IX Ogólnopolska Konferencja Hydromikrobiologiczna · Książka abstraktów. 2 Komitet Naukowy: Dr...
Transcript of IX Ogólnopolska Konferencja Hydromikrobiologiczna · Książka abstraktów. 2 Komitet Naukowy: Dr...
1
IX Ogólnopolska Konferencja Hydromikrobiologiczna
HYDROMICRO 2017
17 – 19 września 2017, OlsztynHSielsk, Sielska
4a Hotel Omega, Sielska 4a
Książka abstraktów
2
Komitet Naukowy:
Dr Guadalupe Aguilera, Nacional Intituto Politécnico Mexico City, Meksyk
Dr hab. Katarzyna Baldy-Chudzik, prof. UZ, Uniwersytet Zielonogórski
Prof. dr hab. Ryszard J. Chróst, Uniwersytet Warszawski
Dr Araceli Contreras, Nacional Intituto Politécnico Mexico City, Meksyk
Prof. dr hab. Wojciech Donderski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
Dr hab. Zofia Filipkowska, prof. UWM, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Prof. dr hab. Hanna Mazur-Marzec, Uniwersytet Gdański
Prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch, Politechnika Śląska w Gliwicach
Prof. dr hab. Zbigniew Mudryk, Akademia Pomorska w Słupsku
Prof. dr hab. Stanisław Niewolak, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Prof. dr hab. inż. Krystyna Olańczuk-Neyman, Politechnika Gdańska
Prof. dr hab. Hanna Obarska-Pempkowiak, Politechnika Gdańska
Dr hab. inż. Katarzyna Piekarska, prof. nadzw., Politechnika Wrocławska
Prof. dr hab. inż. Joanna Surmacz-Górska, Politechnika Śląska w Gliwicach
Prof. dr hab. Aleksander Świątecki , Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Dr hab. Maciej Walczak, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
Dr hab. Monika Załęska-Radziwiłł, prof. PW , Politechnika Warszawska
3
Komitet Organizacyjny:
Dr hab. Zofia Filipkowska, prof. UWM
Dr hab. inż. Iwona Gołaś, prof. UWM
Dr hab. inż. Ewa Korzeniewska, prof. UWM
Dr hab. inż. Monika Harnisz
Dr hab. Anna Biedunkiewicz
Dr inż. Anna Gotkowska-Płachta
Mgr inż. Wiesława Rodziewicz
Agnieszka Opalach
Doktoranci:
Mgr inż. Adriana Osińska
Mgr inż. Sebastian Niestępski
Mgr Jacek Potorski
4
Harmonogram Konferencji
Od godz.15.00
16.30 – 17.00
REJESTRACJA UCZESTNIKÓW KONFERENCJI
POWITANIE ZAPROSZONYCH GOŚCI:
Wystąpieniedr hab. Zofii Filipkowskiej, prof. UWM, Kierownika Katedry Mikrobiologii
Środowiskowej i Przewodniczącej Komitetu Organizacyjnego Konferencji HYDROMICRO 2017
Wystąpienie dr hab. inż. Ewa Paturej, prof. UWM, Dziekana Wydziału Nauk o Środowisku UWM
17.00 – 18.00 WYKŁAD PLENARNY:
Aleksander Świątecki, UWM, Olsztyn, „Antarktyda – naukowy raj w lodowym piekle”
18.30 KOLACJA – OGNISKO
Poniedziałek 18 września 2017
7.00 – 8.30 ŚNIADANIE
Sesja referatowa IA
Prowadzący sesję: prof. dr hab. Zbigniew Mudryk, prof. dr hab. Ryszard Chróst
9.00-9.30 REFERAT WPROWADZAJĄCY:
Ryszard Chróst, Uniwersytet Warszawski, „Bioremediacja mikrobiologiczna zanieczyszczonych i
zeutrofizowanych zbiorników wodnych: mity i fakty, za i przeciw”
9.30 – 9.50 Waldemar Siuda, Tomasz Kaliński, Bartosz Kiersztyn, Uniwersytet Warszawski, „Produkcja
pierwotna i respiracja w strefie fotycznej Wielkich Jezior Mazurskich w relacji do warunków
troficznych oraz składu i obfitości planktonu”
9.50 – 10.10 Bartosz Kiersztyn, Ryszard Chróst, Waldemar Siuda, Tomasz Kaliński, Aleksandra Bukowska,
Karolina Grabowska, Uniwersytet Warszawski, „Różnorodność taksonomiczna
i metaboliczna mikroorganizmów zasiedlających strefę litoralową jezior o różnym stopniu
eutrofizacji należących do Systemu Wielkich Jezior Mazurskich”
10.10 – 10.30 Aleksandra Bukowska, Ryszard Chróst, Uniwersytet Warszawski, „Bakteryjna degradacja
mikrocystyn – hepatotoksyn wytwarzanych przez cyjanobakterie, w Wielkich Jeziorach Mazurskich”
10.30 – 10.50 Piotr Skórczewski, UMK, Toruń, Katarzyna Ławer, Uniwersytet Gdański, Monika Fabiś, Aquanet
Laboratorium, „Możliwości wykorzystania pomiarów bioluminescencji in situ
w badaniach hydromikrobiologicznych”
10.50 – 11.10 Łukasz Kubera, Wojciech Donderski, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz,
„Występowanie i aktywność bakterii bentosowych w zbiornikach wodnych o różnej trofii”
11.10 – 11.30 PRZERWA KAWOWA
Sesja referatowa IB
Prowadzący sesję: dr hab. inż. Sławomir Ciesielski, prof. UWM,
dr hab. Katarzyna Baldy-Chudzik, prof. UZ
11.30 – 12.00 REFERAT WPROWADZAJĄCY:
Katarzyna Baldy-Chudzik, Uniwersytet Zielonogórski, „ Molekularna detekcja patogenów w
wodzie – Zalety i wady technik molekularnych”
12.00 – 12.20 Sławomir Ciesielski, UWM, Olsztyn, „Metagenomika w badaniu systemów biologicznego
oczyszczania wody i ścieków”
5
12.20 – 12.40 Dorota Dąbrowska, Sławomir Ciesielski, UWM, Olsztyn, „Możliwość wykorzystania genu 16S
rRNA jako markera aktywności archeonów w procesie fermentacji metanowej”
12.40 – 13.00 Grzegorz Kowalczyk, Iwona Jasser, Małgorzata Suska-Malawska, Jan Kwiatowski, Uniwersytet
Warszawski, „Metagenom czy amplikon – ewaluacja dwóch metod sekwencjonowania nowej
generacji (NGS) w badaniach nad różnorodnością bakterii na przykładzie mat mikrobialnych i skorup
glebowych Pamiru Wschodniego”
13.00 – 13.20 Karolina Grabowska, Aleksandra Bukowska, Bartosz Kiersztyn, Ryszard Chróst, Uniwersytet
Warszawski, „Zagrożenia mikrobiologiczne wód systemu Wielkich Jezior Mazurskich w kontekście
eutrofizacji: identyfikacja drobnoustrojów z rodzaju Legionella
i Aeromonas”
13.20 – 13.40 Araceli Contreras-Rodríguez, Eric Daniel Avila-Calderón, Instituto Politécnico Nacional, Mexico,
„Outer membrane vesicles in aquatic bacteria”
13.40 – 14.00 Guadalupe Aguilera-Arreola, Instituto Politécnico Nacional, Mexico, „Identification of bacteria and
yeasts from clinical and environmental samples using MALDI-TOF technology: experiences about a
year”
14.00 – 15.00 PRZERWA OBIADOWA
Sesja referatowa IC
Prowadzący sesję: dr hab. Monika Załęska-Radziwiłł, prof. PW,
dr hab. inż. Katarzyna Piekarska, prof. PWr
15.00 – 15.30 REFERAT WPROWADZAJĄCY:
Katarzyna Piekarska, Politechnika Wrocławska ,,Krótkoterminowe testy biologiczne w badaniach
wybranych komponentów środowiskowych”
15.30 – 15.50 Aleksandra Ziembińska-Buczyńska, Anna Banach, Mariusz Tomaszewski, Piotr Gutwiński,
Grzegorz Cema, Politechnika Śląska, „Aktywność i bioróżnorodność bakterii przemian azotowych w
osadzie czynnym w reaktorze SBR podczas wpracowania procesu Anammox”
15.50 – 16.10 Karolina Szubert, Marta Cegłowska, Magda Wiglusz, Hanna Mazur-Marzec, Uniwersytet Gdański,
„Bałtycka Pseudanabaena źródłem metabolitów o działaniu antynowotworowym”
16.10 – 16.30 Magda Wiglusz, Karolina Szubert, Hanna Mazur - Marzec, Uniwersytet Gdański,
„Biotechnologiczny potencjał szczepu Spirulina subsalsa 1310”
16.30 – 16.50 Iwona Gołaś, Jacek Potorski, Anna Gotkowska-Płachta, UWM, Olsztyn, Mateusz Florczuk, Instytut
Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie, „Wpływ wybranych mutagenów chemicznych na dynamikę
podziału i zmienność genetyczną komórek Escherichia coli ”
16.50 – 17.10 Bożena Sosak-Świderska, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Andrzej
Rochwerger, UWM, Olsztyn, „Rola neustonu w badaniach ekotoksykologicznych wody”.
17.10 - 17.20 Wystąpienie Katarzyny Piwosz, ambasadora ISME
17.20 – 17.40 PRZERWA KAWOWA
17.40 – 18.30 SESJA POSTEROWA
Prowadzący sesję: dr hab. inż. Ewa Korzeniewska, prof. UWM, dr hab. inż. Monika Harnisz
20.00 UROCZYSTA KOLACJA
6
Wtorek 19 września 2017
7.00 – 8.30 ŚNIADANIE
Sesja referatowa IIA
Prowadzący sesję: prof. dr hab. inż. Joanna Surmacz-Górska, prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch
9.00 – 9.30
REFERAT WPROWADZAJĄCY:
Monika Załęska-Radziwiłł, Adam Muszyński, Politechnika Warszawska, „Drobnoustroje
w oczyszczaniu ścieków – osiągnięcia i wyzwania”
9.30 – 10.00
REFERAT WPROWADZAJĄCY:
Joanna Surmacz-Górska, Korneliusz Miksch, Politechnika Śląska, Beata Kończak, Główny Instytut
Górnictwa, „Tlenowy osad granulowany – czy ma przed sobą przyszłość?”
