Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)
XLIV. Hidrobiológus Napok: "Ritkán vizsgált és különleges vizek" Tihany, 2002. október 2-4.
I IIDROI/XilAl KÖZLÖNY 2003. X3 i-.'VK A klorofill-fluoreszcencia indukció módszer alkalmazása Lemnatesztekben vízszennyezések ökotoxikológiai hatásainak tanulmányozására Oláh Viktor 1, Gáspár Angéla 1, Láposi Réka 1, Cseke Georgina 1, Veres Szilvia 1, Lakatos Gyula 2, Mészáros Ilona 1 'Debreceni Egyetem, TTK Növénytani Tanszék, 4010. Debrecen, Egyetem tér 1. !Debreceni Egyetem, TTK Alkalmazott Ökológiai Tanszék, 4010. Debrecen, Egyetem tér I. Kivonat: Békalencse tesztekben két nehézfém (.króm (VI), kadmium) és a glifozát litoloxikusságát állupiloltuk meg a növekedési jellemzők vizsgalatával és a klorofill fluoreszcencia indukció módszer alkalmazásával. Tesztobjeklumkcnl a Lemna gibba L. steril körülmények között nevelt egyedeit használtuk Bizonyítottuk, hogy a klorofill fluoreszcencia indukció paraméterekkel a teszlnövénvck fiziológiai állapotában a kezelések toxikus hatásai érzékenyebben és rövidebb időn belül tárhatók fel. mini az egyedszám változás alapján. A kidolgozott mérőrendszer gyorsan és rutinszerűen alkalmazható a l'Sll potenciális fotokémiai hatékonyságát leíró Kv/Vm mérésére laboratóriumi ökotoxikológiai leszlckben és lerepi vizsgálatok során fotokémiai hatékonyság, I.emna gibba I_, kadmium, klorofill fluoreszcencia, króm(Vl). majd egy modulált gyenge mérőfénnyel megvilágítottuk, ekkor a fluoreszcencia Fo szintjét regisztráltuk. Ezután egy teKulcsszavak: Bevezetés A természetes felszíni vizeket érő antropogén eredetű környezetterhelések, köztük a toxikus szerves kemikáliák, és nehézfémek hatásainak megismerésében nagy segítséget nyújtanak a különböző monitorozási rendszerek és az ökotoxikológiai tesztelési eljárások. A békalencse fajok (I^mna minor L., Lemna gibba L.. Spirodela poiyrrhiza L. (Schleid)) kis méretük és aszeptikus körülmények között való könnyű nevelhetőségüknek köszönhetően megfelelő tesztszervezetnek bizonyultak a nehézfémek és a szerves biocidek hatásának ökotoxikológiai tanulmányozására (Greenberg és mtsai, 1992, Lakatos és mtsai, 1993). Mindegyik faj gyorsan szaporodik vegetatív módon A rutinszerűen alkalmazott békalencse-tesztekben a tenyészet egyedszámának, tömegének, és a növekedési rátájának az időbeni változásait követik nyomon (Mohan és Hoseti, 1999). A munkánk során célunk az volt, hogy a Lemna-tesztekben a fiziológiai állapot megítéléséhez az érzékeny és nem destruktív klorofill fluoreszcencia indukció módszer alkalmazhatóságát vizsgáljuk, és gyors, rutinszerű terepi és laboratóriumi ökotoxikológiai tesztekhez mérőrendszert alakítsunk ki A mérőrendszer és a módszer teszteléséhez két nehézfém - Cr (VI) és Cd - és egy széles körben használt herbicid, a glífozát (Devine és mtsai, 1993) hatásait követtük nyomon. Anyag és módszer Nevelési körülmények A vizsgálataink során tesztobjektumként a púpos békalencse (Lemna gibba L.) steril körülmények között, Hutner-tápoldaton (pH = 6.3) nevelt egyedeit használtuk fel (Lakatos és mtsai, 1993) A hosszú-távú tesztekben (12-14 nap) l-l5 pmol glifozát (MedalIon), 0.25-0 75 mmol króm (VI) (K 2Cr 20 7) és 0.25-0.75 mmol kadmium (CdS0 4) koncentrációkat alkalmaztunk és a kezeléseket a növények standard nevelési feltételei alatt, fotoperiódus mellett végeztük. A rövid távú (48-52h) tesztekben a glifozát (15-50 jimol) és a két nehézfém (0.25-0.75 mmol) hatásait folyamatos megvilágítás mellett vizsgáltuk A hosszú-távú tesztekben a három kemikália hatását az egyedszám időbeni változásain keresztül követtük nyomon. A rövid-távú tesztekben a hatások vizsgálatához a klorofill fluoreszcencia indukció módszert alkalmaztuk (Schreiber és Bilger, 1993). Az in vivo klorofill fluoreszcencia mérésekhez PAM-2000 típusú fluorométert használtunk (WALZ Gmbh, Németország). A mérésekhez és a tesztnövények sötétadaptációjához speciális méröküverta állványrendszert alakitottunk ki. A küvetták térfogata 2 cm', átmérője pedig 9 mm, ami a készülék száloptikájának a méretéhez igazodik A küvettába mért folyadék felszínére 3 db háromleveles békalencse átfedődés nélkül ráhelyezhető A klorofill fluoreszcencia mérések előtt a növényeket sötétadaptáltuk 20 percig. lítési fényimpulzust (PFD=6000 nmol m" s") alkalmazva regisztrálható a maximális fluoreszcencia, Fm (klorofill fluoreszcencia indukció gyors szakasza), ami sötétben kb. 20 s elteltével az Fo szintre esik vissza A változó fluoreszcencia (Fv = Fm-Fo) és a maximális fluoreszcencia aránya alapján számolható a PSII potenciális fotokémiai hatékonyságát jelző Fv/Fm index értéke. Eredményekés megbeszélésük A glifozát-kezelés hatásai A kéthetes tesztekben a kezelés az exponenciális növekedés kezdeti szakaszán történt (/. ábra) A glifozát 1 |imol koncentrációban csak a növekedési időszak végén befolyásolta a növekedést. A 10 (imol glifozát koncentráció a kezelést követő harmadik napig nem volt hatással a növekedésre, de később az egyedszám gyarapodását teljesen gátolta. A 15 nmol glifozát koncentráció esetében már a kezelést követően megfigyelhető volt a növekedésgátlás 0 2 4 6 8 10 12 14 idő (napok) I. ábra A glifozát (Medallon) hatása a Lemna gibba tenyészet növekedésre (n = 4) A rövid-távú tesztekben a kezelés kezdetétől az első négy órában a glifozát nem okozott számottevő Fv és Fv/Fm változást egyetlen dózis esetében sem (2 ábra) A 8 órában már jelentős csökkenések jelentkeztek a kontrollhoz képest, de a legszembetűnőbb visszaeséseket a 24 és 30 órában mértük. Ezt követően már csak kisebb mértékű változásokat tapasztaltunk. A változó fluoreszcencia csökkenése nagyobb mértékben az Fo növekedésével és kisebb mértékben az Fm csökkenésével magyarázható. A glifozát nagyobb dózisainál jól becsülhető, hogy az Fv/Fm az 50 %-os gátlást mikor én el a kezelés során A 30 ^mol esetében a PSII kvantumhasznositási hatékonyságának az 50 %-os gátlása az 50 órában várható, az 50 nmol-os dózis esetében pedig a 30 órában Az eredmények azt jelzik, hogy a glifozát a Lemna gibba növekedését a fotoszintetikus teljesítmény drasztikus csökkentésén keresztül gátolja.
