determinace sinic vodních kv t v Čr polyfázický přístup on ... · gloeotrichia echinulata...

Determinace sinic vodních květů v ČRDeterminace sinic vodních květů v ČRPolyfázickýPolyfázický přístup on „species“ přístup on „species“ levellevel

Determinační praktikum PřF UK, 19. 11. 2007 Mgr. Lenka Šejnohová, Botanický ústav AVČR, Brno

Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie Centrum pro cyanobakterie a jejich toxinyBotanický ústav Akademie věd ČR, Brno Botanický ústav Akademie věd ČR, Brno

& Masarykova Univerzita

CCT CCT –– 4 sekce4 sekce

1. Sekce cyanotoxinůVedoucí sekce: Doc. Mgr. Luděk Bláha, PhD.analýzy cyanotoxinů, vlivy cyanotoxinů na ostatní organismy

2. Technologická sekceVedoucí sekce: Doc. Ing. Blahoslav Maršálek, PhD.možnosti omezení rozvoje vodních květů sinic, metody pro detekci sinic

3. Sekce popularizace a ekologické výchovyVedoucí sekce: Ing. Eliška Maršálková, PhD.popularizace problematiky sinic, školení a semináře pro odbornou veřejnost

4. Sekce autekologie a biologie sinicVedoucí sekce: Mgr. Lenka Šejnohováautekologie sinic vodních květů, determinace fytoplanktonu a fytobentosu

Vedoucí centra: : Doc. Ing. Blahoslav Maršálek, PhD.

Disertační práce:Disertační práce:

Taxonomie Taxonomie a a autekologieautekologie rodu rodu MicrocystisMicrocystis

Mgr. Lenka Šejnohová

Školitel: Doc. Ing. Blahoslav Maršálek, CSc.Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie Centrum pro cyanobakterie a jejich toxinyBotanický ústav Akademie věd ČR, Brno Botanický ústav Akademie věd ČR, Brno


Základní charakteristika sinicZákladní charakteristika sinic- 4vrst b. st. – gramnegativní bakterie- thylakoidy –- chl a, (b, c ), α- i β- karoten, xantofyly

fykobilizómy: c-fykobilin, c-fykoerytrin, c-allofykocyanin- zás.l.: sinicový škrob - heterocyty: fixace vzdušného N- akinety: přežívání - gas vesicles: specifické plynové váčky - osídlují všechny biotopy- rozmnožování: výhradně nepohlavně- význam: vodní květy, použití ve výživě, farmacii a

zemědělství

http://www.sinicearasy.cz/pages/pokr/sinice

Vodní květy sinic (VKS)Vodní květy sinic (VKS)? Taxonomická jednotka, spojení ?

Ne vše co se vznáší na hladině jsou VKS …

Vodní květy sinic (VKS) Vodní květy sinic (VKS) --sinice s aerotopy složené z gas vesiklů

65nm

Funkce: vznášení se na hladině

Vodní květy sinic Vodní květy sinic –– různé řádyrůzné řády

Hapalosiphon, StigonemaANOANOVláknitás pravýmvětvením

Stigonematales

Nostoc, Anabeana,AnabaenopsisAphanizomenon,Cylindrospermopsis,TolypothrixGloeotrichia

ANOANO

vláknitánevětvená nebos nepravýmvětvením

Nostocales

Planktothrix,Oscillatoria,Phormidium, SpirulinaTrichodesmium

NENEVláknitánevětvenáOscillatoriales

Microcystis,ChroococcusWoronichiniaNENEkokálníChroococcales

ZástupciAkinetyHeterocytyTyp stélkyŘád

Na jaké znaky se při určování sinic musíme zaměřitNa jaké znaky se při určování sinic musíme zaměřit