10.00 – 10.20 Adriana Osińska, Ewa Korzeniewska, Monika Harnisz, Sebastian Niestępski, UWM, Olsztyn
,,Analiza ilościowa występowania genów antybiotykooporności wśród populacji bakteryjnych
pochodzących ześcieków”
10.20 – 10.40 Adam Muszyński, MonikaZałęska-Radziwiłł, Klaudia Dzienio, Politechnika Warszawska, „Wpływ
typu reaktora na strukturę mikrobiocenozy w osadzie czynnym”
10.40 – 11.00 Aleksandra Miłobędzka, Ryszard Chróst, Uniwersytet Warszawski, Marta Nierychło, Simon Jon
McIlroy, Per Halkjær Nielsen, Aalborg University, „Nieznane Chloroflexi – walka
z pęcznieniem osadu czynnego”
11.00-11.20 Magdalena Domańska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu ,,Analiza obrazu a ocena ilościowa
bakterii w osadzie czynnym”
11.20 – 11.40 Sebastian Niestępski, Monika Harnisz, Ewa Korzeniewska, Adriana Osińska, UWM, Olsztyn,
Araceli Contreras-Rodríguez, Guadalupe Aguilera-Arreola, Instituto Politécnico Nacional, Mexico
,,Występowanie lekoopornych i wirulentnych bakterii z grupy Bacteroidesfragilis w środowisku"
11.40 – 12.00 PRZERWA KAWOWA
Sesja referatowa IIB
Prowadzący sesję: prof. dr hab. Aleksander Świątecki, dr hab. Maciej Walczak
12.00 – 12.30 REFERAT WPROWADZAJĄCY:
Maciej Walczak, UMK, Toruń, „Ekstermofile – czyli mikroorganizmy (jakby) nie z tej ziemi”
12.30 – 12.50 Anna Biedunkiewicz, Wiktor Zieliński, Patrycja Glinka, Renata Tandyrak, Iwona Gołaś, UWM,
Olsztyn, „Pilotażowe badania mikrobiologii wód fontanny w Parku Centralnym
w Olsztynie na tle wybranych parametrów fizykochemicznych”
12.50 – 13.10 Aleksandra Burkowska-But, Agnieszka Kalwasińska, Maria Swiontek-Brzezinska, Maciej Walczak,
UMK, Toruń, „Zmiany mikrobiologicznej jakości wody podczas przechowywania
i wykorzystywania w warunkach domowych”
13.10 – 13.30 Agnieszka Kalwasińska, Edyta Deja-Sikora, Maciej Walczak, Arkadiusz Krawiec, UMK, Toruń,
Attila Szabó, Tamás Felföldi, Eötvös Loránd University, „Bioróżnorodność bakterii
w solankach leczniczych Kołobrzegu i Połczyna Zdroju”
13.30 – 13.50 Przemysław Maksymowicz, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, „Usuwanie zanieczyszczeń
pochodzących z akwakultury w systemach akwaponicznych”
14.00 – 15.00 PRZERWA OBIADOWA
15.00 ZAKOŃCZENIE OBRAD
OGŁOSZENIE WYNIKÓW KONKURSU SESJI REFERATOWEJI POSTEROWEJ
17.00 Ziemia, Księżyc i Słońce, Pokaz Nieba nad Warmią – spektakl w Planetarium
(dla chętnych)
7
SESJA POSTEROWA
Prowadzący sesję: dr hab. inż. Ewa Korzeniewska, prof. UWM, dr hab. inż. Monika Harnisz
1. Katarzyna Piwosz, Morski Instytut Rybacki – Państwowy Instytut Badawczy ,,Assimilation of organic
matter by natural microbial communities in light and dark”
2. Zbigniew Mudryk, Piotr Perliński, Anna Pietrusińska, Paulina Śmierzchalska, Akademia Pomorska
w Słupsku ,,Liczebność bakteriopsammonu na płazach bałtyckich o zróżnicowanym poziomie
antropopresji”
3. Piotr Perliński, Zbigniew Mudryk, Akademia Pomorska w Słupsku ,,Enzymatyczna aktywność
bakterioneustonu i bakterioplanktonu w morskim kanale portowym”
4. Sylwia Lew, Magdalena Górzyńska, Katarzyna Glińska-Lewczuk, Paweł Burandt, Marcin Lew,
Krystian Obolewski, Julita Dunalska, UWM w Olsztynie ,,Zbiorowiska bakteryjne w starorzeczach
rzeki Biebrzy”
5. Maria Swiontek-Brzezinska, Agnieszka Kalwasińska, Maciej Walczak, Aleksandra Burkowska-But,
Urszula Jankiewicz, UMK w Toruniu „Aktywność enzymatyczna mikroorganizmów w wodzie Jeziora
Chełmżyńskiego”
6. Adam Cudowski, Ewa Siergiej, Anna Pietryczuk, Tomasz Hauschild, Magdalena Świsłocka,
Uniwersytet w Białymstoku ,,Jakość wód a zróżnicowanie gatunkowe mykoplanktonu na przykładzie
kanału ostródzko-elbląskiego”
7. Anna Biedunkiewicz, Natalia Trendowicz, Kamila Kulesza, Patrycja Glinka, Ewa Sucharzewska,
Dariusz Kubiak, Maria Dynowska, Elżbieta Ejdys,UWM w Olsztynie ,,Profil enzymatyczny szczepów
grzybów izolowanych z wód wodociągowych”
8. Agnieszka Trusz-Zdybek, Politechnika Wrocławska ,,Porównanie metod analizy biofilmu na
materiałach stosowanych do budowy sieci wodociągowej”
9. Agata Siedlecka, Katarzyna Piekarska, Politechnika Wrocławska, „Wstępna analiza determinantów
oporności w wodzie z wrocławskiej sieci wodociągowej”
10. Marta Małecka-Adamowicz, Łukasz Kubera, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego ,,Ocena stanu
sanitarno-bakteriologicznego wód wybranych fontann miejskich na terenie Bydgoszczy”
11. Justyna Mazurek, Ewa Bok, Katarzyna Baldy-Chudzik, Uniwersytet Zielonogorski
,,Antybiotykooporność szczepów Escherichia coli w ściekach surowych i oczyszczonych”
12. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska, Klaudia Chińcza, Politechnika Śląska ,,Wpływ zmiany
temperatury na strukturę genotypową i bioróżnorodność zbiorowiska bakterii w komorze fermentacji
metanowej”
13. Sylwia Lew, Magdalena Górzyńska, Konrad Stawecki, Jakub Pyka, Zdzisław Zakęś, UWM w
Olsztynie ,,Wspomaganie dojrzewania złóż biologicznych w systemach RAS”
14. Paulina Tomalska, Sławomir Ciesielski, UWM w Olsztynie ,,Wpływ prodigiozyny na tempo
biodegradacji polihydroksymaślanu w środowisku glebowym”
15. Anna Pietryczuk, Adam Cudowski, Uniwersytet w Białymstoku ,,Wpływ kwasu humusowego na
wzrost i metabolizm Rhodotorulamucilaginosa”
16. Katarzyna Zorena, Maria Bartoszewicz, Małgorzata Michalska, Piotr Wąż, Katarzyna Korzeniowska,
Agnieszka Brandt, Sylwia Kozaczuk, Iwona Beń-Skowronek, Małgorzata Myśliwiec, Gdański
Uniwersytet Medyczny ,,Wpływ zanieczyszczenia środowiska na ryzyko rozwoju cukrzycy typu 1
w województwie pomorskim oraz lubelskim”
8
17. Jacek Potorski, Iwona Gołaś, UWM w Olsztynie ,,Przeżywalność Carnobacteriumspp. w wodzie o
różnym stopniu zasolenia”
18. Piotr Niewiadomski, Jacek Potorski, UWM w Olsztynie „Zastosowanie luminometru do oznaczania
liczebności bakterii”
19. Jacek Potorski, Piotr Niewiadomski, UWM w Olsztynie, „Wpływ dodatku mąki z amarantusa na skład
ilościowy i jakościowy mikrobioty pasz komponowanych w różnych warunkach temperaturowych”
20. Iwona Gołaś, Joanna Pajdak, Jacek Potorski, Elżbieta Terech-Majewska, UWM w Olsztynie ,,Ocena
skuteczności promieniowania UV w obiegach zamkniętych wody”
21. Elżbieta Terech-Majewska, Arkadiusz Płowiec, Iwona Gołaś, Monika Harnisz, UWM w Olsztynie,
Joanna Grudniewska, Instytut Rybactwa Śródlądowego, Alicja Bernad, Zakład Higieny
Weterynaryjnej w Olsztynie, „Ocena skuteczności Steridialu W-15 na wybrane drobnoustroje
izolowane z ryb oraz ze środowiska wodnego”
22. Kamila Hamal, Magdalena Domańska, Janusz Łomotowski, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu,
„Badania osadów ze sztucznej hodowli bakterii BETA-OAB”
23. Joanna Śliwa-Dominiak, Wiesław Deptuła, Uniwersytet Szczeciński ,,Badania f-specyficznych
bakteriofagów RNA jako alternatywnych wskaźników fekalnego zanieczyszczenia środowiska
wodnego
24. Paulina Czupryńska, Joanna Śliwa – Dominiak, Beata Tokarz - Deptuła, Wiesław Deptuła, Uniwersytet
Szczeciński ,,Bakteriofagi f-specyficzne i somatyczne w kontekście ich oporności na czynniki
zewnętrzne, na przykładzie śródmiejskiego jeziora Rusałka”
25. Małgorzata Pawlikowska-Warych, Wiesław Deptuła, Uniwersytet Szczeciński ,,Pierwszy przypadek
bakterii z rodziny Simkaniaceae w wodach powierzchniowych w Polsce”
9
Spis abstraktów:
Guadalupe Aguilera-Arreola: Identification of bacteria and yeasts from clinical and
environmental samples using MALDI-TOF technology: experiences about a year ............... 13
Katarzyna Baldy-Chudzik: Molekularna detekcja patogenów w wodzie - zalety i wady
technik molekularnych ................................................................................................................................. 14
Anna Biedunkiewicz, Natalia Trendowicz, Kamila Kulesza, Patrycja Glinka, Ewa
Sucharzewska, Dariusz Kubiak, Maria Dynowska, Elżbieta Ejdys: Profil
enzymatyczny szczepów grzybów izolowanych z wód wodociągowych ..................................... 15
Anna Biedunkiewicz, Wiktor Zieliński, Patrycja Glinka, Renata Tandyrak, Iwona
Gołaś: Pilotażowe badania mikrobiologii wód fontanny w parku centralnym w Olsztynie
na tle wybranych parametrów fizykochemicznych ............................................................................ 16
Aleksandra Bukowska, Ryszard Chróst: Bakteryjna degradacja mikrocystyn –
hepatotoksyn wytwarzanych przez cyjanobakterie, w Wielkich Jeziorach Mazurskich ........ 17
Aleksandra Burkowska-But, Agnieszka Kalwasińska, Maria Swiontek Brzezinska,
Maciej Walczak: Zmiany mikrobiologicznej jakości wody podczas przechowywania
i wykorzystywania w warunkach domowych ....................................................................................... 18
Ryszard J. Chróst: Bioremediacja mikrobiologiczna zanieczyszczonych
i zeutrofizowanych zbiorników wodnych: mity i fakty za i przeciw ............................................. 19
Sławomir Ciesielski: Metagenomika w badaniu systemów biologicznego oczyszczania
wody i ścieków ................................................................................................................................................ 20
Araceli Contreras-Rodríguez, Eric Daniel Avila-Calderón: Outer membrane vesicles
in aquatic bacteria .......................................................................................................................................... 21
Adam Cudowski, Ewa Siergiej, Anna Pietryczuk, Tomasz Hauschild, Magdalena
Świsłocka: Jakość wód a zróżnicowanie gatunkowe mykoplanktonu na przykładzie
kanału Ostródzko-Elbląskiego.................................................................................................................... 22
Paulina Czupryńska, Joanna Śliwa – Dominiak, Beata Tokarz - Deptuła, Wiesław
Deptuła: Bakteriofagi f-specyficzne i somatyczne w kontekście ich oporności na czynniki
zewnętrzne, na przykładzie śródmiejskiego jeziora Rusałka ......................................................... 23
Dorota Dąbrowska, Sławomir Ciesielski: Możliwość wykorzystania genu 16s rRNA
jako markera aktywności archeonów w procesie fermentacji metanowej ............................... 24
Magdalena Domańska: Analiza obrazu a ocena ilościowa bakterii w osadzie czynnym . 25
Iwona Gołaś, Mateusz Florczuk, Jacek Potorski, Anna Gotkowska-Płachta: Wpływ
wybranych mutagenów chemicznych na dynamikę podziału i zmienność genetyczną
komórek Escherichia coli ............................................................................................................................. 26
Iwona Gołaś, Joanna Pajdak, Jacek Potorski, Elżbieta Terech-Majewska: Ocena
skuteczności promieniowania uv w obiegach zamkniętych wody ................................................ 27
Karolina Grabowska, Aleksandra Bukowska, Bartosz Kiersztyn, Ryszard Chróst:
Zagrożenia mikrobiologiczne wód systemu wielkich jezior mazurskich w kontekście
eutrofizacji: identyfikacja drobnoustrojów z rodzaju Legionella i Aeromonas ........................ 28
Kamila Hamal, Magdalena Domańska, Janusz Łomotowski: Badania osadów ze
sztucznej hodowli bakterii Beta-AOB ...................................................................................................... 29
10
Agnieszka Kalwasińska, Edyta Deja-Sikora, Attila Szabó, Tamás Felföldi,
Arkadiusz Krawiec, Maciej Walczak: Bioróżnorodność bakterii w solankach
leczniczych Kołobrzegu i Połczyna Zdroju ............................................................................................. 30
Bartosz Kiersztyn, Ryszard Chróst, Waldemar Siuda, Tomasz Kaliński,
Aleksandra Bukowska, Karolina Grabowska: Różnorodność taksonomiczna
i metaboliczna mikroorganizmów zasiedlających strefę litoralową jezior o różnym stopniu
eutrofizacji należących do systemu Wielkich Jezior Mazurskich ................................................... 31
Grzegorz Kowalczyk, Iwona Jasser,Małgorzata Suska-Malawska, Jan
Kwiatowski: Metagenom czy amplikon - ewaluacja dwóch metod sekwencjonowania
nowej generacji (NGS) w badaniach nad różnorodnością bakterii na przykładzie mat
mikrobialnych i skorup glebowych z Pamiru Wschodniego ............................................................ 32
Łukasz Kubera, Wojciech Donderski: Występowanie i aktywność bakterii
bentosowych w zbiornikach wodnych o różnej trofii......................................................................... 33
Sylwia Lew, Magdalena Górzyńska, Katarzyna Glińska-Lewczuk, Paweł Burandt,
Marcin Lew, Krystian, Obolewski, Julita Dunalska: Zbiorowiska bakteryjne
w starorzeczach rzeki Biebrzy ................................................................................................................... 34
Sylwia Lew, Magdalena Górzyńska, Konrad Stawecki, Jakub Pyka, Zdzisław
Zakęś: Wspomaganie dojrzewania złóż biologicznych w systemach ras ................................. 35
Przemysław Maksymowicz: Usuwanie zanieczyszczeń z akwakultury w systemach
akwaponicznych .............................................................................................................................................. 36
Marta Małecka-Adamowicz, Łukasz Kubera: Ocena stanu sanitarno-
bakteriologicznego wód wybranych fontann miejskich na terenie Bydgoszczy ...................... 37
Justyna Mazurek, Ewa Bok, Katarzyna Baldy-Chudzik: Antybiotykooporność
szczepów Escherichia coli w ściekach surowych i oczyszczonych ................................................ 38
Korneliusz Miksch, Beata Kończak, Joanna Surmacz-Górska: Tlenowy osad
granulowany – czy ma przed sobą przyszłość? .................................................................................. 39
Aleksandra Miłobędzka, Marta Nierychło, Simon Jon McIlroy, Per Halkjær
Nielsen, Ryszard Chróst: Nieznane Chloroflexi – walka z pęcznieniem osadu czynnego
.............................................................................................................................................................................. 40
