Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

6. szám - LI: Hidrobiológus Napok: „Új módszerek és eljárások a hidrobiológiában” Tihany, 2009. szeptember 30–október 2.

89 kel végeztük, kontrollként pedig fehér fényt alkalmaztunk. A kék filter maximum fényáteresztése 400 nm; a zöld filter maximum fényáteresztése 550 nm és a vörös filter maximum fényáteresztése 700 nm volt. A tenyészetek szaporodását az optikai denzitás mérésével (750 nm) követtük nyomon Shimadzu 160A UV-VIS spektrofotométerrel, majd meghatároztuk a szaporodási sebességet (p), amelyet nap"

1 értékben fejeztünk ki (Horváth, 1974). A kísérlet végén felvettük az algák in vivo abszorbciós spektrumát, valamint epifluoreszcens mikroszkóppal (Nikon Optiphot 2), kékesibolya és zöld gerjesztőfény alkalmazásával meghatároztuk a sejtsürüséget (Maclsaac & Stockner, 1993). A kísérlet végén forró metanolos extrakcióval, Shimadzu UV-VIS 160A spektrofotométerrel meghatároztuk az a-klorofill (750, 666 és 653 nm-en mért extinkció értékek alapján; Németh, 1998) és az összes karotinoid (750 és 480 nmen mért extinkció értékek alapján) koncentrációt (

Wetzel & Likens, 1991). A tenyészetek abundanciájának és pigment tartalmának ismeretében kiszámítottuk a sejtek a-klorofill és összes karotinoid tartalmát, melyet fg sejt"

1 értékben fejeztünk ki. A kék, zöld, vörös és fehér fényen felszaporított cianobaktérium és zöldalga törzs elsődleges termelését 1

4C módszerrel (Steemann-Nielsen, 1952) határoztuk meg a szaporodás vizsgálatoknál már ismertetett fényeken, 37 |imol foton m"

3 sec"

1 fényintenzitáson, 26 °C hőmérsékleten. Az algaszuszpenzióból 5 ml-t üveg küvettákba pipettáztunk, majd 0,1 MBq NaH

1

4C0

3 oldattal inkubáltuk két órán keresztül. Az inkubálást követően a mintákat Whatman GF-5 jelű üvegszálas membránfilteren tömörítettük. A filtereket a teljes száradás után 45 percig sósavgőzben tartottuk a nem kötődött karbonát eltávolítása céljából, ezután 10 ml Bray-féle szcintillációs koktélba helyeztük. A filteren fennmaradt algák radioaktivitását 24 óra elteltével, folyadék-szcintillációs számlálóval (TRI-CARB 2100TR) mértük. Az összes szervetlen szén (TIC) koncentrációt Elementar High TOC analizátorral határoztuk meg. Eredmények és értékelésük A különböző fényeken történt szaporodás vizsgálat során a tenyészetek mintegy 45 óra kezdeti lag fázist követően léptek az exponenciális fázisba. A kísérlet kiindulásakor az optikai denzitás (750 nm) 0,054 volt a zöldalga, és 0,057 a cianobaktérium esetében. A kísérlet leállítására 212 óra elteltével került sor, amikor a tenyészetek elérték a stacionáris fázist. A zöldalga törzs szaporodási sebessége kék (0,28 nap"

1), illetve vörös (0,27 nap"') fényen volt a legmagasabb (1. ábra). Zöld fényen a szaporodási sebesség jóval alacsonyabb, 0,149 nap"

1 volt. A kontrollként használt fehér fényen a szaporodási sebesség a zöld fényhez hasonlóan alacsonynak (0,16 nap"

1) bizonyult. A cianobaktérium törzs szaporodási sebessége a vörös (0,35 nap" ') fényen volt a legmagasabb (2. ábra). Zöld fényen (0,26 nap' ') a szaporodási sebesség hasonlónak bizonyult, mint kék fényen (0,24 nap"

1), valamint a kontrollként használt fehér fény esetében is hasonló értékeket kaptunk (0,26 nap"'). Eredményeink tehát azt mutatták, hogy a zöldalga a szaporodásához egyenlő mértékben hasznosította a kék és a vörös fényt, legkevésbé pedig a zöldet. A cianobaktériumok ezzel szemben a vörös fényen szaporodtak a legintenzívebben, kevésbé a zöldön és a kéken

. 0 3 • 0.25 • 0-2 • C T 2 0.15 1 0.1 0.05 • o kök zöl

d vörö

s lehé

r 1. ábra: Az ACT0608. törzsszámú pikoeukarióta zöldalga szaporodási sebessége kék, zöld, vörös és fehér fényen, 37 jumol m