NUTNÉ prohlédnout co nejvíce kolonií nebo vláken v populaci a buNUTNÉ prohlédnout co nejvíce kolonií nebo vláken v populaci a buňky měřit!ňky měřit!-- určovaturčovat KOMBINACÍ více ZNAKŮ, tzv. trvalýchKOMBINACÍ více ZNAKŮ, tzv. trvalýchU kokální typů:U kokální typů: U vláknitých typů: U vláknitých typů: -- velikost a tvar buněkvelikost a tvar buněk -- přímé/spirální vlákno přímé/spirální vlákno -- tvar kolonií tvar kolonií -- velikost a tvar buněk velikost a tvar buněk -- uspořádání buněk v koloniíchuspořádání buněk v koloniích -- míra zaškrcování vláken na přepážkách míra zaškrcování vláken na přepážkách -- šířka a forma slizu šířka a forma slizu -- vlákna jsou samostatná nebo tvoří shluky vlákna jsou samostatná nebo tvoří shluky

-- přítomnost přítomnost heterocytůheterocytů a a akinetakinet(jejich tvar a umístění ve vlákně)(jejich tvar a umístění ve vlákně)

-- tvar koncových buněktvar koncových buněk

Dobře určený Dobře určený druh (druh (morfospeciesmorfospecies))::-- musí odpovídat všem znakům, které jsou uvedeny v charakterismusí odpovídat všem znakům, které jsou uvedeny v charakteristice druhutice druhu-- pokud se vyskytnou sebemenší odchylky od charakteristiky drupokud se vyskytnou sebemenší odchylky od charakteristiky druhu, je mnohem hu, je mnohem

správnější k druhovému označení přiřadit správnější k druhovému označení přiřadit cfcf.. (znamená srovnej=confer) nebo za rod vložit (znamená srovnej=confer) nebo za rod vložit pouze zkratku pouze zkratku sp.,sp., než populaci označit nesprávným jménemnež populaci označit nesprávným jménem

Při určování sinic si musíme být vědomi:Při určování sinic si musíme být vědomi:-- sinice jsou staré organizmy sinice jsou staré organizmy prokaryotníhoprokaryotního typu, jsou proto mimořádně adaptabilní a to je typu, jsou proto mimořádně adaptabilní a to je spojeno s jejich širokou morfologickou variabilitou v rámci jespojeno s jejich širokou morfologickou variabilitou v rámci jednoho dnoho „druhu“ „druhu“

-- není zde pohlavní rozmnožovánínení zde pohlavní rozmnožování

AnabaenaAnabaena affinisaffinisAnabAnab. . circinaliscircinalisAnabAnab. . compactacompactaAnabAnab. . crassacrassaAnabAnab. . danicadanicaAnabAnab. flos. flos--aquae aquae AnabAnab. . lemmermanniilemmermanniiAnabAnab. . macrosporamacrosporaAnabAnab. . mendotaemendotaeAnabAnab. . planctonicaplanctonicaAnabAnab. . sigmoideasigmoideaAnabAnab. . smithiismithiiAnabAnab. . solitariasolitariaAnabAnab. . spiroidesspiroidesAnabAnab. . viguieriviguieri

AnabaenopsisAnabaenopsis arnoldiiarnoldiiAnabsAnabs. . millerimilleriAnabsAnabs. . elenkiniielenkinii

AphanizomenonAphanizomenon elenkiniielenkiniiAphAph. flos. flos--aquae aquae AphAph. . gracilegracileAphAph. . issatschenkoiissatschenkoiAphAph. . klebahniiklebahniiAphAph. . yezoenseyezoense

CylindrospermopsisCylindrospermopsis raciborskiiraciborskii

GloeotrichiaGloeotrichia echinulataechinulata

PlanktothrixPlanktothrix agardhiiagardhiiP. P. isothrixisothrixP. P. rubescensrubescens

KLÍČ NAD RÁMEC KLÍČ NAD RÁMEC VK ZAHRNUJE VK ZAHRNUJE LimnothrixLimnothrix redekeiredekeiPseudanabaenaPseudanabaena sp.sp.

