Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

6. szám - L. Hidrológiai Napok: "A hazai hidrobiológia ötven éve" Tihany, 2008. október 1-3.

158. HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 6. SZ. Leaf litter decomposition in lowland watercourses Németh, I. - Borics, G. — Várbíró, G. - Krasznai, E. - Deák, Cs. Abstract: Leaf litter decomposition has been investigated in small lowland watercourses. Plastic packs containing leaves of willow (Salix alba) of two mesh sizes (1 and 4 mm) have been used for the assessment. Exposition periods were 1, 2, 4, and 6 weeks, decomposition was followed by measuring dry weight loss. Experimentál cages contained mainly Trichoptera larvae, Chironomidae, Gammaridae and Asellus aquaticus. Beyond microbial activities the effect of macroinvertebrates was alsó significant on dry weight loss. Keywords: aquatic macroinvertebrates, lowland watercourses, leaf decomposition A Spirodela polyrrhiza antocián-felhalmozása, mint lehetséges biomarker ökotoxikológiai tesztekben 'öláh Viktor, 'Szöllősi Erzsébet, 2Szabó Szilárd, 3Gyulai István, 'Mészáros Hona 'Debreceni Egyetem TTK Növénytani Tanszék, Debrecen Egyetem tér 1. 4032. 2Debreceni Egyetem TTK Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszék, Debrecen Egyetem tér 1. 4032. 'Debreceni Egyetem TTK Alkalmazott Ökológiai Tanszék, Debrecen Egyetem tér 1. 4032.. Kivonat: Jelen munkánkban az ökofiziológiai vizsgálatok során teszt-szervezetként gyakran alkalmazott bojtos békalencse (S. polyrrhiza) króm (VI)-kezelések hatására bekövetkező antocián-akkumulációját vizsgáltuk. Célunk annak eldöntése volt, hogy az antociánok felhalmozása használható-e a stresszhatások mértékének nyomon követésére. Az antocián-tartalmat a pirosas levélfelületek kiterjedése alapján, a növények és tenyészetek digitális képének elemzésével illetve spektrofotometriás méréssel határoztuk meg. A módszer érzékenységét az általánosan alkalmazott növekedési paraméterekkel való összehasonlítás alapján vizsgáltuk. Eredményeink alapján az antociános levélfelület nem-destruktív módon, gyorsan és egyszerűen mérhető, általános biomarkerként alkalmas a S. polyrrhiza növények stresszállapotának jellemzésére. Kulcsszavak: S. polyrrhiza, antociánok, króm (VI), biomarker, ökotoxikológia Bevezetés A békalencse-félék kisméretű, redukált szervezetű virágos növények. Előnyeik miatt előszeretettel használt ökotoxikológiai tesztobjektumok. A rutinszerűen végzett békalencse-tesztekben a toxicitás megállapítására az általános mérgezési tünetek (klorózis, nekrózis, torzulások) megjelenését, illetve a tenyészetek fejlődésének különböző jellemzőit (száraztömeg, frisstömeg, levélfelület, növekedési és szaporodási ráták, stb.) (EPS l/RM/37 1999) vizsgálják, mivel ezek a paraméterek olcsón és egyszerűen mérhetők, jól jellemzik a bekövetkező változásokat. A növekedési paraméterek mellett azonban számos olyan fiziológiai paraméter bizonyult alkalmasnak, amelyek a mérgező anyagok hatását az előzőekhez képest nagyobb érzékenyéggel jelzik. A S. polyrrhiza elteijedten használt faj a különböző fiziológiai és ökotoxikológiai kutatásokban (Tripathi és Chandra 1991, Appenroth és mtsai. 2000, Susplugas és mtsai. 2000). A faj jellemző tulajdonsága, hogy a legtöbb békalencse-fajjal ellentétben a növények abaxiális levélfelszínén pirosas-lilás antocián-felhalmozódás figyelhető meg, melyről korábban már kimutattuk, hogy mértéke függ az ökotípustól (Oláh és mtsai. 2008a), Az antocián-akkumuláció stressz (pl. tápelem hiány) hatására fokozódik (Kumar és Sharma 1999). Az antociánok a növények elterjedt színanyagai, ennek ellenére az élő sejtben betöltött funkciójukra a mai napig nincs egyértelmű magyarázat. Elláthatnak fényvédő (fényelnyelő-, UV-szűrő, elektron-kioltó), antioxidáns, ozmoregulátor, illetve a rovarok elleni védekező funkciót (Manetas 2006). A jelen munka célkitűzése az volt, hogy megvizsgáljuk a 5". polyrrhiza esetében növekedésgátlást kiváltó króm (VI) milyen mértékben befolyásolja az antocián-felhalmozást. További célunk volt az antocián-akkumuláció ökotoxikológiai alkalmazhatóságának tanulmányozása, és ehhez egyszerű, nem destruktív eljárás kidolgozása. Anyag és módszer A vizsgálatokhoz a S. polyrrhiza Kunszentmártonról származó (Oláh és mtsai. 2008a), axenikus tenyészeteit használtuk fel. A törzstenyészeteket steril, 'A-es erősségű Hutner-tápoldaton (pH 6,3-6,4) tartottuk fenn, a DE TTK Növénytani Tanszéken (PFD: 200 Dmol m"

