Determinace sinic vodních kv t v ČR Polyfázický přístup on ... · Gloeotrichia echinulata...
Transcript of 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
& Masarykova Univerzita
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
Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie Centrum pro cyanobakterie a jejich toxinyBotanický ústav Akademie věd ČR, Brno Botanický ústav Akademie věd ČR, Brno
& Masarykova Univerzita
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
Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie Centrum pro cyanobakterie a jejich toxinyBotanický ústav Akademie věd ČR, Brno Botanický ústav Akademie věd ČR, Brno
& Masarykova Univerzita
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
Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie Centrum pro cyanobakterie a jejich toxinyBotanický ústav Akademie věd ČR, Brno Botanický ústav Akademie věd ČR, Brno
& Masarykova Univerzita