Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)

5-6. szám - LIII. Hidrobiológus Napok: „A hidrobiológia szerepe a víz-stratégiákban” Tihany, 2011. október 5–7.

25 A tudományos közlemények megbízhatóságának problémái a kontinentális vizekben élő legkisebb cianobaktériumok példáján Felföldi Tamás

1, Somogyi Boglárka

2, Keresztes Zsolt Gyula

3, Márialigeti Károly

1 és Vörös Lajos

2 1 ELTE Mikrobiológiai Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/c. (tamas.felfoldiíajgmail.com) 2 MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, 8237 Tihany, Klebeisberg Kuno út 3. 1 BBTE, Kísérleti Biológia Tanszék, RO-400084 Kolozsvár, Kogálniceanu u. 1. Kivonat:Ha egy adott szakterületről csak kevés ismeret áll még rendelkezésre, az egyes tanulmányokban a megalkotott hipotézisek és levont következtetések kevésbé megbízhatóak lehetnek. Ezért érdemes az újabb forrásmunkák fényében értékelni a régebbi cikkek alapján kirajzolódott képet. A fajnevek változása, taxonok átnevezése, szétválasztása és egybeolvasztása rendszerint azok előtt is ismert, akik az ilyen revíziók hátterében álló, sokszor molekuláris biológiai eredményeken alapuló, megfontolások részleteibe nem merültek bele. A kontinentális vizekben előforduló legkisebb cianobaktériumok, a Synechococcusok, mai taxonómiája a morfológiai jellemzők szűkössége miatt egyes génszakaszok összehasonlító vizsgálatán alapul. Néhány sekély tóban elő Synechococcus genetikai jellemzése és a rendelkezésre álló adatok részletes áttanulmányozása során figyeltünk fel arra a meglepő jelenségre, hogy a legújabb irodalomban található információk is jelentősen félrevezethetőek lehetnek. A hamis interpretáció okaként a felületesség, vagyis az adott részterület ismeretének hiányosságai mellett egy általánosan használt keresőprogram nem megfelelően magadott beállításait jelöltük meg. Az egyes taxonok elterjedésére vonatkozó vizsgálatok alapján pedig egyértelművé vált, hogy egy kevésbé kutatott csoport esetében az ilyen jellegű információk akár egy-két év alatt is döntően átformálódhatnak. Valószínűsítjük továbbá, hogy ezen apró vízi lények teijedését a földrajzi távolságok kevésbé befolyásolták, mint azt néhány újabb közlemény szerzője véli. Kulcsszavak: pikocianobaktériumok, 16S riboszomális RNS gén, biogeográfia, alulmintázottság, adatbázis használat. Bevezetés Érdekes jelenségre figyeltünk fel néhány sekély tóból izolált planktonikus pikocianobaktérium molekuláris biológiai jellemzése során: ha csupán az utóbbi néhány évben megjelent szakirodalomra hagyatkoznánk, akkor igen félrevezető kép tárulna elénk ezen apró fotoszintetizáló lények földrajzi eloszlására vonatkozólag. A tíz pikoalga tenyészettel végzett DNS alapú összehasonlító vizsgálat mellett ezért górcső alá vettük az adatbázisokban található genotípusok (izolátumok és környezeti klónok) származási helyeit, hogy megállapítsuk vajon az információk ilyen kérészéletüek lennének vagy valami hiba csúszhatott a kutatók elemzéseibe? Anyag és módszer A mintavételi helyek (Fertő tó, Böddi-szék és egy halastó) és a 16S rRNS gén alapú molekuláris biológiai módszerek részletes leírását korábbi munkáinkban közöltük (Felföldi és mtsai., 2008; Somogyi és mtsai., 2010; Felföldi és mtsai., 2011a) (1. ábra). Kiegészítésképpen vizsgálatunkba bevontunk néhány erdélyi sós tóból származó pikocianobaktérium genotípust is. A mintavételi helyek és a minták jellemzői Keresztes és mtsai. (2011), az alkalmazott denaturáló gradiens gélelektroforézis és