Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)
6. szám - XLVII. Hidrobiológus Napok: Vizeink élővilágát érintő környezeti változások Tihany, 2005. október 5–7.
88 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2006. 86. ÉVF. 6. SZ. Tiszántúli szikes tavak baktériumközösségeinek összehasonlító vizsgálata Pollák Beatrix, Rusznyák Anna, Palatinszky Márton, Márialigeti Károly, Borsodi Andrea ELTE Mikrobiológiai Tanszék; 1117. Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C Kivonat: A Fehér-szik és a Nagy-vadas-tó baktériumközösségeinek vizsgálatához a 2004 április, július és október során vett üledékmintákat tenyésztésen alapuló valamint tenyésztéstől független eljárásokkal dolgoztuk fel. A tavaszi üledékmintákból törzseket izoláltunk, melyek fenotípusos tulajdonságait vizsgáltuk. A hierarchikus cluster analízissel kialakított fenonok ARDRA csoportjainak reprezentatív törzseit 16S rDNS-ük parciális szekvencia analízisére alapozva faji szinten azonosítottuk. A vizsgálatok filogenetikailag változatos, Gram-pozitív, metabolikusan inaktív, NaCl és pH tolerancia tekintetében mérsékelten halofil és alkalitoleráns, kis mértékben specifikus alkalofil baktériumok jelenlétére utaltak, melyek elsősorban a Nesterenkonia, Kocuria, Micrococcus, Cellulomonas, Bacillus, Marinibacillus, Planococcus, Halomonas és Pseudomonas nemzetségekbe tartoztak. A tenyésztéstől fug-getlen vizsgálatok (klónozás, DGGE) részben alátámasztották a tenyésztéses vizsgálatok eredményeit, illetve számos anaerob és obligát kemolitotróf, fototróf, nehezen tenyészthető faj jelenlétét is igazolták. Kulcsszavak: Fehér-szik, Nagy-vadas-tó, bakteriális diverzitás, fenotipikai vizsgálatok, 16S rDNS klónkönyvtár, DGGE Bevezetés A magyarországi szikes tavak és vízterek bakteriológiai feltárását Borsodi és munkatársai kezdeményezték 1990ben két legnagyobb szikes tavunk a Fertő és a Velencei-tó üledékének (Borsodi és mtsai, 1997, 2001) tenyésztésen alapuló vizsgálatával. Ezt követően az extrém szikes élőhelyekként jellemezhető kiskunsági székek baktérium-közösségeinek megismerését célzó kutatásokba kezdtek, mind tenyésztéses (Szabó és mtsai, 2004), mind tenyésztéstől független (Borsodi és mtsai, 2005) technikákat alkalmazva. Tenyésztésen alapuló vizsgálataik során aerob, heterotróf, túlnyomórészt Gram-pozitív, mérsékelten halofil, fakultatív, illetve obligát alkalofil fajok jelenlétét mutatták ki, míg tenyésztéstől független eljárásokkal számos anaerob, valamint kemolitotróf és fototróf faj jelenlétét is igazolták. A jellegükben a kiskunsági székekhez hasonló, ám ezidáig mikrobiológiai szempontból feltáratlan, tiszántúli szikes tavak vizsgálatát 2004-ben kezdtük meg. Az előzetes terepbejárások alapján kiválasztott Fehér-szik és Nagy-vadastó tipikus alkalikus (pH 8,7-10,3), sós vizű (vezetőképesség 1651-10540 pS cm" 1), időszakosan kiszáradó, rendkívül sekély (3-35 cm a parttól 30 m-re) szikes vízterek. Tenyésztésen alapuló és tenyésztéstől független módszerekkel vizsgáltuk, kimutatathatók-e a két tó üledékéből a különleges körülményekhez alkalmazkodott, extremofil baktériumfajok, valamint a tavak baktériumközösségei faj összetételük, biokémiai, fiziológiai tulajdonságaik tekintetében eltérnek-e a korábban vizsgált szikes vízterekétől. Vizsgálati anyag és módszerek A Fehér-szik és a Nagy-vadas-tó baktérium-közösségeinek vizsgálatához 2004. április 29-én, július 9-én és október 25-én végeztünk mintavételezést az üledék felső 3-5 cm-es részéből, mivel ebben a rétegben találhatók az egész tóra jellemző legaktívabb és legstabilabb baktériumközösségek. Az áprilisi üledékmintát aerob