1 táptalaj 1. A és B ábra Mikrocisztin-LR hatása a mustár csíranövények szikleveleinek fejlődésére (n = 10 és 3) A fotoszintetikus pigmentek mennyiségének változása mikrocisztin-LR hatására 1. táblázat A 8 napos MC-LR kezelt mustár csíranövény sziklevelek klorofill és karotinoid tartalma mg pigment g"

1 száraz anyag egységekben MC-LR (ng mL"

1) kl-a kl-b kl-(a+b) Össz-karotinoid 0 10,5 3,4 13,9 2,6 5 7,6 2,3 9,9 1,9 10 4,2 1.3 5,4 1,1 20 1,7 0,5 2,2 0,5 30 0,9 0,3 1,2 0,4 2. táblázat A 8 napos MC-LR kezelt mustár csíranövény szikleveleiben található karotinoid-formák mmol karotinoid mor'klorofill(a+b) egységekben, (V+A+Z: violaxantin, anteraxantin, zeaxantin ) MC-LR (nß mL'

1) V+A+Z Neoxantin Lutein ß-karotin T karót. 0 45,1 18,9 115,4 37,4 216,7 5 38,4 16,4 117,0 53,2 225,1 10 43,4 17,1 129,9 61,5 251,9 20 40,3 17,2 164,6 50,6 272,7 30 38,2 19,1 162,7 44,2 264,1 (Green és mtsai, 1984), másképpen a PSII potenciális fotokémiai hatékonyságát az F

v/F

m hányadosokkal jellemeztük (3. táblázat). A kontroll sziklevelek F„/F

m adatai magasak (> 0,8), hatékony potenciális fotokémiai aktivitást jeleznek. A 10 pg mL"

1 és e fölötti MC-LR koncentráció az VJ F

m értékek szignifikáns csökkenését okozta. A csökkenés mértéke jóval kisebb mértékű, mint a növekedésgátlás (l.A ábra) és a klorofill tartalom csökkenése (/. táblázat). A klorofill fluoreszcencia indukció lassú szakaszában mért paraméterekkel azt követtük nyomon, hogy a gerjesztett (megvilágított) sziklevelekben a fluoreszcencia fotokémiai" és nem fotokémiai kioltó mechanizmusok révén milyen mértékben oltódik ki az adott aktiváló fény mellett. A megvilágított sziklevelekben a PSII működésének hatékonysága a AF/Fm összefüggés szerint számolt értékekkel arányos. A PSII aktuális fotokémiai hatékonyságát 5 pg mL"' MC-LR-el történt kezelés serkenti, de az ettől magasabb toxin-koncentrációk csökkentik. AF/Fm maximális csökkenése 15 %-os (3. táblázat). 3. táblázat MC-LR hatása a mustár sziklevelek fotokémiai aktivitására (n = 6, átlag ± SE) MC-LR (ng mL"') Fv/Fm QF/Fm' RFD 0 0,810 ±0,005 0,636 ±0,011 2,70 ±0,180 5 0,802 ± 0,008 0,639 ± 0,006 2,32 ±0,143 10 0,780 ± 0,002 0,561 ± 0,023 1,81 ±0,086 20 0,775 ±0,021 0,535 ±0,013 1,54 ±0,0428 30 0,779 ±0,016 0,553 ±0,014 1,67 ±0,0401 A MC-LR kezelés hatására leginkább a lutein klorofillra vonatkoztatott mennyisége emelkedett. A MC-LR növelte a ß-karotin klorofillra vonatkoztatott arányát is, a legnagyobb érték 10 pg mL'

1 toxin-koncentrációhoz rendelhető, az ennél nagyobb toxinmennyiség már a "pool" csökkenéséhez vezetett. A ncoxantin koncentrációja és a V+A+Z "pool" nagysága a toxin okozta drasztikus klorofill csökkenéssel arányosan csökkent, így hányadosuk viszonylag állandó érték maradt. A tesztnövények fotokémiai aktivitása Vizsgálataink során az elsődleges töltésszétválás, a fényenergia PSII centrumok általi befogadásának hatásfokát Sokkal jelentősebb csökkenést mutat az ún. vitalitási index (RFD) értéke, ami fényakklimált állapotban a maximális klorofill fluoreszcenciának, a kioltó folyamatok révén, a fluoreszcencia egyensúlyi szintjére történő visszaesésének a mértékét fejezi ki. Az RFD, és a levelek in vivo fotoszintetikus aktivitása között szoros összefüggést mutattak ki (Lichtenthaler és mtsai, 1986; Strasser és mtsai, 1987). Nagy fotoszintetikus aktivitású levelek vitalitási indexe 2 és 5 közt változik. 2-nél kisebb RFD értékek stressz-állapotot jeleznek és 1 alatti értékek esetén CO

z - fixáció alig észlelhető. Kísérleteinkben a kontroll növények RFD értékei 2,5 és 3 között változnak. MC-LR kezelés hatására az RFD csökkenése tapasztalható; 5 pg mL'

1 dózisnál a csökkenés még kis mértékű, de 10-30 pg mL"

1 tartományban már 30-50 %-os. A mért legalacsonyabb RFD 1.5, ami erős stressz-állapotot jelez. Az eredmények egyértelműen azt jelzik, hogy a kísérleteinkben használt mustár tesztnövények szikleveleiben tapasztalt magas fotoszintetikus aktivitás cianotoxin kezelés hatására gátlódik. Összefoglalás A protein-foszfatázok erős gátlószereként ismert mikrocisztin-LR (MacKintosch és mtsai, 1990) a növényi anyagcsere számos folyamatát megzavarhatja, így befolyással lehet a kloroplasztiszok kialakulására is (Tiller és mtsai, 1993). Vizsgálataink eredményei jó egyezésben Abe és mtsai (1995) és Weiss és mtsai (2000) adataival bizonyították, hogy a MC-LR a fotoszintetikus apparátus struktúrájának és működésének zavarát okozza. A kísérleti rendszerünkben kimutatott változások jelentősek, hiszen magyarázatot adhatnak a vízi életközösségek makrofitáinak produkció viszszaesésére és a mezőgazdasági növényeknek a toxin tartalmú öntözővizek okozta károsodásaira. Köszönetnyilvánítás: A kutatómunka feltételeinek megteremtéséért köszönjük az OTKA T22988 számú pályázatok támogatását.