Zbigniew Jan Mudryk, Piotr Perliński, Anna Pietrusińska, Paulina Śmierzchalska:
Liczebność bakteriopsammonu na plażach bałtyckich o zróżnicowanym poziomie
antropopresji .................................................................................................................................................... 41
Adam Muszyński, Załęska-Radziwiłł Monika, Klaudia Dzienio: Wpływ typu reaktora
na strukturę mikrobiocenozy w osadzie czynnym ............................................................................. 42
Sebastian Niestępski, Monika Harnisz, Ewa Korzeniewska, Adriana Osińska
Guadalupe Aguilera-Arreola, Araceli Contreras-Rodríguez: Występowanie
lekoopornych i wirulentnych bakterii z grupy Bacteroides fragilis w środowisku .................. 43
Piotr Niewiadomski, Jacek Potorski: Zastosowanie luminometru do oznaczania
liczebności bakterii ......................................................................................................................................... 44
Adriana Osińska, Ewa Korzeniewska, Monika Harnisz, Sebastian Niestępski:
Analiza ilościowa występowania genów antybiotykooporności wśród populacji
bakteryjnych pochodzących ze ścieków ............................................................................................ 46
11
Małgorzata Pawlikowska-Warych, Wiesław Deptuła: Pierwszy przypadek bakterii
z rodziny Simkaniaceae w wodach powierzchniowych w Polsce .................................................. 46
Piotr Perliński, Zbigniew Jan Mudryk: Enzymatyczna aktywność bakterioneustonu
i bakterioplanktonu w morskim kanale portowym ............................................................................. 47
Katarzyna Piekarska: Krótkoterminowe testy biologiczne w badaniach wybranych
komponentów środowiskowych................................................................................................................. 48
Anna Pietryczuk, Adam Cudowski: Wpływ kwasu humusowego na wzrost
i metabolizm Rhodotorula mucilaginosa ................................................................................................ 49
Kasia Piwosz, David Kaftan, Lívia Kolesár Fecskeová, Vadim Selyanin, Karel
Kopejtka, Marko Dachev, Martina Hanusová, Jason Dean, Michal Koblížek:
Assimilation of organic matter by natural microbial communities in light and dark ............ 50
Jacek Potorski, Iwona Gołaś: Wpływ zasolenia na przeżywalność bakterii z rodzaju
Carnobacterium spp. ..................................................................................................................................... 51
Jacek Potorski, Piotr Niewiadomski: Wpływ dodatku mąki z amarantusa na skład
ilościowy i jakościowy mikrobioty pasz komponowanych w różnych warunkach
temperaturowych ........................................................................................................................................... 52
Agata Siedlecka, Katarzyna Piekarska: Wstępna analiza genowych determinantów
oporności w wodzie z wrocławskiej sieci wodociągowej .................................................................. 53
Waldemar Siuda, Kaliński Tomasz, Bartosz Kiersztyn: Produkcja pierwotna
i respiracja w strefie fotycznej Wielkich Jezior Mazurskich w relacji do warunków
troficznych oraz składu i obfitości planktonu ....................................................................................... 54
Piotr Skórczewski, Katarzyna Ławer, Monika Fabiś: Możliwości wykorzystania
pomiarów bioluminescencji in situ w badaniach hydromikrobiologicznych .............................. 55
Bożena Sosak-Świderska, Andrzej Rochwerger: Rola neustonu w badaniach
ekotoksykologicznych wody ....................................................................................................................... 56
Maria Swiontek Brzezinska, Agnieszka Kalwasińska, Maciej Walczak, Aleksandra
Burkowska-But, Urszula Jankiewicz: Aktywność enzymatyczna mikroorganizmów
w wodzie jeziora Chełmżyńskiego ............................................................................................................ 57
Karolina Szubert, Marta Cegłowska, Magda Wiglusz, Hanna Mazur-Marzec:
Bałtycka Pseudanabaena źródłem metabolitów o działaniu antynowotworowym ................. 58
Joanna Śliwa-Dominiak, Wiesław Deptuła: Badania f-specyficznych
bakteriofagów RNA jako alternatywnych wskaźników fekalnego
zanieczyszczenia środowiska wodnego .................................................................................... 59
Elżbieta Terech-Majewska, Arkadiusz Płowiec, Iwona Gołaś, Joanna
Grudniewska, Alicja Bernad, Monika Harnisz: Ocena skuteczności Steridialu w-
15 na wybrane drobnoustroje izolowane z ryb oraz ze środowiska wodnego ...... 60
Paulina Tomalska, Sławomir Ciesielski: Wpływ prodigiozyny na tempo biodegradacji
polihydroksymaślanu w środowisku glebowym .................................................................................. 61
Agnieszka Trusz-Zdybek, Sylwia Wiśniewska, Katarzyna Piekarska: Porównanie
metod analizy biofilmu tworzącego się na wewnętrznych powierzchniach sieci
wodociągowej – badania wstępne ........................................................................................................... 62
12
Maciej Walczak: Ekstermofile – czyli mikroorganizmy (jakby) nie z tej ziemi ................... 63
Magda Wiglusz, Karolina Szubert, Hanna Mazur – Marzec: Biotechnologiczny
potencjał bałtyckiego szczepu Spirulina subsalsa 1310 .................................................................. 64
Monika Załęska-Radziwiłł, Adam Muszyński: Drobnoustroje w oczyszczaniu ścieków
– osiągnięcia i wyzwania ............................................................................................................................. 65
Aleksandra Ziembińska-Buczyńska, Klaudia Chińcza: Wpływ zmiany temperatury na
strukturę genotypową i bioróżnorodność zbiorowiska bakterii w komorze fermentacji
metanowej ........................................................................................................................................................ 66
Aleksandra Ziembińska-Buczyńska, Anna Banach, Mariusz Tomaszewski, Piotr
Gutwiński, Grzegorz Cema: aktywność i bioróżnorodność bakterii przemian azotowych
w osadzie czynnym w reaktorze SBR podczas wpracowania procesu Anammox .................. 67
Katarzyna Zorena, Maria Bartoszewicz, Małgorzata Michalska, Piotr Wąż,
Katarzyna Korzeniowska, Agnieszka Brandt, Sylwia Kozaczuk, Iwona Beń-
Skowronek, Małgorzata Myśliwiec: Wpływ zanieczyszczenia środowiska na ryzyko
rozwoju cukrzycy typu 1 w województwie pomorskim oraz lubelskim ...................................... 68
13
Identification of bacteria and yeasts from clinical and
environmental samples using MALDI-TOF technology: experiences
about a year
Guadalupe Aguilera-Arreola1*
1 Instituto Politécnico Nacional, Departamento de Microbiología, Mexico City,
Keywords: identification, maldi-tof ms, bacteria, yeast
ABSTRACT
Matrix-assisted LASER desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF VITEK® MS) is a rapid method for identification of microorganisms isolated
from several sources. VITEK® MS contains a comprehensive IVD-CE marked database
for bacteria and fungi, including mycobacteria, Nocardia and moulds. The accuracy, ease
of use, low reagent cost and speed of the MALDI-TOF MS are some characteristics that
support to incorporate the new method into routine practice in different kind of
laboratories.
In the literature, many papers have emerged describing the use of MALDI-TOF MS in
all areas of microbiology, primarily in the identification of bacteria, as well as in bacterial
taxonomic and epidemiological studies.
Proteomic analysis of bacteria by mass spectrometry can be performed as soon as
colonies are isolated, often in primary culture, and the analysis itself takes just a few
minutes. Thus, on average, routine bacterial identifications can be obtained more than 30
hours earlier than identification by conventional methods. In addition, MALDI-TOF MS
also provides equal or superior accuracy compared with conventional phenotypic methods
and does not require subjective interpretation. Finally, it can readily differentiate
bacterial species that have similar phenotypic characteristics. Although this technology
reduce time and money in identification because the cost ranges from 5 to 10 dollars and
processing time between 1 and 6 min per sample, as any other identification method has
disadvantages, the most obvious is that it is not possible to perform the antibiogram and
is not exempt from the limitations of intra and inter-species diversity of the organisms
under study.
In our experience about one year, more than 3000 isolates were identified using
MALDI-TOF MS. The vast majority of local isolates was correctly identified by both genus
and species level in both clinical and environmental isolates. For instance Vibrio spp.,
Staphylococcus spp., Enterobacter spp., Enterococcus spp., Pseudomonas aeruginosa,
Streptococcus spp., Aerococcus spp., Lactococcus spp., Macrococcus spp., Lactobacillus
spp., Rahnella spp., Bacteroides spp., Pantoea spp., Hafnia spp., Edwarsiella,
Plesiomonas shigeloides, Gardnerella vaginalis, Neisseria spp., Haemophilus spp.,
Achromobacter spp., Chryseobacterium, Stenotrophomonas spp., Raodutella sp.,
Parabacteroides spp., Serratia spp., Carnobacterium spp., Candida spp., Debaryomyces
spp.
In contrast, a few isolates show significant issues, this was observed in some
particular genus as Shigella, Aeromonas, Acinetobacter baumanii complex, Shewanella
sp., Burkholderia sp., Nocardia, and Bacillus.
Overall, MALDI-TOF MS is user friendly and exhibited advantages as its practical
handling, its ready-to-use supplies, easier connectivity and integration to the existing
workflow, and availability of local technical support.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
14
Molekularna detekcja patogenów w wodzie - zalety i wady technik
molekularnych
Katarzyna Baldy-Chudzik1*
1Katedra Mikrobiologii i Genetyki, Wydział Nauk Biologicznych, Uniwersytet Zielonogórski,
ul. Monte Cassino 21b, 65-561 Zielona Góra, Polska
ABSTRAKT
Identyfikacja mikroorganizmów przenoszonych przez wodę odgrywa istotną rolę w
ocenie stanu sanitarnego wód i w monitorowaniu ryzyka epidemiologicznego.
Patogeny występujące w środowisku wodnym, szczególnie te, które są zdolne do
utrzymywania się w wodzie, w niskiej liczbie przez dłuższy czas, często są trudne do
identyfikacji i oszacowania ich liczebności. Klasyczne metody mikrobiologiczne
wykorzystujące identyfikację drobnoustroju w procesie hodowli są pracochłonne,
czasochłonne i nie zawsze dają wynik zadawalający. Dotyczy to szczególnie takich
mikroorganizmów , które chociaż żyją to są w stanie fizjologicznym który uniemożliwia im
namnażanie poza naturalnym środowiskiem („viable but non culturable” -VBNC). Stan
VBNC może dotyczy drobnoustrojów, które mogą być patogenami z możliwością rewersji
do stanu aktywnego metabolicznie lub też mogą być zdolne do oddawania elementów
genetycznych komórkom bakterii o potencjalnej patogenności lub niepatogennym , co w
efekcie może być związane z generowaniem nowej jakości patogenu o nowych
kombinacjach czynników wirulencji . Opracowano wiele metod molekularnych służących
szybkiej identyfikacji i ilościowemu oznaczaniu bakteryjnych patogenów przenoszonych
przez wodę. Metody molekularnej detekcji i charakterystyki drobnoustrojów wykorzystują
różne techniki i na tej podstawie można je klasyfikować do metod opartych na
charakterystyce kwasów nukleinowych, lub opartych na reakcjach immunologicznych
związanych z enzymem (ELISA) i immunofluorescencją (FISH) lub też wykorzystujących
biosensory optyczne, czy elektrochemiczne . Każda z tych metod jest czuła i specyficzna,
ale ich przydatność w identyfikacji patogenów występujących w wodzie jest różna.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
15
Profil enzymatyczny szczepów grzybów izolowanych z wód
wodociągowych
Anna Biedunkiewicz1*, Natalia Trendowicz1, Kamila Kulesza1, Patrycja Glinka1,
Ewa Sucharzewska1, Dariusz Kubiak1, Maria Dynowska1, Elżbieta Ejdys1
1Katedra Mykologii, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie, ul. Oczapowskiego 1A, 10-917 Olsztyn
Słowa kluczowe: aktywność enzymatyczna, mikrogrzyby, woda wodociągowa
ABSTRAKT
Celem badań było określenie obecności grzybów potencjalnie chorobotwórczych
w sieciach wodociągowych oraz ocenia ich zdolności do produkcji enzymów istotnych na
pierwszych etapach infekcji.
Badania były prowadzone w 2016 roku (od stycznia do czerwca), na terenie dwóch
miast: Elbląga i Olsztyna oraz w miasteczkach w okolicach Ostrołęki. Materiał badawczy
stanowiła woda wodociągowa pobrana od klientów indywidualnych.
Ogółem wyizolowano 21 gatunków grzybów drożdżoidalnych z 7 rodzajów. Najwięcej
szczepów stwierdzono w wodzie wodociągowej pochodzącej z terenów Olsztyna.
W próbach pobranych z Elbląga nie odnotowano grzybów drożdżoidalnych.
Szczepy, które wyróżniły się największą liczbą produkowanych hydrolaz należały do
rodzajów Candida i Phialophora (Candida krusei, Candida glabrata, Candida kefyr,
Phialophora reptans). Wymienione gatunki grzybów drożdżoidalnych pochodziły z prób
wody pobranej z terenów Olsztyna.
Wszystkie wyizolowane gatunki wykazywały aktywność hydrolaz z grupy esteraz, tj.
fosfataza alkaliczna i kwaśna, esteraza, lipaza esterazowa, fosfohydrolaza naftolowa AS-
BI oraz arylamidaza leucynowa i walinowa z grupy proteaz. Najwyższą aktywnością
enzymatyczną charakteryzowały się hydrolazy z grupy esteraz, tj. fosfataza alkaliczna i
kwaśna, fosfohydrolaza naftolowa AS-BI oraz arylamidaza leucynowa z grupy proteaz i β-
glukozydaza z grupy glikozydaz.