KOKÁLNÍ STÉLKA:KOKÁLNÍ STÉLKA:MicrocystisMicrocystis aeruginosaaeruginosaM. M. botrysbotrysM. flosM. flos--aquae aquae M. M. ichthyoblabeichthyoblabeM. M. natansnatansM. M. smithiismithiiM. viridisM. viridisM. wesenbergii M. wesenbergii

WoronichiniaWoronichinia naegeliananaegeliana

VLÁKNITÁ STÉLKA:VLÁKNITÁ STÉLKA:

vs. WoronichiniaMicrocystis

Uspořádání buněk

Tvar buněk

Forma slizu

Chroococales

Tvar kolonie

nepravidelně sférické

pravidelnýkulovitý

krychlovité

laločnaté,některé kolonie

otvory

laločnaté,otvory

Sliz

rozplývavý,nezřetelný, někdy chybí

rozplývavý

kopíruje okraje

skupin b.

rozplývavý

zřetelně ohraničený,

oddálen od b.

Vel. b.

2 – 3,2

3,5 – 4,8

4 – 7

4 – 6

5 – 9

Nahuštění b.

pravidelně rovnoměrně, zprvu

velice hustě

pravidelně rovnoměrně

nepravidelněbalíčkovité

shluky

pravidelně rovnoměrně

náhodně rozmístěné b.

Pět nejčastějších druhů r. Pět nejčastějších druhů r. Microcystis Microcystis v ČR v ČR

M. ichthyoblabe

M. flos-aquae

M. viridis

M. aeruginosa

M. wesenbergii

Druh

..\..\Tax_sekce\IKVK\Vypracovani\IK_final\Interaktivni klic vyprac final\IKVK_sinic_1_unor06.ppt

Jak se naučit určovat VKSJak se naučit určovat VKS1) Pomůcky Šejnohová et. al. (2005): Interaktivní klíč k určování vodních květů sinic CD ()– r. 2008 plánovaná aktualizace + www formaKomárek, J. (1999): Přehled planktonních sinic v povodí Labe. IKSE/MKOL,

Magdeburg.Komárek J. (1996): Klíč k určování vodních květů sinic v České republice. In: Maršálek

B., Keršner V. & Marvan P. ed., Vodní květy sinic, p. 22-85, Brno.Komárek, J., Anagnostidis, K. (1999): Cyanoprocaryota – 1. Teil:Chroococcales.- In: Ettl,

H., Gerloff, J., Heynig, H., Mollenhauer, D. (eds.): Süßwasserflora vonMitteleuropa, Band 19/1, Gustav Fischer Verlag.

Komárek, J., Anagnostidis, K. (2005): Cyanoprokaryota – 2. Teil/ 2nd Part: Oscillatoriales. – In: Buedel B., Krienitz L., Gaertner G. & Schagerl M. (ed.), Süsswasserflora von Mitteleuropa, Band 19/2, Elsevier/Spektrum, Heidelberg.

2) Kurzy & konferenceCyanobakterie 2004, 2006, 2008 – 2.-4.4.Taxonomické schůzky CCT – pátky 1x měsíčně

http://www.sinice.cz/fytobentos/schuzky.htmDeterminační kurzy fytoplankton – se specializací na VKS ve spolupráci SZU

KontaktyKontaktywww.sinice.czwww.sinice.cz/fytobentoswww.sinice.cz/fytobentos/algokurzy.htm

Mailing list: [email protected]

Kontakt na mě: [email protected]

PolyfázickýPolyfázický přístup v taxonomii sinicpřístup v taxonomii sinic

MicrocystisGenera level – 16S rRNA potvrzeno

Species level: ???

Ekologický a toxikologický rozdíl !!!

