Vpogled v aerobno mikrobno združbo rečnega sedimenta Kamniške Bistrice s klasičnim gojitvenim in molekularno biološkim pristopom

Lijana FANEDL

Povzetek


Rečni sistemi so največkrat izpostavljeni antropogenim vplivom, ki vključujejo kemično onesnaženost in evtrofikacijo. Vse to povzroča spremembe tudi v strukturi in pestrosti mikrobnih združb v rečnem sedimentu. Namen študije je bil z gojitvenimi in molekularnimi metodami proučiti pestrost in strukturo mikrobne združbe sedimenta Kamniške Bistrice. Vzorce sedimenta smo odvzeli na treh mestih vzdolž toka reke: izvir (Kamniška Bistrica), srednji del (Vir) in spodnji del (Bišče) ter na terenu opravili osnovne fizikalno-kemijske analize. Čiste kulture smo iz sedimenta osamili in gojili na treh vrstah agarskih gojišč (LB, NB in R2A) in jih mikro- in makromorfološko opisali. Iz čistih bakterijskih kultur in iz vzorcev sedimenta smo izolirali tudi genomsko DNAK. S širokospecifičnimi bakterijskimi začetnimi ologonukleotidi smo v reakciji PCR pomnožili ustrezne dele genov za 16S rRNA in jih analizirali z metodo gelske elektroforeze v gradientu denaturanta (DGGE). Ugotovili smo, da je metoda DGGE primerna za proučevanje pestrosti celokupne mikrobne združbe rečnega sedimenta in omogoča ugotavljanje vplivov dejavnikov okolja na raznolikost mikrobne združbe. Profili analize DGGE mikrobnih združb so se med mesti vzorčenja razlikovali, medtem ko profili čistih kultur po pričakovanju niso predstavljali številčno pomembnejših bakterijskih populacij sedimenta. Na podlagi profilov DGGE smo izbrali 25 izolatov in za direktno sekvenciranje pripravili njihove pomnožke. Pridobljene sekvence dela gena za 16S rRNA smo z orodjem BLAST preliminarno taksonomsko uvrstili med skupine bakterij, ki so običajno prisotne v vodnih okoljih.

Ključne besede


mikrobiologija; aerobne bakterije; rečni sediment; gojitvene metode; molekularne metode; varstvo okolja; Slovenija

Celotno besedilo:

PDF

Literatura


Atlas R.M., Bartha R. 1998. Microbial ecology: fundamentals and applications. 4th ed. Menlo Park, California; Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc.: 694 str.

Bogataj J. 2009. Problematika nizkih pretokov Kamniške Bistrice med Kamnikom in Domžalami. Diplomsko delo. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, FGG: 123 str.

Brečko Grubar V. 2007. Vloga naravnogeografskih značilnosti porečja pri sonaravnem upravljanju z vodnimi viri v porečju Kamniške Bistrice. Dela 28: 305–321, doi:10.4312/dela.28.21.305-321

Direktiva 2008/105/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne z dne 16. decembra 2008 o okoljskih standardih kakovosti na področju vodne politike, spremembi in poznejši razveljaviti direktiv 82/176/EGS, 83/513/EGS, 84/156/EGS, 84/491/EGS, 86/280/EGS ter spremembi Direktive 2000/60/ES Evropskega parlamenta in Sveta. http://vlex.com/source/uradni-list-evropske-unije-2193/issue/2008/12/24/01 (10. sep. 2010)

Edwards I.P., Bürgmann H., Miniaci C., Zeyer J. 2006. Variation in Microbial Community Composition and Culturability in the Rhizosphere of Leucanthemopsis alpina (L.) Heywood and Adjacent Bare Soil along an Alpine Chronosequence. Microbial Ecology, 52: 679–692, doi:10.1007/s00248-006-9097-x

Findlay S. 2010. Stream microbial ecology. Journal of the North American Benthological Society, 29, 1: 170–181, doi:10.1899/09-023.1

Globevnik L. 2002. Vodnogospodarska osnova povodja Kamniške Bistrice. Ljubljana, Vodnogospodarski inštitut: 92 str.