Aktywność lipolityczna i proteolityczna może być uznana za wskaźnik inwazyjności
grzybów, natomiast szczególnie istotna w pierwszej fazie infekcji jest aktywność
proteolityczna. Proteazy prowadzą do powierzchniowej destrukcji tkanki gospodarza,
ułatwiając w ten sposób adhezję komórek mikrogrzybów do nabłonka i inwazję w głąb
tkanek.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
16
Pilotażowe badania mikrobiologii wód fontanny w parku
centralnym w Olsztynie na tle wybranych parametrów fizykochemicznych
Anna Biedunkiewicz1*, Wiktor Zieliński1, Patrycja Glinka1, Renata Tandyrak2,
Iwona Gołaś3
1 Katedra Mykologii, Wydział Biologii i Biotechnologii, ul. Oczapowskiego 1A, 10-917 Olsztyn 2 Katedra Inżynierii Ochrony Wód, Wydział Nauk o Środowisku, ul. Prawocheńskiego 1, 10-720
Olsztyn 3 Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, ul. Prawocheńskiego 1, 10-720
Olsztyn 1, 2, 3 Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie
Słowa kluczowe: mikrogrzyby, bakterie, fizykochemia wody, fontanna
ABSTRAKT
Celem badań była ocena mikrobiologii wód fontanny położonej w Parku Centralnym
w Olsztynie, z uwzględnieniem mikrogrzybów, bakterii z grupy coli i Escherichia coli oraz
enterokoków kałowych na tle wybranych parametrów chemicznych wód.
Materiałem do badań były próbki wody (1000ml) pobierane w odstępach
dwutygodniowych, rano i wieczorem od wiosennego uruchomienia fontanny w 2017 roku
i próby opadowe z powietrza w bezpośrednim sąsiedztwie fontanny (w celu sprawdzenia
czy ewentualne zanieczyszczenia wody są pochodzenia atmosferycznego). Analizy
mykologiczne wody przeprowadzono przy użyciu filtrów membranowych oraz metodami
hodowli i identyfikacji zalecanymi w diagnostycznych laboratoriach mykologicznych.
Analizy bakteriologiczne wykonano przy użyciu testów Colilert-18 i Enterolert-E oraz
klasycznymi metodami bakteriologicznymi a badania chemii wód zgodnie z metodami
przyjętymi w badaniach hydrochemicznych.
Spośród zbadanych dziesięciu prób wody, wszystkie odznaczały się wysokim
odsetkiem obecności mikroorganizmów. W każdej próbie odnotowano grzyby Aspergillus
fumigatus, na poziomie od 70 do 400 cfu/dm3 i drożdży 4 cfu/ 1 ml. Liczebność komórek
bakterii z grupy coli wynosiła 115,2 – 387,6 / 100ml a E. coli 0,6 – 99,0 / 100ml,
Enterococcus faecalis pojawiał się w każdej próbie w liczbie 15,3 – 174,5 / 100ml. Nie
wykazano obecności mikroorganizmów w powietrzu atmosferycznym w czasie ekspozycji
płytki z podłożem Sabouraud. Zauważono, że woda w fontannie w Parku Centralnym
charakteryzowała się niewielkim przetlenieniem (103-116 % O2). Zaobserwowano
stopniowy wzrost stężenia jonów chlorkowych od 78 mg/dm-3 (05.2017) do 270 mg/dm-3
(06.2017), co pociągało za sobą wzrost przewodności elektrolitycznej (od 674 do 1418
µS/cm). Korelowało to z większą liczebnością zarówno grzybów jak i bakterii w badanych
próbkach wody. Fontanna w Parku Centralnym jest wyposażona we pełni
zautomatyzowany, system dawkowania podchlorynu sodu. Koncentracja chloru wahała
się od 0,03 do 0,10 mg/dm3. Odczyn wód mieścił się w granicach 8,2-8,6 pH.
Badania zaplanowano na jeden cykl pracy fontanny w 2017 roku. Pełne analizy będą
przedstawione podczas konferencji. Dotychczasowe obserwacje wskazują na słabą
kondycję sanitarną analizowanego obiektu. W miarę wzrostu temperatury otoczenia oraz
zwiększonego ruchu turystycznego można się spodziewać, że jakość wody w fontannie
może ulec pogorszeniu a co za tym idzie może stanowić potencjalne zagrożenie
epidemiologiczne.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
17
Bakteryjna degradacja mikrocystyn – hepatotoksyn wytwarzanych
przez cyjanobakterie, w Wielkich Jeziorach Mazurskich
Aleksandra Bukowska1*, Ryszard Chróst1
1 Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Biologii, Uniwerystet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 101, Warszawa
Słowa kluczowe: bakterie, cyjanobakterie, degradacja, mikrocystyny
ABSTRAKT
W ostatnich dekadach w wodach naturalnych obserwujemy coraz częstsze toksyczne
zakwity cyjanobakterii, spowodowane wzrostem eutrofizacji oraz globalnymi zmianami
klimatycznymi. Mikrocystyny są natomiast cyjanotoksynami najczęściej występującymi w
ekosystemach słodkowodnych. Cząsteczka mikrocystyny jest bardzo stabilna z powodu
swojej cyklicznej struktury i posiadania kilku rzadkich aminokwasów, co sprawia, że
toksyna może pozostawać w środowisku przez długi czas.
Najważniejszy proces, który prowadzi do usuwania mikrocystyn z wód naturalnych to
ich degradacja przez zespoły bakterii. Różnorodność bakterii mogących przeprowadzać
ten proces jest bardzo duża. Część bakterii degraduje mikrocystyny na szlaku
kodowanym przez klaster genów mlr, część bakterii jednak nie posiada tych genów, a ich
szlaki rozkładu tych związków są dotąd niepoznane. Bakterie o fenotypie mlr+ należą
głównie do rodziny Sphingomonadaceae (Alphaproteobacteria), natomiast te o fenotypie
mlr- mogą być bardzo zróżnicowane taksonomicznie (Actinobacteria, Bacteroidetes,
Firmicutes, Planctomycetes, Proteobacteria i Verrucomicrobia)
Celem tej pracy była: I) izolacja i charakterystyka taksonomiczna bakterii
degradujących mikrocystyny w wybranych jeziorach systemu Wielkich Jezior Mazurskich.
II) charakterystyka właściwości metabolicznych zespołów bakterii występujących w tych
jeziorach.
Zdolność bakterii do degradacji mikrocystyn sprawdzana była za pomocą pomiarów
ubytku stężenia tych metabolitów przy użyciu immunoenzymatycznych testów ELISA.
Klasyfikację taksonomiczną bakterii przeprowadzano w oparciu o badanie sekwencji genu
16S rRNA. Sprwdzano też, czy wyizolowane bakterie posiadają geny klastra mlr, co
pozwoliło stwierdzić, czy rozkład toksyn zachodzi na drodze jedynego dotąd w pełni
poznanego szlaku metabolicznego. Natomiast charakterystyka właściwości
metabolicznych badanych bakterii została przeprowadzono przy pomocy testów
płytkowych EcoPlate MicroArray i Phenotype MicroArray (Biolog). Umożliwiają one
jednoczesne sprawdzenie zdolności badanych mikroorganizmów do utylizacji
kilkudziesięciu źródeł pierwiastków biogennych (węgla, azotu, fosforu i siarki).
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
18
Zmiany mikrobiologicznej jakości wody podczas przechowywania
i wykorzystywania w warunkach domowych
Aleksandra Burkowska-But1*, Agnieszka Kalwasińska1, Maria Swiontek
Brzezinska1, Maciej Walczak1
1 Zakład Mikrobiologii Środowiskowej i Biotechnologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, ul. Lwowska 1, 87-100 Toruń
Słowa kluczowe: mikrobiologiczna jakość wody, biofilm, przechowywanie wody, ryzyko
zdrowotne
ABSTRAKT
Ze względu na nie zawsze dobre cechy organoleptyczne wody wodociągowej w Polsce
część społeczeństwa chętnie korzysta z publicznych ujęć wód podziemnych lub filtrów
poprawiajacych jakość wody kranowej. Inne popularne urządzenia powszechnie
wykorzystywane w domu oraz w miejscu pracy to nawilżacze powietrza. Woda stagnująca
w filtrach oraz nawilżaczach powietrza, a także przechowywana w warunkach domowych
woda z ujęć podziemnych może stanowić potencjalne zagrożenie zdrowotne.
Celem pracy było określenie zmian w liczebności bakterii oraz sprawdzenie dynamiki
powstawania biofilmu w wodzie głębinowej z ujęć publicznych, w zależności od sposobu
jej przechowywania w warunkach domowych, a także w dzbanku filtrującym oraz
ultradźwiekowym nawilżaczu powietrza.
W badaniach uwzględniono analizę liczebności bakterii heterotroficznych zdolnych do
wzrostu w 22 i 37°C oraz bakterii przetrwalnikujących z zastosowaniem metod
hodowlanych, oznaczenie ogólnej liczby bakterii metodą bezpośredniego liczenia bakterii
wybarwionych oranżem akrydyny na filtrach membranowych oraz określenie żywotności
mikroorganizmów tworzących biofilm na ścianach obu urządzeń oraz pojemników na
wodę głebinową za pomocą metody „live-dead”.
Woda z ujęć głebinowych zaraz po pobraniu do czystych butelek była bezpieczna pod
względem sanitarnym, ale po przechowywaniu w warunkach domowych przez 7 dni
(szczególnie w temperaturze pokojowej) najczęściej nie spełniała kryteriów
mikrobiologicznych dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Stwierdzono
również, że liczebność bakterii rośnie z każdym kolejnym tygodniem wykorzystywania
dzbanka filtrującego oraz nawilżacza powietrza. Na każdym etapie dominowały bakterie
heterotroficzne zdolne do wzrostu w 22oC, ale pojawiły się również bakterie
oportunistyczne Staphylococcus aureus. Badania potwierdziły także rozwój aktywnego
metabolicznie biofilmu na powierzchni pojemników wielokrotnie wykorzystywanych do
przechowywania wody oraz na ściankach badanych urządzeń.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
19
Bioremediacja mikrobiologiczna zanieczyszczonych
i zeutrofizowanych zbiorników wodnych: mity i fakty za i przeciw
Ryszard J. Chróst1,2
1 Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa ([email protected])
2 Laboratorium Ochrony i Rekultywacji Wód, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa ([email protected])
Słowa kluczowe: bioremediacja, mikroorganizmy, eutrofizacja, zbiorniki wodne
ABSTRAKT
Postępujące antropogeniczne zanieczyszczenie wód powierzchniowych oraz ich silna
eutrofizacja prowadzi nie tylko do biologicznej i ekologicznej degradacji zbiorników, ale
także do zaniku lub znacznego ograniczenia funkcji komercyjnego wykorzystania wód
i zbiorników jako źródeł wody pitnej, oraz w gospodarce rybackiej, akwakulturach czy
sporcie i rekreacji. Ogromna ilość śródlądowych zbiorników wodnych w kraju już straciło
lub utraci swoje znaczenie gospodarcze i społeczne w najbliższych latach.
Metody rekultywacji zbiorników wodnych polegaja ̨ na działaniach ochronnych na
obszarze zlewni oraz zabiegach technologicznych w obre ̨bie zbiornika. Aby technologiczne
zabiegi interwencyjne wewnątrz rekultywowanego zbiornika wodnego przyniosły
zamierzony skutek poprawy jakości wody należy w fazie początkowej przede wszystkim
ograniczyć i kontrolować punktowe źródła zanieczyszczeń oraz spływów
powierzchniowych ze zlewni docierających do poddawanego rekultywacji zbiornika.
W przypadku wielu zanieczyszczonych i zdegradowanych jezior, stawów i innych
zbiorników wodnych w ostatnich latach w dostateczny sposób uregulowano gospodarkę
wodno-ściekową w zlewni – jednakże nie wpłynęło to zasadniczo na poprawę jakości ich
wód. Dlatego też na obecnym etapie zarządzania środowiskowego i ochrony
śródlądowych wód powierzchniowych niezbędne są zabiegi technologiczne, w wyniku
których w tych zbiornikach dojdzie do eliminacji skumulowanych zanieczyszczeń
organicznych i związków biogenicznych w wodzie i osadach dennych.
Jedną z najnowszych metod rekultywacji zbiorników wodnych w świecie, nadal
stosunkowo rzadko stosowaną w Polsce, jest technologia bioremediacji mikrobiologicznej,
w której wykorzystywana jest zdolność szeregu zespołów mikroorganizmów (bakterie,
promieniowce, grzyby) do rozkładu i transformacji zanieczyszczeń organicznych
skumulowanych w wodzie i osadach dennych. Jakkolwiek istotność i nadrzędność
procesów mikrobiologicznych w funkcjonowaniu ekosystemów wodnych nie jest już
kwestionowana – to skuteczność bioremediacji mikrobiologicznej i jej przydatność
w rekultywacji wód jest często kwestionowana i krytykowana.
Celem referatu jest przedstawienie założeń i koncepcji kompleksowej bioremediacji
mikrobiologicznej (KOBIOMIK) oraz technologii CYANOXIDE do eliminacji zakwitów sinic.