- moderní taxonomie sinic- kombinace mnoha metodických přístupů: molekulární studie 16S rRNA,

ultrastruktura, morfologie



Metodika MALDI TOFMetodika MALDI TOF

2. Izolace

3. 3. ColonyColony passportpassport-- určen určen druhdruh

-- fotogrfotogr. dokumentace. dokumentace

1. Odběr kolonií- plankton 400kol v průběhu sezóny Brněnská přehrada+ 50kol plankton Břilický r. se zaměřením na M.flos-aquae

5. MALDI-TOF MS

4.Přeneseníkolonie natemplate

550 770 990 1210mass m/z in Da

215 13

176. Oligopeptidové složení

Morfologické znaky u r. Morfologické znaky u r. MicrocystisMicrocystisvs. výskyt toxických vs. výskyt toxických oligopeptidůoligopeptidů -- CCACCA

5

7

13

15

17

23

38

41

43

46

47

51

59

61

62

63

68

70 7476

77

81

82

86

92

9.7.

10.11.

cell diameter

holes

clusters

m_II_2

cel_d_2

cel_d_3

cel_d_4

m_0

M.aer.

M.icht.

M.vir.

M.f-a..velikost buněk vs. produkce Mcyst

– malé buňky (2-3,5 um) - nižší frekvence pouze 27% – 5-6 um – frekvence 46-100%

Mcyst

Shrnutí výsledků mikroskopických rozborů VKMgr. Lenka Šejnohová



Monitoring vodních květů sinic v ČRMonitoring vodních květů sinic v ČR

Organizace MVKS Organizace MVKS -- historiehistorie1. Odběr r. 1994 – Doc. Ing. B.Maršálek, CSc.– Vzorků celkem : 78– Determinace: J.+J. Komárkovi– Finanční zázemí: Sdružení flos-aquae

2. Odběr r. 1999– Rozšíření počtu lokalit (125) a vzorků (189) – Navíc analýzy Mcyst!!

3. Odběr 2004– zahájení každoročního monitoringu (finanční zázemí 2004-2006 GAAV)– r. 2007 – hrazení výdajů SFA

Organizace MVKS Organizace MVKS -- současnostsoučasnostHlavní organizátor: Centrum pro cyanobakterie a jejich toxinySpolupracující instituce: 24 lidí (celkem 8 institucí, především Podniky Povodí, ZU Liberec)Cíle:

1a) Jaké % fytoplanktonu tvoří v ČR sinice1b) Jaké druhy sinic VK se v ČR pravidelně vyskytují1c) V jakých sezónách dominují VK ve fytoplanktonu

2a) Monitoring výskytu Mcyst intra/extracel.2b) Lze odvodit asociaci výskytu Mcyst a rodu/druhu VK

3) Porovnání výsledků s okolními evropskými státy

Systém monitoringu VKSSystém monitoringu VKS

determinace, toxikologievolná voda

toxikologiebiomasa

toxikologiefiltrovaná voda (20um)

determinacesíťový plankton

AnalýzaVzorek

Počet lokalit: 125Frekvence odběrů: 3x v sezóně (červen, červenec, srpen)Typ vzorků:

Zpracování:- % obsah biomas hlavních rodů VKS - Podniky Povodí, ZU Liberec, CCT

Jaké rody tvoří VKS v ČRJaké rody tvoří VKS v ČR

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

2004 2005 2006

WoronichiniaPlanktothrixCylindrospermopsisAphnizomenonAnabaenaMicrocystis

Nejčastější rody tvořící VKNejčastější rody tvořící VKVláknité:

Planktothrix, Anabaena, Anabaenopsis, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis

Kokální: Woronichinia, Microcystis

Nádrže zasažené rozvojem VK nejvíceNádrže zasažené rozvojem VK nejvíceBrněnská přehradaČeské ÚdolíHracholuskyNové MlýnyOpatovický rybníkRožmberkSkalkaVajgarŽlutice



determinace sinic vodních kv t v Čr polyfázický přístup on ... · gloeotrichia echinulata...

Documents