Hodnik A. 1988. Tekstura tal. V: Kemične analize talnih vzorcev, rastlinskih vzorcev in odcednih vod., BF, Katedra za pedologijo, prehrano rastlin in ekologijo: 59–62. http://www.arso.gov.si/vode/podatki/arhiv/Podatki%20reke%202010%20LOQ_za%20splet.pdf (13. nov. 2014)

http://www.arso.gov.si/vode/podatki/arhiv/Sava_zgornji_del_2008.pdf (10. sep. 2010)

http://www.ccn-domzale.si/ (20. sep. 2014)

Hullar M.A.J., Kplan L.A., Stahl D. 2006. Racurring seasonal dynamics of microbial communities in stream habitats. Applied and Environmental Microbiology, 72: 713–722, doi:10.1128/AEM.72.1.713-722.2006

Lane D.J. 1991. 16S/23S rRNA sequencing. V: Nucleic Acid Techniques in Bacterial Systematics. Stackebrandt E., Goodfellow M. (eds.). New York, John Wiley & Sons, Inc.: 115–148

Letno poročilo o kvaliteti pitne vode v letu 2006 iz vodovodov v upravljanju Javnega komunalnega podjetja Prodnik d.o.o. Domžale. Zavod za zdravstveno varstvo Kranj. 20 str. http://www.prodnik.si/images/editor_pic/Microsoft%20Word%20-%20ZZV%20Prodnik07b.pdf (13. sep. 2010)

Letno poročilo o kvaliteti pitne vode v letu 2007 iz vodovodov v upravljanju Javnega komunalnega podjetja Prodnik d.o.o. Domžale. Zavod za zdravstveno varstvo Kranj. 22 str. http://www.prodnik.si/images/editor_pic/Microsoft%20Word%20-%20Prodnik07.pdf (13. sep. 2010)

Litchfield C.D., Floodgate G.D. 1975. Biochemistry and microbiology of some Irish Sea sediments: II. Bacteriological analyses. Marine Biology, 30: 97–103, doi:10.1007/BF00391584

Marsh T.L., Saxman P., Cole J., Tiedje J. 2000. Terminal restriction fragment length polymorpism analysis program, a web-based research tool for microbial community analysis. Applied and Environmental Microbiology, 66, 8: 3616–3620, doi:10.1128/AEM.66.8.3616-3620.2000

Monitoring kakovosti površinskih vodotokov v Sloveniji v letu 2006. 2008. Ljubljana, Ministrstvo za okolje in prostor, ARSO: 127 str.

Muyzer G, de Waal EC, Uitterlinden AG. 1993. Profiling of complex microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of polymerase chain reaction-amplified genes coding for 16S rRNA. Appl Environ Microbiol., 59, 3: 695–700

Nealson K.H. 1997. Sediment bacteria: Who's there, what are they doing, and what's new? Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 25: 403–434, doi:10.1146/annurev.earth.25.1.403

Nübel U., Engelen B., Felske A., Snaidr J., Weishuber A., Amann R.I., Ludwig W., Backhaus, H. 1996. Sequence heterogeneities of genes encoding 16S rRNAs in Paenibacillus polymyxa detected by TGGE. Journal of Bacteriology, 178: 5636–5643

Ocena ekološkega in kemijskega stanja rek v Sloveniji v letih 2007 in 2008. 2010. Ljubljana, Ministrstvo za okolje in prostor, ARSO: 116 str.

Ocena stanja rek v Sloveniji v letih 2009 in 2010. 2012. Agencija Republike Slovenije za okolje: 35 str. www.arso.gov.si/vode/reke/.../REKE%20porocilo%202009-2010.pdf (10. nov. 2014)

Odlok o območjih vodonosnikov in njihovih hidrografskih zaledij, ogroženih zaradi fitofarmacevtskih sredstev. 2002. Ur. l. RS, št. 97/02: 10627

Pantanella F., Berlutti F., Passariello C., Sarli S., Morea C., Schippa S. 2007. Violacein and biofilm production in Janthinobacterium lividum. Journal of Applied Microbiology, 102: 992–999

Polz M.F., Cavanaugh C.M. 1998. Bias in template-to-product ratios in multitemplate PCR. Applied and Environmental Microbiology, 64, 10: 3724–30

