Hidrológiai Közlöny, 2022 (102. évfolyam)
2022 / 1. szám
43 Klebsormidium sp. BEAIDA 0061B fonalas zöldalga fotoszintetikus aktivitásának fény és hőmérsékleti optimuma Futó Péter* ** ***, Kutasi József*, Lengyel Edina**, Bernét Gábor*** * Albitech Biotechnológiai Kft., 1045 Budapest, Berlini út 47-49. ** Pannon Egyetem, Természettudományi Kutatóközpont, Limnológia Kutatócsoport, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10. *** Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH), 8237 Tihany, Klebeisberg Kuno u. 3. Kivonat A Klebsormidium (Charophyta) alga-nemzetség számos képviselője fontos szerepet játszik a biológiai talajkérgek kialakításában. Mindezen túl, magas brasszinoszteroid tartalmuk miatt potenciális biotechnológiai alkalmazásokkal is kecsegtetnek. Munkánk során a Magyarországon izolált Klebsormidium sp. BEAIDA 0061B algatörzs fotoszintetikus karakterisztikáját vizsgáltuk. Kísérleteink célja az algatörzs fény- és hőmérsékleti optimumának meghatározása volt. Vizsgálatainkat 10 különböző hőmérsékleten (3, 5, 10, 15, 20. 25, 30, 35, 40, 50°C), tizenegy alkalmazott fényintenzitás (0, 11, 18, 27, 58, 100, 131, 221, 344. 536, 830 pmol foton m'2 s'1) mellett végeztük. Méréseink segítségével megállapítottuk, hogy a vizsgált Klebsormidium törzs nettó fotoszintézist folytat a 3-40°C közötti hőmérséklet-tartományban, ami az alga széles hőmérsékleti toleranciáját mutatja. A fotoszintetikus elektrontranszport maximuma 35-40°C között, 344 pmol foton nr2 s'1 megvilágítás mellett volt megfigyelhető, így a fotoszintetikus aktivitás szempontjából ezek az értékek tekinthetők a vizsgált algatörzs fény és hőmérsékleti optimumának. Kulcsszavak Klebsormidium, fényoptimum, fotoszintetikus aktivitás, fényadaptáció, szakaszos tenyésztés, P-I görbe._________________________ The photosynthetic light and temperature optima of the filamentous green alga Klebsormidium sp. BEAIDA 0061B Abstract Different species in the genus Klebsormidium (Charophyta) play an important role in the formation of biological soil crusts. Due to their high brassinosteroid content Klebsormidium species are also potential candidates for biotechnological applications. In our work, we explored the photosynthetic characteristics of Klebsormidium sp. BEA IDA 0061B algal strain isolated in Hungary. The purpose of our study was to determine the light and temperature optima of this algae strain. Our tests were performed at ten different temperatures (3, 5, 10, 15, 20. 25, 30, 35, 40, and 50 °C) in combination with eleven applied light intensities (0, 11, 18, 27, 58, 100, 131, 221, 344, 536, 830 pmol photons m‘2 s'1). We have shown that the studied Klebsormidium sp. BEAIDA 0061B performed net photosynthesis over the 3 to 40°C temperature range, suggesting a broad temperature tolerance of this algae strain. The maximal photosynthetic electron transport rates were achieved at 35-40°C under 344 pmol photons m'2 s'1 illumination, which values, in terms of photosynthetic activity, can be considered as the optimal light intensity and temperature for this microorganism. Keywords Klebsormidium, light preference, photosynthetic activity, light adaptation, batch culturing, P-I curve. BEVEZETÉS ÉS CÉLKITŰZÉSEK A Klebsormidium alganemzetség képviselői széleskörűen elterjedtek világszerte. Mintegy húsz fajuk ismert; ezek hideg és forró éghajlati körülmények között, vizekben és talajokon egyaránt megtalálhatóak (Smith és társai 2004, Rindi és társai 2011, Kaplan és társai 2012, Donner és társai 2016, Borchhardt és társai 2017). A K. nitens N1ES-2145 teljes genomja már több éve ismert, azonban még kevés információ áll rendelkezésre a nemzetség többi képviselőjéről (Hori és társai 2014). A csillárkamoszatok talajlakó tagjai kiemelt ökológiai jelentőséggel bírnak, ugyanis fontos szerepet játszanak a száraz és félszáraz élőhelyek biológiai talajkérgének kialakításában. A talajfelszínen kialakuló biológiai talajréteg jelentősen csökkenti a talajok eróziós veszteségeit, javítja a talaj szerkezetét és hidrológiai tulajdonságait, továbbá élőhelyet és tápanyagokat biztosít a talajban és a talajfelszínen élő mikroorganizmusok számára. Az algák talaj felszíni kolóniaképzését és a biológiai réteg kialakulását azonban számos környezeti paraméter jelentősen befolyásolja, úgymint az autotróf vagy heterotróf életmód, a talaj nedvessége, tápanyagtartalma és kémhatása, a környezeti hőmérséklet, valamint az élőhely fényellátottsága (Lepossa 2002). A fenti paraméterek közül a fényintenzitás tekintetében több kutatás is kiemeli a Klebsormidium nemzetség ökotípusai közti különbségeket, mely az eltérő fényhasznosításukban mutatkozik meg (Karsten és társai 2017, Míguez és társai 2020). Munkánk során egy ökológiai jelentőséggel bíró Klebsormidium sp. törzs fotoszintetikus karakterisztikáját vizsgáltuk meg különböző hőmérsékleteken. Célunk az algatörzs folyadékkultúrás körülmények közti tenyésztéséhez szükséges optimális fényintenzitás meghatározása volt. ANYAG ÉS MÓDSZER A munkánk során a Klebsormidium sp. BEA1DA 0061B algatörzset - szabadalmi letétbe helyezve a Spanyol Alga Törzsgyűjteményben (Spanish Bank of Algae - BEA) - vizsgáltuk {Albitech Biotechnológiai Kft. 2018). A fonalas zöldalga-törzset nedves, mesterségesen megvilágított barlangi sziklafelületről gyűjtötték be 2014-ben az Albitech Biotechnológiai Kft. munkatársai. Az izolált algamintát többszöri szélesztéssel tisztítottuk módosított BBM (Bold Basal Medium) agarlemezen (Starr és Zeikus 1993). Az axenikus tenyészet taxonómiai besorolását standard genetikai módszerrel (a 18S rRNS 816 nukleotidja alapján), va