Przedstawione zostaną także efekty środowiskowe zastosowanych technologii
w rekultywacji zanieczyszczonych i silnie zeutrofizowanych zbiornikach wodnych (stawy,
jeziora).
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
20
Metagenomika w badaniu systemów biologicznego oczyszczania
wody i ścieków
Sławomir Ciesielski1*
1Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Słoneczna 45 G, 10-719 Olsztyn,
Słowa kluczowe: biologiczne oczyszczanie ścieków, metagenomika, zbiorowiska
mikroorganizmów
ABSTRAKT
Złożone zbiorowiska mikroorganizmów są podstawowym składnikiem ekosystemów,
zarówno naturalnych jak i antropogenicznych. Ich struktura i funkcje są badane od
dziesięcioleci, natomiast przełom w tej dziedzinie nastąpił w ciągu ostatniej dekady. Było
to wynikiem rozwoju technologii masowego sekwencjonowania DNA. Tego rodzaju
technologia wykorzystywana jest do badania zróżnicowania mikroorganizmów na
poziomie szczepów i do analizy zmienności zbiorowisk mikroorganizmów w czasie poprzez
podejście określane jako metagenomika. Metagenomika zrewolucjonizowała
mikrobiologię środowiskową w zakresie identyfikacji mikroorganizmów jak i analizy
potencjału genetycznego zbiorowisk mikroorganizmów. Poprzez badania metagenomiczne
odkrywane są nowe biokatalizatory oraz szlaki biosyntezy w tempie niemożliwym do
osiągnięcia z wykorzystaniem tradycyjnych narzędzi biologii molekularnej. Dlatego też
podejście metagenomiczne coraz częściej wykorzystywane jest do również do badania
systemów biologicznego oczyszczania wody i ścieków. Uzyskanie szczegółowej wiedzy
o mikroorganizmach pełniących główną rolę w osadzie czynnym i złożach biologicznych
może pomóc w optymalizacji procesów konwersji i usuwania zanieczyszczeń.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
21
Outer membrane vesicles in aquatic bacteria
Araceli Contreras-Rodríguez1*, Eric Daniel Avila-Calderón2
1 Instituto Politécnico Nacional, Departamento de Microbiología, Mexico City, 2 Center for Research and Advanced Studies of the National Polytechnic Institute, Mexico
City
Keywords: Outer membrane vesicles, Gram negative bacteria
ABSTRACT
Outer membrane vesicles (OMVs) are released from the envelope of Gram negative
and Gram positive bacteria. OMVs are implicated in many physiological and pathological
processes to help bacteria to acquire nutrients, aid in niche competition with other cells,
provide protection against anti-bacterial components, and play as carriers of virulence
factors. These nanostructures have been found in several aquatic bacteria, such as Vibrio
sp., Shewanella sp., Aeromonas sp., Edwarsiella sp., Alteromonas sp., Salinicola sp., and
Thalassospira sp between others. These vesicles contain outer membrane proteins,
cytoplasmic proteins, and periplasmic protein; as well as LPS. Also nucleic acids have
been found in OMVs: DNA and RNA. Through proteomics some virulence factors have
been identified in OMVs from pathogens, such as the cholera toxin in V. cholerae;
hemolysin and phospholipase in V. anguillarum. In other hand, some proteins found in
OMVs elicit immune response, based on these findings OMVs also have been used as a
platform to develop acellular vaccines. In Edwarsiella tarda, OMVs were used as
a vaccine in fish; results showed that animals were protected against a challenge with
E. tarda. We found in A. hydrophila OMVs some virulence factors such as lipases,
hemolysin, and RtxA toxin. Also, OMVs from A. hydrophila induced lymphocyte activation
and apoptosis in monocytes, as well as over-expression of pro-inflammatory cytokines.
In the last years OMVs have been extensively studied, to find out if they can be
considered a new type of secretion system.
In this work we will discuss the latest findings related with OMVs in aquatic bacteria.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
22
Jakość wód a zróżnicowanie gatunkowe mykoplanktonu na
przykładzie kanału Ostródzko-Elbląskiego
Adam Cudowski1*, Ewa Siergiej1, Anna Pietryczuk1, Tomasz Hauschild2,
Magdalena Świsłocka3
1,2,3 Uniwerystet w Białymstoku, Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Biologii, ul. Ciołkowskiego 1J, 15-245 Białystok
1Zakład Hydrobiologii, 2 Zakład Mikrobiologii,
3Zakład Zoologii Molekularnej,
Słowa kluczowe: grzyby wodne, zanieczysczenie wód, żyzność wód, jakość wody
ABSTRAKT
Badania były prowadzone w okresach letnich w latach 2014-2015 na 18
stanowiskach położonych wzdłuż biegu kanału Ostódzko-Elbląskiego. Ich celem było
określenie liczebności i zróżnicowania gatunkowego mykoplanktonu na tle jakości wód
badanego systemu. Analizowane wody cechowała duża hydrochemiczna zmienność, co
przejawiało się m. in. ich zróżnicowaną: przewodnością elektrolityczną (EC) oscylującą
w granicach od 206μS/cm (jezioro Pauzeńskie) do 683μS/cm (Elbląg-Nowakowo), ilością
azotu całkowitego (TN) od 1,42mgN/L (jezioro Szeląg Wielki) do 3,86mgN/L (jezioro
Pauzeńskie), ilością organicznego węgla całkowitego (TOC) od 14,4mgC/L (jezioro
Dreństwo) do 51,7mgC/L (śluza Dreństwo) i ilością fosforu całkowitego (TP) od 49,9gP/L
(jezioro Szeląg Wielki) do 860gP/L (śluza Ruś Mała). Spośród wszystkich badanych
stanowisk w systemie wód kanału Ostródzko-Elbląskiego, największą liczebność
mykoplanktonu, która wynosiła 90400 CFU/mL zaobserwowano w jeziorze Pauzeńskim,
najmniejszą zaś na stanowisku Elbląg-Nowakowo i w kanale Iławskim (400 CFU/mL). Największe zróżnicowanie gatunkowe grzybów wodnych odnotowano w jeziorze
Pauzeńskim (16 gatunków), natomiast najmniejsze na stanowiskach Elbląg-Nowakowo
oraz w kanałach Awajki i Iławskim (3 gatunki). Penicillium chrysogenum był gatunkiem
najczęściej występującym w wodnach kanału Ostródzko-Elbląskiego (obecny był aż na
11 z 18 badanych stanowisk). Gatunek Penicillium commune występował na większości
badanych stanowisk i w dużej mierze pokrywał się on z obecnością Penicillium
chrysogenum. Tak obfite występowanie obu tych gatunków w badanym kanale jest
spowodowane bardzo wysoką tolerancją tych mikroorganizmów na zmiany fizyko-
chemicznych parametrów jakości wód. Zwiększeniu wartości przewodności
elektrolitycznej wód towarzyszył z jednej strony spadek liczebności grzybów
strzępkowych, co było szczególnie widoczne na stanowisku Elbląg-Nowakowo, z drugiej
zaś strony wzrost ogólnej liczebności mykoplanktonu. Badania wykazały, iż gatunki
grzybów zasiedlających wody bardzo czyste, tzn. o niskiej wartości przewodności
elektrolitycznej (do 220μS/cm) oraz niskim stężeniu jonów siarczanowych(VI)
i chlorkowych to: Phoma herbarum i Phoma macrostomata. Niskie wartości stężeń
fosforu, a także azotu i węgla organicznego w wodach sprzyjały występowaniu grzybów
strzępkowych (ujemna korelacja pomiędzy liczebnością grzybów strzępkowych
a stężeniem TP na poziomie r=-0.81, p<0,001), co pozwala przypuszczać, że rozwojowi
grzybów strzępkowych towarzyszy niższa żyzność wód. Zwiększona wartość stężenia
fosforu całkowitego w wodach kanału Ostródzko-Elbląskiego sprzyjała występowaniu
gatunków: Penicillium chrysogenum oraz Talaromyces amestolkiae (dodatnia korelacja
pomiędzy ogólną liczebnością grzybów a stężeniem TP na poziomie r=0.93, p<0,001).
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
23
Bakteriofagi f-specyficzne i somatyczne w kontekście ich
oporności na czynniki zewnętrzne, na przykładzie śródmiejskiego jeziora Rusałka
Paulina Czupryńska1, Joanna Śliwa – Dominiak1, Beata Tokarz - Deptuła2,
Wiesław Deptuła1*
1Katedra Mikrobiologii, 2Katedra Immunologii Wydział Biologii, Uniwerystet Szczeciński, Ul Felszaka 3c, 71-412 Szczecin
ABSTRAKT Słowa kluczowe: bakteriofagi, woda
W wodzie bakteriofagi stanowią większość czynników mikrobiologicznych i badanie
ich występowania były prowadzone w wodach stojących i płynących oraz ściekach, oprócz
małych jeziorek śródmiejskich. Zakres tych badań dotyczył wystepowania i różnorodności
bakteriofagów w tym środowisku oraz ich oporności na czynniki fizyczne i chemiczne
w kontekście potencjalnego ich wykorzystania jako wskaźników zanieczyszczeń wody.
Materiałem do badań były próby wody pobrane co kwartał, w każdej z pór roku
(wiosna, lato jesień, zima) przez 3 lata z dwóch punktów (A i B) jeziora śródmiejskiego
jeziora Rusałka położonych naprzeciwko siebie, w odleglości 0,67 km.
Ilość bakteriofagów F-specyficznych oraz somatycznych oznaczono metodą SAL
(Single Agar Layer), która wykorzystuje zjawisko tworzenia na podłożu z hodowlą
bakteryjną określonych szczepów E. Coli, innego szczepu użyto w celu określenia
bakteriofagów somatycznych, a innego w przepadku bakteriofagów F-specyficznych stref
liz – przejaśnień (PFU/100 ml wody).
Analizując ilość bakteriofagów F-specyficznych, w punkcie A wykazano, że latem ich
wartość waha się od 49 PFU/100 ml wody drugiego roku doświadczenia do wartości
niepoliczlanych jesienią trzeciego roku doświadczenia, natomiast w punkcie B w czasie
wiosny i lata w pierwszym roku badania nie stwierdzono ich wcale, natomiast najwięcej
notowano ich, bo aż 534 PFU/100 ml wody, w okresie wiosennym w trzecim roku
doświadczenia. Natomiast ilość bakteriofagów somatycznych w punkcie A wahała się od
30 wiosną w pierwszysm roku doświadczenia do wartości niepoliczlnych w sezonie
jesiennym w drugim i trzeci roku doświadczenia, natomiast w punkcie B od 13 PFU/100
ml wody wiosną w pierwszym roku doświadczenia do wartości niepoliczalnych zimą
trzeciego roku doświadczenia.
Oceniając ilość badanych bakteriofagów F-specyficznych w punkcie A i B, nie można
stwierdzić, że ich warości ściśle są związane z sezonem, a więc i temperaturą otoczenia.
Badania te wykazały że ilości bakteriofagów F-specyficznych jak i somatycznych są
mniejsze, niż notowane w jeziorach dużych (Niemcy, Rosja) i rzece (Luksemburg).
Natomiast uzyskane wartości są porównywalne do wyników własnych badań
przeprowadzonych dla śródmiejskich jeziorek małych.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
24
Możliwość wykorzystania genu 16s rRNA jako markera aktywności
archeonów w procesie fermentacji metanowej
Dorota Dąbrowska1*, Sławomir Ciesielski1
1Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Biotechnologii w Ochronie
Środowiska
Słowa kluczowe: Archaea, Bacteria, fermentacja metanowa, metagenomika
ABSTRAKT
Jednym z bardziej efektywnych sposobów przetwarzania biomasy jest fermentacja
beztlenowa, której najważniejszym produktem końcowym jest biogaz. W związku z tym,
że ma on wysoką wartość opałową jego produkcja pozostaje w sferze zainteresowań
zarówno naukowców jak i firm z branży energetycznej. Głównym czynnikiem
decydującym o prawidłowym przebiegu procesu produkcji biogazu są mikroorganizmy,
ponieważ to dzięki nim zachodzą procesy biochemiczne fermentacji metanowej.
Najważniejszą grupą mikroorganizmów odpowiedzialnych za produkcję biogazu są
metanogeny. Przetwarzają one substancje, takie jak octany, dwutlenek węgla i wodór
w energię niezbędną do prowadzenia procesów życiowych i biogaz.
Ekologia mikroorganizmów związanych z syntezą biogazu była przedmiotem wielu
prac naukowych a zastosowane w nich metody molekularne takie jak SCCP, DGGE, FISH
czy sekwencjonowanie DNA pozwoliło na poznanie bioróżnorodności badanych środowisk.
Dzięki dostępności technologii sekwencjonowania DNA nowej generacji możliwe jest
dokładniejsze poznanie zbiorowisk mikroorganizmów oraz określenia funkcji
poszczególnych ich członków. W tego rodzaju badaniach analizowany gen kodujący 16S
rRNA amplifikowany jest na podstawie DNA. Niedoskonałość badań metagenomicznych
z wykorzystaniem DNA, wynika z faktu, że uzyskiwane wyniki nie dostarczają informacji
o aktywności badanych mikroorganizmów. Potencjalnym rozwiązaniem może być
wykorzystanie RNA zamiast DNA. Dlatego też celem niniejszej pracy było określenie
możliwości wykorzystania metodologii opartej na RNA do amplifikacji genu kodującego
16S rRNA jako markera aktywności bakterii w procesie fermentacji metanowej.