2s"', fotoperiódus: 16/8 h, hőmérséklet: 25/18±2 °C) (Lakatos és mtsai. 1993, Mészáros és mtsai. 1998). A 10 napos, statikus tesztek indítása 3-3 db négyleveles növénnyel történt. A növényeket 100 cm

3-es, 50 cm

3 '/í-es erősségű Hutner-tápoldatot tartalmazó Erlenmeyerlombikokban. Az alkalmazott Cr (VI) koncentrációk (K

2Cr

20

7 törzsoldat) 0, 25, 50 illetve 100 GM l"

1 voltak 4x ismétlésben. Az egyéb feltételek megfelelnek a törzstenyészetek fenntartási körülményeinek. A vizsgált paraméterek A növekedési jellemzők vizsgálata során az össz-levélfelületet, az össz-levélszámot, és a tesztek 10. napján mért frisstömeget, illetve az utóbbi kettő alapján, az RGR = [ln(Nx)-ln(N0)]/(tx-t0) képlettel számolt növekedési rátákat vettük figyelembe (OECD 2000). Antociános levélfelület meghatározása. A teszt-tenyészetek abaxiális felszínének képét síkágyas szkennerrel digitálisan rögzítettük (HP PSC 2175, felbontás 600 dpi). A feldolgozás során a növények képét Adobe Photoshop 7.0 segítségével 4 színre posztereztük (2-2 szín a zöld, illetve a piros antociános felületnek). A felbontás, illetve az egyes színekhez tartozó pixelszám ismeretében megkaptuk a zöld, illetve az antociános levélfelületek kiterjedését. Az antocián-tartalmat spektrofotometriásán (Shimadzu UV/VIS 1601) metanol:deszt.víz:HCl 79:20:1 V/V/V kivonatban, 530 nm-en mért abszorbancia (A

53

0) alapján (Mancinelli 1984, Oláh és mtsai. 2008b) határoztuk meg a tesztek 10. napján. Az antocián-tartalmat egységnyi frisstömegre (A530 g"

1 ft), ill. egységnyi levélfelületre (A530 mm"

2) vonatkoztatással adtuk meg. Eredmények és értékelésük A növekedési paraméterek változása Az össz-levélszámok változása alapján mindhárom alkalmazott króm (VI) koncentráció befolyásolta a tenyészetek fejlődését a tesztek 4-5. napjától (/. ábra). 25 GM Cr (VI) 5 %-kal (RGR=0,178) csökkentette a tenyészetek növekedési rátáját a tesztek 10. napjára a kontroll értékéhez (RGR = 0,187) viszonyítva. Az emelkedő koncentrációval a gátlás mértéke tovább erősödött, 50 DM Cr (Vl)-nál 18 %-ra