2s' fényintenzitáson 0.4 0.35 0.3 0 25 • I 1 | 0.2 • 0 15 0 1 • 0.05 • o kók zöld vörös fehér 2. ábra: Az ACT0616-os törzsszámú pikocianobaktérium szaporodási sebessége kék, zöld, vörös és fehér fényen, 37 pmol m'

2 sec'

1 fényintenzitáson Az általunk vizsgált algatörzsek - meghatározott korlátok között - képesek voltak pigment összetételük megváltoztatására. A zöldalgák esetében a zöld, a cianobaktériumok esetében pedig a kék fényen mértük a legmagasabb öszszes karotinoid tartalmat (3- 4. ábra). A sejtek a-klorofill tartalma mindkét algatörzsnél a kék fényen volt a legnagyobb. A különböző fényeken nevelt algatörzsek in vivo abszorpciós spektrumának öszszehasonlítása során jelentős különbségeket tapasztaltunk. A zöld fény nagyon jelentősen megváltoztatta a zöldalga abszorpciós spektrumát. A kék és a vörös fényen nevelt zöldalgák a kék és a vörös tartományban abszorbeáltak hatékonyan, míg a zöld tartományban igen alacsony abszorpciót figyeltünk meg. A zöld fényen nevelt zöldalga esetében ez valamivel kifejezettebb volt. A cianobaktériumok esetében a vörös fény változtatta meg jelentősen az abszorpciós spektrumot. A zöldalgához képest a cianobaktériumok sokkal kifejezettebb abszorpciót mutattak a zöld tartományban, valamint fikobiliproteinjeik révén a vörös alacsonyabb hullámhossz tartományát is képesek voltak hasznosítani. Ez alól kivételt képeztek a vörös fényen nevelt cianobaktériumok, amelyek a zöldalgához hasonlóan a zöld tartományban kisebb mértékben abszorbeáltak. Az abszorpciós spektrumok és a sejtek a-klorofill és összes karotinoid tartalma alapján úgy tűnik, hogy a kék fényben a zöldalgák (amelyek relatíve sok klorofillt és kevés karotinoidot tartalmaznak, 3. ábra) elsősorban klorofilljaik segítségével képesek a kék fény abszorpciójára. A cianobaktériumok ezzel szemben (relatíve sok klorofillt és karotinoidot is tartalmazva, 4. ábra) klorofilljaik abszorbanciája mellett - karotinoidjaikra is támaszkodva abszorbeálják a kék fényt. A zöld fényen a zöldalgák (kevesebb klorofillt és sok karotinoidot tartalmazva, 3. ábra) elsősorban karotinoidjaik révén hasznosítják (kisebb mértékben) a zöld fényt, míg a cianobaktériumok (kevesebb klorofillt és kevesebb karotinoidot is tartalmazva, 4. ábra) a karotinoidjaik mellett valószínűleg fikobiliproteinjeik segítségével hasznosítják hatékonyan ezt a tartományt. Vörös fényen a zöldalgák a kék fényhez hasonlóan (relatíve sok klorofillt és kevés karotinoidot tartalmazva, 3. ábra) szintén klorofilljaikra támaszkodva abszorbeálják a vörös fényt, míg a cianobaktériumok (kevesebb klorofillt és még kevesebb karotinoidot tartalmazva, 4. ábra) elsősorban fikobiliproteinjeik segítségével abszorbeálnak. A kapott eredmények hozzásegíthetnek bennünket az algák természetbeni viselkedésének megértéséhez, a mögöttes fiziológiai, biokémiai történések megértése, magyarázata túlmutat az ökológus, hidrobiológus kompetenciáján. A fotoszintézis mérések a szaporodás vizsgálatokhoz hasonló eredményt mutattak. A zöldalga a-klorofillra vonatkoztatott fotoszintézise a kontrollként használt fehér fényen 0,39 pg C (ig Chi"' h"' volt. A különböző fényen nevelt zöldalgák esetében a legalacsonyabb értéket a zöld fényen mértük (0,31 pg C pg Chf

1 h"'), vörös (0,56 pg C pg Chi"

1 h"

1) és kék (0,67 pg C pg Chi"' h"') fényen magasabb értékeket kaptunk. A cianobaktérium esetében fehér fényen az a-klorofillra vonatkoztatott fotoszintézis értéke 1,59 pg C pg Chi"

1 h"

1 volt. A különböző fé-