W pierwszym etapie badań rozdział amplikonów genu 16S rRNA za pomocą elektroforezy
DGGE, wykazał znaczące różnice we wzorach prążkowych pomiędzy próbami
pochodzącymi z matryc RNA i DNA. W wyniku sekwencjonowania DNA metodą Illumina
uzyskano odczyty, które wykorzystując kompilację programów bioinformatycznych
zostały przefiltrowane pod względem jakości, zliczone i sklasyfikowane do gatunku
bakterii. Jako kryterium przyjęto podobieństwo do sekwencji DNA znajdujących się
w Banku Genów większe niż 97%. W próbie charakteryzującej DNA sklasyfikowanych
zostało 2351 rodzajów taksonów, z czego 263 było archeonami, natomiast w przypadku
próby charakteryzującej RNA sklasyfikowano 2592 taksonów, z czego 550 pochodziły
z domeny Archaea. Dominującymi taksonami w próbie charakteryzującej DNA były
taksony należące do typu Bacteroidetes, natomiast w przypadku próby wykorzystującej
RNA dominującym typem bakterii były Proteobacteria. Uzyskane wyniki wskazują różnicę
w strukturze zbiorowiska mikroorganizmów, w zależności od zastosowanego materiału
wyjściowego i sugerują, że metodyka oparta na RNA może dostarczyć dokładniejszych
wyników, niż ta, która wykorzystuje DNA.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
25
Analiza obrazu a ocena ilościowa bakterii w osadzie czynnym
Magdalena Domańska1*
1 Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji, Uniwersyetet Przyrodniczy we Wrocławiu
Słowa kluczowe: analiza ilościowa, bakterie nitryfikacyjne, FISH
ABSTRAKT
W literaturze jest niewiele informacji na temat ilościowej oceny mikroorganizmów
w osadzie czynnym za pomocą analizy obrazu. Do tej pory opracowano wiele
specjalistycznych programów komputerowych, których zastosowanie wymaga
zrozumienia określonych algorytmów przetwarzania. Zazwyczaj analiza obrazu jest
poprzedzona procesem optymalizacji i segmentacji. Większość programów wykorzystuje
zdjęcia wykonane za pomocą metod fluorescencyjnych, m.in. FISH (fluorescent in situ
hybridization), która umożliwia identyfikację bakterii in situ. O ile obserwacje czystych
kultur bakterii dają pożądane rezultaty, to analiza obrazu kłaczków tworzących osad
czynny jest skomplikowana. Zabiegi przygotowania próbki, takie jak zastosowanie
ultradźwięków, tylko w pewnym stopniu pozwalają rozbić strukturę kłaczka i nie eliminują
wpływu substancji pozakomórkowej (EPS – Extracellular Polymeric Substances), która
ulegając wybarwieniu zakłóca analizę obrazu. W pracy postawiono hipotezę badawczą, że
za pomocą analizy obrazu jesteśmy w stanie kontrolować zmiany ilościowe bakterii
w osadzie czynnym. Artykuł omawia stosowane metody analizy obrazu oraz problemy
związane z oceną ilościową bakterii. Na przykładzie bakterii nitryfikacyjnych obecnych
w osadzie czynnym przeprowadzono identyfikację jakościową za pomocą metody FISH
oraz analizę ilościową z wykorzystaniem oprogramowania NIS-Elemnts 4.30 firmy Nikon.
Wyniki przeprowadzonych badań wykazały szereg trudności z oceną ilościową osadu
czynnego.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
26
Wpływ wybranych mutagenów chemicznych na dynamikę podziału
i zmienność genetyczną komórek Escherichia coli
Iwona Gołaś1*, Mateusz Florczuk2, Jacek Potorski1, Anna Gotkowska-Płachta1
1Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Prawocheńskiego 1, 10-720 Olsztyn;
*[email protected] 2Zakład Genetyki i Immunologii Klinicznej, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie,ul. Płocka
26, 01-138 Warszawa
Słowa kluczowe: podział komórki, zmienność genetyczna, bakterie, Escherichia coli
ABSTRAKT
Czynniki środowiskowe są jednymi z głównych determinantów warunkujących
możliwość wzrostu i podziału komórek bakteryjnych w środowiskach naturalnych
i sztucznych. Obecność różnorodnych związków chemicznych wpływa na czas podziału
komórek mikroorganizmów a tym samym rzutuje na ich liczebności i aktywność
metaboliczną zarówno w warunkach naturalnych jak i w trakcie eksperymentów
laboratoryjnych. Ze względu na powszechność występowania i łatwą hodowlę Escherichia
coli jest jednym z najczęściej wykorzystywanych w badaniach mikroorganizmem
modelowym. Ten gatunek bakterii jest składnikiem mikrobioty ścieków bytowo-
gospodarczych oraz powietrza atmosferycznego w pobliżu wszelkiego rodzaju obiektów
i urządzeń służących do ich oczyszczania. Wzrastająca odporność tych izolatów na
powszechnie stosowane środki dezynfekcyjne skłania do prowadzenia eksperymentów
zmierzających do wykorzystania innych związków chemicznych jako czynników
skutecznie ograniczających wzrost, rozwój i aktywność szczepów bakterii Escherichia coli
poza przewodem pokarmowym człowieka i zwierząt wyższych.
Celem badań była ocena wpływu trzech różnych mutagenów chemicznych na tempo
podziałów i zmienność genetyczną izolatów Escherichia coli. Badane szczepy wyizolowano
ze ścieków i bioaerozolu w trakcie badań prowadzonych na terenie biologicznej
oczyszczalni ścieków w Dobrym Mieście. Izolaty poddano indukowanej mutagenezie z
użyciem różnych stężeń (0mM, 0,3mM, 3mM, 10mM, 30mM, 100mM, 300mM,
1000mM) azydku sodu, metanosiarczanu etylowego i bromku etydyny. Szczepy
poddawano ekspozycji na działanie mutagenów przez 1, 3, 6, 9 i 12h.Wizualizację
efektów mutagenezy prowadzono z wykorzystaniem metody ilościowego wysiewu na
pożywkę selektywną Chromo Cult ES. Wyrosłe szczepy liczono, izolowano z nich DNA
i poddawano analizie genetycznej.
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dynamika podziałów komórek
bakteryjnych E. coli uległa znacznej redukcji u wszystkich szczepów po zastosowaniu
wybranych związków chemicznych, a spadek ten był zależny od dawki, czasu ekspozycji
i rodzaju mutagenu. Największe właściwości inhibicji podziałów komórek badanych
izolatów E. coli wykazywał bromek etydyny. Podobieństwo genetyczne analizowanych
szczepów zmieniało się w stosunku do prób kontrolnych w zależności od dawki mutagenu
i czasu jego działania. Zmienność genetyczna badanych szczepów wynosiła od20% do
100%.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
27
Ocena skuteczności promieniowania uv w obiegach zamkniętych
wody
Iwona Gołaś1*, Joanna Pajdak2, Jacek Potorski1, Elżbieta Terech-Majewska 2,
1 Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Olsztyn ul. Prawocheńskiego 1,
*[email protected] 2 Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Olsztyn ul.
Oczapowskiego 13; \
Słowa kluczowe: dezynfekcja wody, promieniowanie UV, profilaktyka
ABSTRAKT
Jedną z metod profilaktyki w hodowli ryb jest bierząca dezynfekcja wody mająca
na celu zmniejszenie liczby dronoustrojów potencjalnie patogennych dla ryb w wodzie
produkcyjnej. Mikrobiologiczna ocena ilościowa i jakościowa wody w obiegach
zamkniętych typu RAS (recirculating aquaculture systems) stanowi ważny punkt kontroli
warunków biologicznych hodowli. Skuteczna dezynfekcja przed rozpoczęciem nowego
cyklu produkcyjnego oraz w trakcie jego trwania pozwala na ograniczenie liczby form
wegetatywnych i przetrwalnikowych czynników potencjalnie chorobotwórczych.
Dezynfekcja wody w obiegach RAS z wykorzystaniem promienników UV jest metodą
stosowana powszechnie, gdyż uznawana jest za wysoce skuteczną i bezpieczną na ryb.
Celem pracy była ocena skuteczności dezynfekcji wody przy udziale
promieniowania UV.
Materiałem do badań były próbki wody pobrane z obiegu doświadczalnego typu
RAS. Próbki pobrano przed włączeniem lampy UV, oraz po 24 godz. jej działania. Pobrane
próbki poddano analizie mikrobiologicznej w kierunku ogólnej liczby drobnoustrojów
w 1 ml (OLD), na podłożu TSA (Trypticase Soya Agar, Oxoid) w temp. inkubacji 37˚C po
24 godz. oraz 22˚C po 72 godz. Dodatkowo wykonywano posiewy na podłoże wybiorcze
Chromocult Agar dla bakterii z rodziny Enterobacteriaceae, podłoże mFC dla E. coli,
podłoże SB dla enterokoków kałowych oraz podłoże Kinga B dla Pseudomonas sp.
OLD z próbki pobranej przed zastosowaniem UV wynosiła ~300 kolonii (w temp.
22˚C) oraz ~650 kolonii (w temp. 37˚C). W próbkach po zastosowaniu lampy UV OLD
spadła do ~20 (w temp. 22˚C) oraz ~45 kolonii (w temp. 37˚C). Nie zaobserwowano
redukcji wzrostu E. coli, co może wskazywać na zróżnicowaną skuteczność UV. Uzyskane
wyniki badań wskazują, że ta metoda dezynfekcji może być stosowana w ukierunkowanej
profilaktyce chorób ryb.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
28
Zagrożenia mikrobiologiczne wód systemu wielkich jezior
mazurskich w kontekście eutrofizacji: identyfikacja drobnoustrojów z rodzaju Legionella i Aeromonas
Karolina Grabowska1*, Aleksandra Bukowska1, Bartosz Kiersztyn1, Ryszard
Chróst1
1Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa
Słowa kluczowe: drobnoustroje chorobotwórcze, eutrofizacja, Wielkie Jeziora Mazurskie
ABSTRAKT
Drobnoustroje z rodzaju Legionella oraz Aeromonas są ściśle związane ze
środowiskiem wodnym. Legionella sp. zasiedla zarówno środowiska urządzeń
technicznych, jak systemy klimatyzacyjne, systemy wody chłodzącej, prysznice, baseny,
nebulizatory, jak i wodne środowiska naturalne – rzeki, stawy i jeziora. Izoluje się ją ze środowisk o temperaturach od 0 do 62°C. Do zakażenia Legionella sp. dochodzi poprzez
wniknięcie drogą oddechową aerozolu wodnego zawierającego drobnoustroje wywołujące
schorzenia opisywane jako legionelloza. Legionelloza przybiera postać ostrego zapalenia
płuc lub łagodnej gorączki Pontiac. Aeromonas sp. jest drobnoustrojem powszechnie
występującym w wodach naturalnych. Większość gatunków należących do rodzaju
Aeromonas to patogeny ludzi i zwierząt. Do infekcji dochodzi drogą pokarmową, drogą
oddechową lub poprzez kontakt skażonej drobnoustrojami wody ze zranioną skórą.
Infekcje Aeromonas sp. obejmują schorzenia ze strony układu pokarmowego (biegunka,
wymioty, bóle brzucha), zapalenie spojówek, zapalenie i martwicę tkanek miękkich,
zapalenie dróg moczowych a nawet bakteriemię, zwłaszcza u osób z obniżoną
odpornością. Aeromonas sp. podobnie jak Legionella sp. występuje w środowiskach o szerokich zakresach temperatur: od -2 do ok 45°C. Podwyższone temperatury wód
naturalnych (>25°C) mogą w przypadku obu drobnoustrojów promować ich
występowanie. Biorąc pod uwagę wpływ rosnącej antropopresji na stan troficzny
zbiorników wodnych Systemu Wielkich Jezior Mazurskich przeprowadzono analizy
z wykorzystaniem real-time PCR, mające na celu określenie obecności oraz udziału
w ogólnej liczbie drobnoustrojów patogennych mikroorganizmów z rodzaju Legionella
oraz Aeromonas, ze szczególnym uwzględnieniem Legionella pneumophila oraz
Aeromonas hydrophila. Próbki do badań zostały pobrane w sezonie letnim (sierpień) oraz
wiosennym (maj) z litoralu 16 jezior o różnym statusie troficznym. Wyniki analiz
molekularnych odniesiono zarówno do wskaźników poziomu trofii poszczególnych
zbiorników wodnych, jak i temperatury wód.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
29
Badania osadów ze sztucznej hodowli bakterii Beta-AOB
Kamila Hamal1*, Magdalena Domańska1, Janusz Łomotowski1
1 Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław, Polska
* [email protected] numer telefonu:
Słowa kluczowe: osad czynny, Nitrosomonas, fluorescent in situ hybridization,
ABSTRACT
Osad czynny używany jest przez oczyszczalnie do redukcji biogenów ze ścieków.
Wyhodowanie stabilnego osadu może stanowić poważny problem zwłaszcza dla małych
oczyszczalni. Zmiany składu dopływających ścieków lub awarie mogą spowodować utratę
stabilności osadu. Celem badań była ocena warunków pracy osadu czynnego
pochodzącego ze sztucznej hodowli bakterii. Badania prowadzono od października 2016
r. do marca 2017 r. Ścieki wraz z osadem czynnym były w sposób ciągły napowietrzane.