klónozásos módszer leírásai Felföldi és mtsai. (2009) közleményében találhatók meg [ez utóbbi esetében a felhasznált PCR primerek a West és mtsai. (2001) által megadott OXY1Q7F és OXY1313R voltak]. ' CYA106F-CYA781R hossz ítmkleotió) 1. ábra. A Synechococcusok riboszomális operonjának szerkezete, feketével kiemelve az izolátumok azonosítására használt 16S rRNS génjét és azon belül a széleskörűen használt CYA106F és CYA 78ÍR primerek (Nübel és mtsai, 1997) által közrefogott régiót. Eredmények és értékelésük Valamennyi izolátumunk a Cyanobacteria törzs nem-tengeri Synechococcus/Cyanobium csoportjához tartozott. Ebben a rendszertani csoportban sajnos a kevés jól jellemezhető tiszta tenyészet miatt a faj- és nemzetségszintű taxonok megalkotása nem megalapozott, ezért az egyes monofiletikus leszármazási vonalakat különböző kódokkal ellátott csoportokként vagy kládokként említik (Castenholz és Norris, 2005). A Fertő tóból izolált pikocianobaktériumok az A csoporthoz tartoztak, ami a kontinentális vizekben előforduló legkisebb cianobaktériumok legváltozatosabb csoportja. Képviselőiket különböző trofitású tavakból, sőt élőbevonatokból, üledékekből és kagylókból is leírták már. Földrajzi eloszlásuk is nagyon változatos, szinte az egész bolygón megtalálhatók (2. ábra). Bár lényegesen kevesebb helyen igazolták eddig jelenlétüket, de a böddi-széki izolátumok többségét is magában foglaló Cz csoport és a halastavi két pikocianobaktérium legközelebbi rokonait tartalmazó F csoport előfordulása sem korlátozódik egyetlen tóra vagy szűk földrajzi területre. Ezzel kicsit ellentmondani látszik, hogy az utóbbi néhány évben számos olyan közlemény látott napvilágot neves szakmai folyóiratokban, amik egyedi genotípusok felfedezéséről adnak hírt különböző tavakban. Ivanikova és mtsai. (2007) két új pikocianobaktérium csoportról (LS I és LS II) számolnak be a Felső-tóval kapcsolatos vizsgálataik során 2007-ben. Legutóbb pedig tibeti tavakból (Xing és mtsai., 2009; Wu és mtsai., 2010). és Lengyelországból (Jasser és mtsai., 2011) írtak le egyedi csoportokat. Ha kicsit részletesebben megvizsgáljuk ezeknek az új csoportoknak a földrajzi előfordulását, akkor kiderül, hogy az LS I és LS II csoport tagjait a Felső-tavon kívül számos más helyen is megtalálták a közlemény megjelenése óta eltelt négy évben (2. ábra). Külön érdekessége a dolgoknak, hogy a tibeti tavakból leírt egyedi, új pikocianobaktérium genotípus valójában az LS II csoport. Szintén furcsa, hogy a lengyel tavakból 2011-ben leírt M csoport tagjait japán és amerikai tavakban már évekkel korábban megtalálták (Katano és mtsai., 2001; Jones és mtsai., 2009) (2. ábra). Talán túlzó lenne az a rosszindulatú feltételezés, hogy ez utóbbi két esetben a szerzők szándékosan mellőzték a korábbi adatok bevonását vizsgálataikba annak érdekében, hogy eredményeik új pikocianobaktérium csoportok felfedezésével nagyobb horderejűnek tűnjenek. Míg a Felső-tó csoportjai esetében az „alulmintázottság" tekinthető az új csoportok időszakos voltának felelősévé, a tibeti és lengyel tavak esetében a DNS-alapú vizsgálatoknál általánosan használt GenBank adatbázis kereső-programjának (Blast; Altschul és mtsai., 1997) beállításai rejtik a magyarázatot. Érthető okokból ugyanis a szerzők igyekeztek a 16S rRNS génjének a teljes hosszát meghatározni az általuk vizsgált közösségek esetében a precízebb összehasonlítások érdekében. Közben viszont figyelmen kívül hagyták azt a tényt, hogy a kontinentális vizekben élő pikocianobaktériu-