tenyésztéses eljárással dolgoztuk fel, és az összes mintából közösségi DNS-t izoláltunk. A tenyésztés során a szikes tavak kémiai viszonyait tükröző glükózos alkalikus táptalajt (Horikoshi, 1982), tengervizes táptalajt (DSMZ-246, www.dsmz.d e ), valamint King B táptalajt (DSMZ-607) használtunk. Az izolált törzsek részletes fenotípusos vizsgálata, valamint faji szintű azonosítása a korábban már leírt módszerekkel megegyezően történt (Szabó és mtsai, 2004). Tenyésztéstől független vizsgálataink során az izolált közösségi DNS mintából kiindulva 16S rDNS klónkönyvtárat hoztunk létre, valamint az egyes minták biodiverzitását Denaturáló Gradiens Gélelektroforézissel (DGGE) hasonlítottuk össze a korábban leírtaknak megfelelően (Borsodi és mtsai, 2005). Eredmények és értékelésük Tenyésztésen alapuló vizsgálataink során a tiszántúli szikes tavak üledékéből aerob körülmények között izolált 98 törzs (Fehér-szik: 47, Nagy-vadas-tó: 51), részletes fenotípusos vizsgálatát végeztük el sejtmorfológiai, biokémiai-élettani és ökológiai tolerancia tulajdonságaik alapján. Az eltérő mintavételi helyekről izolált törzsek között nem tapasztaltunk lényeges eltérést a vizsgált tulajdonságok tekintetében. Mindkét esetben nagyon magasnak bizonyult a Gram-pozitív szervezetek (átlagosan 80%) valamint az oxidáz és a kataláz pozitívok (70%) aránya. Alacsony volt ugyanekkor a fermentatív aktivitás és a fakultatív anaerob nitrát-légzők száma. A törzsek közel fele képesnek mutatkozott bizonyos polimerek bontására (zselatin, tween80), és hasonlóan magas volt a foszfatáz aktivitásuk is. Más tulajdonságok tekintetében (indol termelés, DNS, keményítő, kazein bontás) meglehetősen inaktívnak bizonyultak. A két tó baktériumközösségeiben jelentős különbség mutatkozott a spóraképzők arányában a Fehér-szik, valamint a lassú fermentálók esetében a Nagy-vadas-tó javára. Az izolált törzsek ökológiai tolerancia tulajdonságait NaCl és pH-tűrőképesség tesztekkel vizsgáltuk (1. ábra). NaCl hiányában a törzsek igen kis hányada szaporodott, a többség számára optimális növekedési feltételeket az 5-7 m/V %-os NaCl koncentrációjú (pH 8) táplevesek biztosítottak, igazolva az izolátumok mérsékelten halofil jellegét. Az eltérő pH-értékü (5 m/V % NaCl) táplevesekbe oltott törzsek nem mutattak egyértelmű növekedési optimumot, de a lúgos tartomány szinte minden értékét jól tolerálták, ami fakultatív és obligát alkalofil szervezetek együttes jelenlétére utal a törzsek között. Mindkét vizsgálat során erős táptalaj függőség mutatkozott, a szélsőségesen szikes körülményeket jól modellező táptalajokról (alkalikus, tengervizes) izolált törzsek szélesebb skálán tolerálták a változó, illetve a kiemelkedően magas só és pH-értékeket. A törzseket 26 vizsgált fenotípusos tulajdonság alapján hierarchikus cluster analízissel csoportosítottuk, melynek eredményeként minimálisan 80%-os hasonlósági szinten két nagy fenont különítettünk el (2. ábra). Az I. fenonba 34 törzs került, kettő kivételével valamennyi Gram-pozitív. A csoport 85 %-a mozgásképtelen coccusokból állt, többségükben oxidáz és kataláz pozitívok voltak, szinte az összes biokémiai tesztben teljesen inaktívnak bizonyultak, kivéve néhány lassú glükóz fermentálót és oxidálót. A II. fenonba 31 törzs került, melyek kivétel nélkül Gram-pozitív pálcák. Többségük spóraképző, mozgásképes, 92%-ban kataláz és oxidáz pozitívok, elsősorban a biopolimerek bontásában mutattak aktivitást. A többi törzs csoportok közötti pozíciót foglalt el, többségük Gram-negatív festődésü volt, sejtmorfológiájuk és a biokémiai tesztek során megfigyelt aktivitásuk nagy variabilitást mutatott.