Dwa razy w tygodniu wykonywano pomiary odczynu i przewodności oraz stężenia jonów
amonowych, azotanowych i azotynowych. Skład gatunkowy badano przy użyciu
fluorescencyjnej metody FISH z zastosowaniem sondy NSO1225 i NIT3. Do oceny
żywotności populacji wykorzystano odczynnik LIVE/DEAD firmy Thermo Scientific.
Ponadto regularnie wykonywano granulometrię osadu za pomocą Mastersizera 2000.
Przeprowadzone badania potwierdziły występowanie głównie bakterii nitryfikacyjnych I
fazy nitryfikacji. Analiza granulometryczna oraz analizy fluorescencyjne wykazały, że
wyhodowany osad był stabilny. Przedstawione wyniki mogą być przydatne w celu hodowli
bakterii wykorzystywanych jako zaszczep w przypadku problemów ze stabilnością osadu.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
30
Bioróżnorodność bakterii w solankach leczniczych Kołobrzegu i
Połczyna Zdroju
Agnieszka Kalwasińska*1, Edyta Deja-Sikora1, Attila Szabó2, Tamás Felföldi2,
Arkadiusz Krawiec3, Maciej Walczak1
1 Zakład Mikrobiologii Środowiskowej i Biotechnologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska,
Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, ul. Lwowska1, 87-100 Toruń,
*[email protected] 2 Department of Microbiology, Eötvös Loránd University, Budapest, Hungary
3 Katedra Geologii i Hydrogeologii, Wydział nauk o Ziemi, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w
Toruniu
Słowa kluczowe: solanki lecznicze, mikrobiom, NGS
ABSTRAKT
Największe zasoby solanek w Polsce są zlokalizowane w północno zachodniej
i centralnej części kraju. Ponieważ wody te są wykorzystywane do celów leczniczych
i rekreacyjnych podlegają regularnemu monitoringowi składu chemicznego i stanu
sanitarnego, natomiast wiedza dotycząca mikrobiomu tych solanek jest skąpa.
Celem badań było określenie składu taksonomicznego i bioróżnorodności zbiorowisk
mikroorganizmów (bakterii i archeonów) bytujących w wybranych solankach leczniczych
Kołobrzegu i Połczyna Zdroju. Próby do badań pobrano w listopadzie 2014 z wód
leczniczych ujmowanych z warstw wodonośnych triasu, jury i czwartorzędu (1248m – 46
m).
Bakteryjne i archeonowe geny 16S rRNA amplifikowano i sekwencjonowano
z zastosowaniem technologii sekwencjonowania nowej generacji NGS (MiSeq, Illumina).
Z przeprowadzonych badań wynika, że wśród zidentyfikowanych typów bakteryjnych,
we wszystkich rodzajach solanek dominowały Proteobacteria (58-90%). Wody z ujęć
Połczyn IG-1, Anastazja oraz Bogusław B-2 charakteryzowały się znacznym udziałem
Deltaproteobacteria (odpowiednio 90%, 84% i 32%), natomiast w solance z ujęć Emilia
i Perła najliczniej reprezentowaną klasą były Gammaproteobacteria (53% i 22%).
W strukturze zbiorowisk bakteryjnych na poziomie rodziny, w solankach z ujęć Połczyn
IG-1, Anastazja i Bogusław B-2, dominowały sekwencje przypisane do rodziny
Desulfovibrionaceae (rodzaj Desulfovibrio). W wodach pobranych z tych ujęć stwierdzono
również znaczny udział sekwencji Desulfobacteraceae (Desulfotignum) i Desulfobulbaceae
(Desulfopila). Generalnie, bakterie redukujące związki siarki występowały we wszystkich
badanych solankach, a ich udział wynosił od 7 do 90%. Solanka połczyńska, jako jedyna,
charakteryzowała się występowaniem archeonów. Zbiorowisko archeonów zdominowane
było przez sekwencje przypisane do typu Euryarcheota, klasy Methanobacteria, rodziny
Methanobacteriaceae i rodzaju Mathanobacterium (97%). Czynnikami środowiskowymi
istotnymi z punktu widzenia kształtowania struktury badanych zbiorowisk były: jony
chloru, sodu oraz magnezu.
Wśród badanych wód leczniczych największym bogactwem gatunkowym i najwyższą
bioróżnorodnością charakteryzowała się solanka ujmowana z odwiertu Bogusław B-2,
natomiast najniższe bogactwo gatunkowe i najniższą bioróżnorodność sekwencji
bakteryjnych stwierdzono w solance ujęcia IG-1 w Połczynie Zdroju. Zarówno
obserwowana liczba gatunków, jak i wskaźniki bioróżnorodności zbiorowisk bakteryjnych
wykazywały istotną, negatywną korelację z głębokością ujęcia i stopniem mineralizacji.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
31
Różnorodność taksonomiczna i metaboliczna mikroorganizmów
zasiedlających strefę litoralową jezior o różnym stopniu eutrofizacji należących do systemu Wielkich Jezior Mazurskich
Bartosz Kiersztyn1*, Ryszard Chróst1, Waldemar Siuda1, Tomasz Kaliński1,
Aleksandra Bukowska1, Karolina Grabowska1
Zakłed Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnoligii Środowiskowej, Wydział Biologii, Uniwerystet Warszawski, ul. Krakowskie Przedmieście 26/28
Słowa kluczowe: Bakterie, Różnorodność taksonomiczna, Profil metaboliczny, Jeziora, Eurtofizacja
ABSTRAKT
Silna antropopresja powoduje m.in. wzrost tempa eutrofizacji jezior oraz, prawdopodobnie, zmiany w strukturze filogenetycznej żyjących w nich zespołów mikroorganizmów. Różnice
w strukturze taksonomicznej mogą wiązać się z modyfikacją profilu metabolicznego mikroorganizmów zasiedlających jezioro i w konsekwencji zmianą funkcjonowania całej sieci troficznej.
Celem przeprowadzonych badań była analiza różnorodności taksonomicznej i metabolicznej mikroorganizmów zasiedlających wody litoralowe jezior Systemu Wielkich Jezior Mazurskich. Podjęto próbę powiązania struktury taksonomicznej mikroorganizmów żyjących w tych jeziorach z ich funkcją, zbadaną na podstawie preferencyjnego wykorzystania różnorodnych źródeł węgla.
Weryfikacji poddane zostały następujące główne hipotezy badawcze: 1) Jeziora silnie zeutrofizowane są inne pod względem różnorodności taksonomicznej
i metabolicznej zasiedlających je mikroorganizmów od jezior słabo zeutrofizowanych. 2) Różnice w składzie taksonomicznym ściśle determinują różnice w profilu metabolicznym
zasiedlających je mikroorganizmów – występuje silny związek struktury z funkcją mikroorganizmów.
Próby wody pobrano w lipcu 2016 r. z litoralu 15 jezior Systemu Wielkich Jezior Mazurskich (SWJM) o zróżnicowanym stopniu eutrofizacji: mezo-eutroficznych jezior: Przystań, Mamry, Dargin, Kisajno o wartości TSI na ogół mniejszej niż 50, i eutroficznych: Niegocin, Boczne, Jagodne, Szymoneckie, Szymon, Tałtowisko, Ryńskie, Tałty, Mikołajskie, Bełdany, Śniardwy.
W celu identyfikacji mikroorganizmów obecnych w wodzach jezior przeprowadzono sekwencjonowanie fragmentu zmiennego v3-v4 kodującego 16s RNA domeny Bacteria techniką illumina. Odczyt bibliotek dokonano na urządzeniu MiSeq, bazę analizowano w oparciu o biblioteki
Greengenes. Różnorodność fizjologiczna (metaboliczna) zespołu mikroorganizmów zasiedlających
wody badanych jezior została określona na podstawie możliwości wykorzystania przez te mikroorganizmy 31 różnorodnych źródeł węgla z wykorzystaniem mikropłytek EcoPlate firmy Biolog (USA). Przeprowadzono także standardowe analizy parametrów fizykochemicznych i biochemicznych.
Wykazano znaczne różnice w składzie taksonomicznym mikroorganizmów należących do domeny Bacteria żyjących w jeziorach o małej żyzności w porównaniu z jeziorami silniej
zeutrofizowanymi. Ponadto jeziora słabiej zeutrofizowane charakteryzowały się większa różnorodnością i równocennością taksonomiczną, lecz przy niższym bogactwie gatunkowym. Odwrotnie sytuacja przedstawia się kontekście różnorodności metabolicznej. Tu wzrost eutrofizacji powodował zwiększenie możliwości wykorzystania dostępnych źródeł węgla, które były wydajnie respirowane (wyższa równocenność), choć w kilku przypadkach wykorzystywane było ich mniej niż w zbiornikach słabo eutroficznych. W wodach tych jezior zespoły mikroorganizmów były
wyspecjalizowane w równocennym, wydajnym wykorzystaniu kilkunastu testowanych źródeł węgla. Nie stwierdzono ścisłego związku pomiędzy profilem filogenetycznym i metabolicznym
badanych mikroorganizmów. Zarówno skład filogenetyczny jak i w dużym stopniu warunki
fizykochemiczne oraz dostępność źródeł węgla w badanych jeziorach determinowały metabolizm zespołów zasiedlających je mikroorganizmów.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
32
Metagenom czy amplikon - ewaluacja dwóch metod
sekwencjonowania nowej generacji (NGS) w badaniach nad różnorodnością bakterii na przykładzie mat mikrobialnych i skorup
glebowych z Pamiru Wschodniego
Grzegorz Kowalczyk1*,Iwona Jasser2,Małgorzata Suska-Malawska2, Jan
Kwiatowski3
1 Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej, Instytut Botaniki, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski
*[email protected] 2 Zakład Ekologii Roślin i Ochrony Środowiska, Instytut Botaniki, Wydział Biologii, Uniwersytet
Warszawski 3 Zakład Filogenetyki Molekularnej i Ewolucji, Instytut Botaniki, Wydział Biologii, Uniwersytet
Warszawski
Słowa kluczowe: 16S rDNA, amplicon, maty mikrobialne, metagenom, NGS
ABSTRAKT
Wraz z rosnącą popularnością, malejącymi kosztami i ciągłym wdrażaniem nowych
rozwiązań z zakresu sekwencjonowania metodami nowej generacji (NGS) konieczna staje
się ewaluacja dostępnych rozwiązań. W badaniach pilotażowych nad różnorodnością
mikroorganizmów w próbach środowiskowych wykorzystaliśmy dwie popularne metody –
analizę całkowitego DNA (bez amplifikacji) z wykorzystaniem aparatu Illumina HiSeq
2000 (metagenom) oraz analizę zamplifikowanego regionu zmiennego V3-V4 16S rDNA
(amplikonu) z wykorzystaniem Illumina MiSeq. Jednym z celów badań była ocena
skuteczności i użyteczności metod NGS w tym ocena skuteczności dostępnego
oprogramowania komputerowego do analizy otrzymanych odczytów. Dostępne dane
literaturowe dowodzą, że jakość otrzymywanych wyników w dużym stopniu zależy od
rodzaju analizowanego środowiska. Nasze doświadczenia pozwoliły ustalić, że podejście
metagenomowe zapewnia nie tylko wyższą dokładność i skuteczność wykrywania
organizmów występujących nielicznie, lecz wolne jest również od błędów powstających w
procesie amplifikacji oraz od tzw. „amplicon bias” (tendencyjności amplifikacji), mających
znaczący wpływ na jakość danych. Z drugiej strony metoda wykorzystująca amplikon jest
szybsza i przydatniejsza do identyfikacji organizmów dominujących, pozwala też na
selektywne badanie wybranych grup organizmów z wykorzystaniem specyficznych
starterów. Poza doborem techniki znaczący wpływ na dane końcowe miał dobór
programów komputerowych użytych do analizy uzyskanych danych. Jednym z głównych
wniosków przeprowadzonych badań, jest stwierdzenie, że technika NGS stosowana do
badania naturalnych zespołów mikroorganizmów winna być wzbogacone o analizę „próbki
standardowej” zawierającej mieszankę szczepów o znanym składzie i znanych genomach
(mock community). Innym ważnym wnioskiem jest konstatacja, że choć obydwie
testowane techniki analityczne doskonale się uzupełniają, to bezpośrednie porównywanie
składu taksonomicznego zespołów mikroorganizmów jest trudne a czasem wręcz
niemożliwe. Skłaniamy się jednak do wykorzystania metod metagenomowych, gdyż poza
większą rozdzielczością analiz składu taksonomicznego pozwalają również na analizy
funkcjonalne izolowanego materiału genetycznego.
(Grant 2013/09/B/ST10/01662 i 2015/19/B/NZ9/00473)
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
33
Występowanie i aktywność bakterii bentosowych
w zbiornikach wodnych o różnej trofii
Łukasz Kubera1*, Wojciech Donderski1
Zakład Mikrobiologii, Instytut Biologii Eksperymentalnej, Wydział Nauk Przyrodniczych
Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Al. Powstańców Wielkopolskich 10, 85-090 Bydgoszcz
Słowa kluczowe: bakterie bentosowe, aktywność mikrobiologiczna, zbiorniki wodne
ABSTRAKT
WSTĘP I CEL PRACY. Bakterie bentosowe odgrywają istotną rolę w procesach
dekompozycji i transformacji materii organicznej w zbiornikach jeziornych. Zdeponowane
na ich dnie substancje organiczne przyczyniają się do wypłycania i starzenia się
zbiorników wodnych. Procesy te mają szczególne znaczenie w kontekście niewielkich
jezior, które stanowią bardzo liczny i ważny komponent środowiska naturalnego.
