Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

6. szám - LII. Hidrobiológus Napok: „Alkalmazott hidrobiológia” Tihany, 2010. október 6-8.

58 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 6. SZ. 21 l-l IN, míg a SAG Scenedesmus vacuolatus 21 l-l IN néven tartja nyilván, a törzs 18S rDNS szekvenciáját pedig ez idáig még nem vizsgálták). A tömegtermesztésre szánt algatörzsek fotoszintézisének vizsgálata kiemelkedően fontos szereppel bír. A laboratóriumban azonos szaporodási rátával rendelkező algatenyészetek ugyanis eltérően viselkedhetnek a későbbiekben a tömegtermesztés során, ahol különböző, vagy gyakran változó körülményekhez kell alkalmazkodniuk (Vonshak, 1997). A különböző algatörzsek fotoszintézis-fényintenzitás görbéinek lefutása, illetve a görbék alapján számított paraméterek segítségével tesztelik az algákat a tömegtermesztésre való alkalmasságuk szempontjából (Vonshak, 1997). Jelen munka során célul tüztük ki két A. platensis és két C. vulgaris törzs fény- és hőmérséklet preferenciájának meghatározását. Anyag és módszer Az A. platensis (UTEX LB1926 és SAG21.99) és C. vulgaris (SAG21 l-l IB és SAG 211-11Q) törzseket a Göttingen-i SAG és az Austin-i UTEX törzsgyűjteményből szereztük be. Az algatörzsek fenntartása 21°C-on, 60 pmol m"

2 sec"' fényintenzitáson, 10: 14 órás sötét: világos ciklusban történt. Az Arthrospira törzsek fenntartásához Spirulina tápoldatot (Aiba & Ogawa, 1977), míg a Chlorella törzsekéhez módosított BG11 tápoldatot használtunk (Rippka et al. 1979). Az Arthrospira törzsek fotoszintézisének fényintenzitás függését 20, 25, 30 és 35 °C-on, a Chlorella törzsekét 20, 25 és 30°C-on határoztuk meg. Ennél magasabb hőmérsékleten a törzsek már elpusztultak. A fotoszintézis mérésekhez az algatörzsek felszaporítása 21°C-ról a célzott hőmérséklet eléréséig a hőmérséklet napi l°C-os változtatásával, 40 pmol m"

2 sec"' fényintenzitáson történt. A fotoszintézis mérés előtt a sűrű algatenyészeteket friss, a tenyészetnek megfelelő hőmérsékletű BG11/Spirulina tápoldattal hígítottuk úgy, hogy az algaszuszpenzió a-klorofill koncentrációja közelítően 150 pg 1"' legyen. Az algaszuszpenzió aklorofill tartalmát forró metanolos extrakciót követően Shimadzu UV-VIS 160A spektrofotométerrel határoztuk meg (Németh, 1998). A fotoszintézis mérése oxigén módszerrel történt (sötét-világos palack) az adott hőmérsékleten (20-35 °C), hét különböző fényintenzitáson (5-1280 pmol m 2 sec"

1) a lumineszcencia mérésén alapuló HQ20-as típusú oxigénmérővel. A mérést minimum két órán keresztül végeztük, félóránként mérve a minták oxigén koncentrációját. Az inkubáció során az adott fényintenzitáson mért oxigénkoncentráció időegységre vetített növekedése (nettó fotoszintézis) és a sötétben az oxigénkoncentráció csökkenése (légzés v. respiráció) alapján meghatároztuk a bruttó fotoszintézis értékét, amelyet a-klorofill koncentrációra (pg 0

2 pg a-kl"' h"

1) és száraz tömegre (pg 0

2 pg dw"

1 h"

1) egyaránt kifejeztünk (Falkowski & Raven, 1997). A mért eredmények alapján a fotoszintézis-fényintenzitás görbéket az Eilers és Peeters (1988) modell segítségével illesztettük, meghatározva a fotoszintézis paramétereit (P^, I

k, a és I

op

t). Eredmények és értékelésük Az Arthrospira törzsek esetében a maximális fotoszintetikus ráta (Pmax) a hőmérséklet növekedésével jelentősen nőtt (1. ábra). Az UTEX LB1926 törzs vizsgálata során a legkisebb P^ értéket 20°C-on (7 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1), a legnagyobbat pedig 35°C-on (17,94 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1) kaptuk (1. ábra; 1. táblázat). A SAG21.99 törzs szintén 20°C-on (10,35 pg 0

2 pg a-kl"

1 h

1) bizonyult a legkevésbé produktívnak, de az UTEX LB1926 törzstől eltérően 35°C-on (15,95 pg 0

2 pg a-kl"' h ') kisebb P^ értéket kaptunk, mint 30°C-on (17,92 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1; 1. táblázat). A sötét légzés vagy respiráció (R) mértéke egyik törzsnél sem változott jelentősen a hőmérséklet növekedésével, az UTEX LB 1926 törzs respirációja 0,3-0,6 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1, a SAG 21.99 törzsé pedig 0,4-0,7 pg 0