Poročilo o delu CČN Domžale-Kamnik d.o.o. za leto 2007. Domžale: 80 str. http://www.ccn-domzale.si/images/stories/o-podjetju/porocila/porocilo_o_delu_2007.pdf (15. sep. 2010)

Poročilo o delu CČN Domžale-Kamnik d.o.o. za leto 2008. Domžale: 82 str. http://www.ccn-domzale.si/images/stories/o-podjetju/porocila/porocilo_o_delu_2008.pdf (15. sep. 2014)

Poročilo o delu CČN Domžale-Kamnik d.o.o. za leto 2009. Domžale: 76 str. http://www.ccn-domzale.si/images/stories/porocilo2009.pdf (15. sep. 2010)

Poročilo o kakovosti pitne vode iz vodooskrbnih sistemov v upravljanju Javnega komunalnega podjetja Prodnik d.o.o. za leto 2008. Zavod za zdravstveno varstvo Kranj: 26 str. http://www.prodnik.si/images/editor_pic/LetPro_08.pdf (13. sep. 2010)

Poročilo o kakovosti pitne vode iz vodooskrbnih sistemov v upravljanju Javnega komunalnega podjetja Prodnik d.o.o. za leto 2009. Zavod za zdravstveno varstvo Kranj: 23 str. http://www.prodnik.si/images/editor_pic/LProd09.pdf (13. sep. 2010)

Poročilo o pitni vodi iz vodooskrbnih sistemov v upravljanju Javnega komunalnega podjetja Prodnik d.o.o. za leto 2010. Zavod za zdravstveno varstvo Kranj: 22 str. http://www.prodnik.si/e_files/content/zzvk2010.pdf (15. okt. 2014)

Speksnijder A.G.C.L., Kowalchuk G.A., De Jong S., Kline E., Stephen J.R., Laanbroek H.J. 2001. Microvariation Artifacts Introduced by PCR and Cloning of Closely Related 16S rRNA Gene Sequences. Applied and Environmental Microbiology, 67, 1: 469–472, doi:10.1128/AEM.67.1.469-472.2001

Spring S., Schulze R., Overmann J., Schleifer K.-H. 2000. Identification and characterization of ecologically significant prokaryotes in the sediment of freshwater lakes: molecular and cultivation studies. FEMS Microbiology Reviews, 24: 573–590, doi:10.1111/j.1574-6976.2000.tb00559.x

Staley J.T., Konopka A. 1985. Measurement of in situ activities of nonphotosynthetic microorganisms in aquatic and terrestrial habitats. Annual Review of Microbiology, 39: 321–46, doi:10.1146/annurev.mi.39.100185.001541

Strokovne podlage za razglasitev ogroženosti podzemne vode v Republiki Sloveniji. 2002. Ministrstvo za okolje, prostor in energijo, Agencija Republike Slovenije za okolje: 98 str.

Thiyagarajan V., Lau S., Tsoi M., Zhang W., Qian P.Y. 2010. Monitoring bacterial biodiversity in surface sediment using terminal restriction fragment lenght polymorphism analysis (T-RFLP): application to coastal environment. Coastal Environmental and Ecosystem Issues of the East China Sea, 151–163

Uredba o stanju površinskih voda. Ur.l. RS, št. 14/09, št.98/10 http://zakonodaja.gov.si/rpsi/r00/predpis_URED5010.html (10. sep. 2014)

von Wintzigerode F., Gobel U.B., Stackebrandt E. 1997. Detrmination of microbial diversity in environmental samples: pitfalls of PCR-based rRNA analysis. FEMS Microbiology Reviews, 21: 213–229, doi:10.1111/j.1574-6976.1997.tb00351.x

Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., Lane D. 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology, 173, 2: 697–703




DOI: http://dx.doi.org/10.14720/aas.2014.104.2.6

Povratne povezave

  • Trenutno ni nobenih povratnih povezav.


Avtorske pravice (c) 2015 Acta agriculturae Slovenica

 

Acta agriculturae Slovenica je odprtodostopna revija, ki objavlja pod pogoji licence Creative Commons Priznanje avtorstva (CC BY).

                     


eISSN 1854-1941