2 pg a-kl

1 h"' között változott (1. táblázat). A respiráció és a maximális fotoszintetikus ráta aránya ennek megfelelően a növekvő hőmérséklettel csökkent, az UTEX LB1926 törzs esetében ez 1,9-7,3 %, a SAG21.99 törzsnél pedig 2,6-5,7 % között volt (2. ábra; 1. táblázat). A fénytelítési paraméter (I

k) értéke az UTEX LB1926 törzs esetében 110 és 310 pmol m"

2 sec'között, a SAG21.99 törzs esetében 174 és 230 pmol m"

2 sec"'között változott. Az optimális fényintenzitás (I

op

l) értéke a növekvő hőmérséklettel mindkét törzs esetében növekvő tendenciát mutatott, az UTEX LB1926 törzs esetében 340 és 600 pmol m"

2 sec 'között, a SAG21.99 törzs esetében 340 és 560 pmol m"

2 sec 'között változott (3. ábra; 1. táblázat). Az általunk kapott eredmények összhangban állnak a korábban leírtakkal, miszerint az A. platensis fotoszintézise és szaporodási rátája a növekvő hőmérséklettel jelentősen nő (Torzillo & Vonshak, 1994; Vonshak, 1997). Ugyanakkor a különböző hőmérsékleten végzett fotoszintézis mérések a növekvő hőmérséklettel a respiráció mértékének növekedését is leírták, amelyet mi nem tapasztaltunk (Torzillo & Vonshak, 1994; Vonshak, 1997). A különbség oka valószínűleg abban keresendő, hogy a fotoszintézis méréseket jelen vizsgálat során az adott hőmérsékeleten nevelt algatenyészetekkel végeztük, míg a korábbi tanulmányokban elsősorban ún. hőstressz vizsgálatokat végeztek, az algáknak csak mintegy negyed óra időt engedve a magasabb hőmérséklethez (akár 40-45 °C) való alkalmazkodásra (Torzillo & Vonshak, 1994; Vonshak, 1997). 1. táblázat Az Arthrospira platensis UTEX LB1926 és SAG 21.99 törzs fotoszintézis-fényintenzitás görbéinek paraméterei és sötét légzésük (respiráció) 20, 25, 30 és A C. vulgaris SAG 211 -11B törzs fotoszintézise a hőmérséklet függvényében szintén jelentős változásokat mutatott, a legmagasabb P

rna

x értéket (3,66 pg 0

2 pg a- ki"

1 h"

1) 25°C-on tapasztaltuk, 20°C-on (2,16 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1) és 30°C-on (2,92 pg 0

2 pg a-kl

1 h"

1) ennél alacsonyabb értékeket kaptunk (1. ábra, 2. táblázat). A respiráció nem változott jelentősen a hőmérséklet növekedésével, 0,36 és 0,5 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1 között volt (2. táblázat). Ez az érték a maximális fotoszintézisnek mintegy 12-19 %-át jelentette (2. ábra; 2. táblázat). A fénytelítési paraméter értéke a hőmérséklet növekedésével növekvő tendenciát mutatott, 20°C-on 32 pmol m"

2 sec"

1, 25°C-on 55 pmol m"

2 sec"

1, 30°C-on pedig 62 pmol m

2 sec"

1 volt. Az optimális fényintenzitás értéke 151 és 311 pmol m"

2 sec"

1 között volt (3. ábra; 2. táblázat). A C. vulgaris SAG 21 l-l 1Q törzs P

ina

x értéke 25 és 30 °Con egyaránt igen magas (5 pg 0

2 pg a-kl"

1 h"

1) volt, 20°C-on 35 °C-on (Eilers & Peeters modell, 1988) Arthrospira platensis UTEX LB1926 p

mi> Pj 1 3 Upi

3 a

4 R' R

2 R (P™,%) 20°C 7,00 0,050 110 338 0,064 0,51 0,004 7,25 25°C 10,69 0,077 156 466 0,069 0,59 0,004 5,58 30°C 12,70 0,091 234 553 0,054 0,58 0,004 4,56 35°C 17,94 0,129 313 595 0,057 0,33 0,002 1,86 Arthrospira platensis SAG 21.99 Pn,.,' P™,

2 I.

3 • 3 opi a

4 R

1 R

2 R (P„.,%) 20°C 10,35 0,074 221 343 0,047 0,59 0,004 5,70 25°C 15,08 0,109 231 531 0,065 0,54 0,004 3,61 30°C 17,92 0,129 206 557 0,087 0,74 0,005 4,13 35°C 15,95 0,115 174 427 0,092 0,41 0,003 2,57 1 fig0

2 uga-kr'h"

1 VgOafigdw 'h"

1 3nmo! m"

2 sec 1 "Pn-A