W grupie takiego ryzyka znajduje się wiele zbiorników objętych ochroną prawną
położonych na terenach parków narodowych, krajobrazowych i rezerwatów przyrody.
Celem niniejszej pracy była ogólna charakterystyka bakterii bentosowych oraz ocena ich
aktywności metabolicznej na tle zróżnicowanych troficznie zbiorników wodnych.
MATERIAŁY I METODY. Badaniami objęto powierzchniową warstwę osadów
dennych 4 zróżnicowanych troficznie jezior położonych na terenie Parku Narodowego
„Bory Tucholskie”. W celu oznaczenia liczebności bakteriobentosu oraz jego aktywności
metabolicznej wykorzystano zarówno klasyczne metody hodowlane jak również
fluorescencyjne metody cytologiczne z wykorzystaniem zestawu barwników LIVE/DEAD®
BacLightTM Bacterial Viability Kit. Aktywność oddechową bakterii bentosowych oznaczono
metodą respirometryczną z wykorzystaniem zestawu OxiTop firmy WTW. Analizę
taksonomicznego zróżnicowania dominujących szczepów bakterii bentosowych wykonano
metodą metabolicznego odcisku palca techniką BIOLOG®.
WYNIKI I WNIOSKI. Analizy liczebności bakteriobentosu wykazały istotne
statystycznie różnice zarówno w obrębie troficznego typu jeziora jak i sezonu
badawczego. Uzyskane wyniki wskazywały jednocześnie, że żyzność zbiornika wodnego
bardziej koresponduje z liczebnością bakterii hodowalnych niż z liczebnością bakterii
oznaczanych metodami cytologicznymi. Nie stwierdzono jednocześnie korelacji pomiędzy
ilością bakterii bentosowych a ich aktywnością metaboliczną. Powyższy wniosek
potwierdzono zarówno w badaniach przeprowadzonych metodami hodowlanymi jak
i w badaniach in situ. Analiza struktury taksonomicznej wykazała, że wśród szczepów
bakterii bentosowych dominowały gatunki należące do typów Firmicutes oraz
Proteobacteria, a na zróżnicowanie gatunkowe wpływ miała żyzność zbiornika wodnego.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
34
Zbiorowiska bakteryjne w starorzeczach rzeki Biebrzy
Sylwia Lew1*, Magdalena Górzyńska1, Katarzyna Glińska-Lewczuk2,
Paweł Burandt2, Marcin Lew3, Krystian, Obolewski4, Julita Dunalska5
1 Katedra Mikrobiologii, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, 2Katedra Gospodarki Wodnej, Klimatologii i Kształtowania Środowiska, Uniwersytet
Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, 3Katedra Chirurgii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
4Katedra Hydrobiologii, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, 5Katedra Inżynierii Ochrony Wód, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Słowa kluczowe: starorzecza, bakterioplankton, DOPE-FISH,
ABSTRAKT
Starorzecza to osobliwe ekosystemy skupiające cechy środowiska rzecznego
i jeziornego. Są ważnymi centrami ekologicznymi o ogromnej bioróżnorodności i dużym
znaczeniu hydrologicznym. Jednak na skutek działalności człowieka ich funkcjonowanie
jest zagrożone. Poznanie dynamiki procesów hydrochemicznych oraz struktury
jakościowo-ilościowej zbiorowisk bakteryjnych, będących podstawą funkcjonowania jezior
rzecznych może stanowić punkt odniesienia w renaturyzacji tych ekosystemów.
Celem badań było określenie w jaki sposób czynniki hydrologiczne i hydrochemiczne
regulują strukturę ilościową i jakościową zbiorowisk mikroorganizmów w starorzeczach
naturalnych o różnym stopniu połączenia z rzeką główną. Badania prowadzono na
10 starorzeczach naturalnych rzeki Biebrzy przez okres trzech lat. Próby pobierano
z 3 miejsc na każdym starorzeczu i oznaczano w nich ogólną liczbę bakterii, biomasę
bakteryjną, średnią objętość komórek oraz skład zbiorowiska mikroorganizmów
z zastosowaniem techniki DOPE-FISH. Równolegle z oznaczeniami mikrobiologicznymi
przeprowadzono podstawowe badania hydrochemiczne i hydrologiczne.
Badania wykazały, że ogólna liczba bakterii wahała się średnio od 4 do 7.5 x106x ml-
1. W starorzeczach otwartych (lotycznych) nie stwierdzono znaczących różnic pomiedzy
liczbą bakterii w zalezności od miejsca poboru prób. Zagęszczenie mikroorganizmów,
biomasa oraz średnia objętość komórek były większe w starorzeczach zamkniętych
(lentycznych) przy niskich poziomach wody i wykazywały podobieństwo do
bakterioplanktonu jeziorowego w okresie stagnacji. W zbiorowisku wszystkich starorzeczy
dominowały Actinobacteria. Wykazano wysoką pozytywną korelację pomiędzy tą grupą
bakterii a wysokimi stanami wody. Drugą liczną grupą były również Betaproteobacteria,
których udział w zbiorowisku rósł przy wysokiej koncentracji DOC. Natomiast połączenie
z rzeką główną miało kluczowe znaczenia dla obecności Alpha- i Gammaproteobacteria.
Analiza wykazała również obecność Archaea, jednak ich udział nie przekraczał 4%
zbiorowiska.
Analiza wykazała że na model ilościowo- jakościowy zbiorowiska największy wpływ
miał stany wody. Innym czynnikiem regulującym model był stopień połączenia z rzeką
główną. Starorzecza otwarte reprezentowały model charakterystyczny dla rzek,
natomiast w częściowo lub całkowicie zamknięte odzwierciedlały strukturę
bakterioplanktonu jezior o niskim poziomie trofii.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
35
Wspomaganie dojrzewania złóż biologicznych w systemach ras
Sylwia Lew1*., Magdalena Górzyńska1, Konrad Stawecki2, Jakub Pyka2,
Zdzisław Zakęś3
1Katedra Mikrobiologii, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie,
2Zakład Ichtiologii, Hydrobiologii i Ekologii Wód, Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie, 3Zakład Akwakultury, Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie
Słowa kluczowe: bakterie nitryfikacyjne, filtr biologiczny, RAS, akwakultura
ABSTRAKT
Podstawowym celem zrównoważonej akwakultury jest – obok produkcji żywności
– zachowanie zasobów naturalnych. Systemy RAS poprzez zmniejszenie zużycia wody,
poprawę gospodarki odpadami i recykling składników odżywczych łączą intensywną
produkcję ryb z zachowaniem równowagi w środowisku. Wczesne stadia produkcji
narybku są wrażliwe na jakość wody, szczególnie na nagromadzenie się metabolitów,
w tym toksycznych dla ryb form azotu. Utrzymanie bezpiecznego poziomu tych związków
możliwe jest dzięki stosowaniu w systemach RAS filtrów biologicznych, których wadą jest
długi okres wpracowania.
Celem niniejszego eksperymentu było przeprowadzenie wspomaganego
dojrzewania filtrów biologicznych w warunkach kontrolowanych. Badania przeprowadzono
na dwóch systemach RAS: z biofiltrami fluidalnymi i typu PolyGeser. Do wszystkich
systemów dodano sole azotowe, natomiast w próbach właściwych, złoża zaszczepiono
powszechnie stosowanym w akwarystyce preparatem zawierającym mikroorganizmy
nitryfikacyjne. Badania prowadzono przez okres 17 dni. W próbach oznaczano ogólną
liczbę i biomasę bakterii, udział w zbiorowisku Alpha-, Beta- i Gammaproteobacteria oraz
bakterii nitryfikacyjnych I i II fazy oznaczanych techniką DOPE-FISH z zastosowaniem
specyficznych sond oligonukleotydowych: NIT3 I NSM156. W próbach oznaczano również
parametry fizyko-chemiczne wody: temperaturę, zawartość tlenu i odczyn oraz
koncentrację form azotu i węgla organicznego,.
Badania wykazały, że wspomaganie złoża znacznie skraca czas jego wpracowania
i przyśpiesza utylizację szkodliwych dla młodych ryb form azotu. Jednak brak istotnie
statystycznych różnic między systemami kontrolnymi a próbami właściwymi pokazuje, że
czynnikiem warunkującymi skrócenie czasu wpracowania złoża jest stworzenie
właściwych warunków wzrostu, szczególnie poprzez dostarczenie substancji odżywczych,
a nie - jak pierwotnie zakładano - zastosowanie preparatów zawierających
mikroorganizmy nitryfikacyjne odpowiedzialne za redukcję szkodliwych metabolitów.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
36
Usuwanie zanieczyszczeń z akwakultury w systemach
akwaponicznych
Przemysław Maksymowicz1*
1Wydział Biologii i Hodowli Zwierząt, absolwent kierunku Biologia ze specjalnością
Techniki Laboratoryjne, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Słowa kluczowe: akwaponika, bioremediacja, fitoremediacja, zanieczyszczenia, filtry
ABSTRAKT
Chów ryb w akwakulturze ze względu na ich duże zagęszczenie oraz intensywne
żywienie powoduje powstawanie zanieczyszczeń, głównie ekskrementów i resztek paszy,
które rozpuszczają się w wodzie lub gromadzą jako złogi na dnie basenów. Często
stosowane w akwakulturze obiegi zamknięte wody (recyrkulacyjne) przewidują
stosowanie technicznych systemów oczyszczania zawracanej wody (mikrosita, filtry
mechaniczne i biologiczne, dezynfekcja, natlenianie, korekta odczynu itp.). Aby
zwiększyć skuteczność oczyszczania wody w obiegu, głównie poprzez pełne usuwanie
biogenów, korzystne byłoby dołączenie jako dodatkowego elementu pojemników
z roślinami uprawianymi hydroponicznie (akwaponicznie). Uprawy akwaponiczne łączą
zbiorniki hodowlane z uprawą roślin, przez co wykorzystują naturalne procesy nitryfikacji
podobnie jak w przypadku biofiltrów, mając za zadanie umożliwić wchłanianie substancji
odżywczych uprawianym hydroponicznie roślinom.
Prezentacja charakteryzuje sposoby chowu ryb w akwakulturze, problemy związane
z usuwaniem produktów metabolizmu ryb, a także sposobami oczyszczania wody
w obiegach recyrkulacyjnych za pomocą typowych metod biotechnologicznych. Praca ma
również przybliżyć ideę upraw akwaponicznych wykorzystywanych za granicą oraz
opisuje próbę ich wykorzystania w krajowych systemach akwakultury poprzez włączenie
w obieg oczyszczanej wody jako elementu biofiltrującego. Spodziewanym efektem
powinno być skuteczniejsze oczyszczanie wody recyrkulowanej nie tylko z nadmiaru
biogenów ale również mikrozanieczyszczeń (np. metali ciężkich), a przez to poprawa
dobrostanu ryb w akwakulturze oraz korzyści wynikające z plonowania uprawianych
w ten sposób roślin.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
37
Ocena stanu sanitarno-bakteriologicznego wód wybranych fontann
miejskich na terenie Bydgoszczy
Marta Małecka-Adamowicz1*, Łukasz Kubera1
1 Zakład Mikrobiologii, Instytut Biologii Eksperymentalnej, Wydział Nauk Przyrodniczych,
Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, ul. Al. Powstańców Wielkopolskich 10, 85-90 Bydgoszcz
Słowa kluczowe: bakterie wskaźnikowe, fontanny miejskie, zagrożenie
epidemiologiczne
ABSTRAKT
Fontanny jako element architektury miejskiej, pełnią wyłącznie funkcję ozdobną
parków, skwerków czy starówek miast. Jednak w upalne, słoneczne dni stanowią również
miejsce przebywania i wodopoju dla zwierząt, głównie ptaków i psów, oraz są
wykorzystywane przez ludzi do ochłodzenia się jako kąpieliska. Jednoczesne korzystanie
z fontann przez ludzi i zwierzęta może przyczynić się do transmisji chorobotwórczych
mikroorganizmów i stanowić zagrożenie epidemiologiczne. Celem pracy było określenie
jakości wód bydgoskich fontann w oparciu o obecność bakterii psychrofilnych
i mezofilnych oraz bakterii wskaźnikowych stanu sanitarnego. Analizy mikrobiologiczne
wykonano w cyklu sezonowym na podłożach testowych według Polskich Norm.
W badanych fontannach stwierdzono obecność wszystkich omawianych grup bakterii.
Największą ich liczebność notowano w fontannie zlokalizowanej na Starym Rynku „Dzieci
bawiące się z gęsią”. Biorąc pod uwagę liczebność bakterii psychro- i mezofilnych oraz
bakterii grupy coli najczystsza była woda z fontanny przy Filharmonii Pomorskiej.
Najmniejszą liczbę bakterii Escherichia coli i enterokoków kałowych odnotowano
w wodzie z fontanny „Potop”, znajdującej się w Parku Kazimierza Wielkiego. Wykonane
analizy statystyczne wykazały, że na uzyskany wynik ogólnej liczby bakterii
heterotroficznych istotny wpływ miała pora roku. Różnicę wewnątrzgrupową z użyciem
testów post-hoc wykazano między letnim a jesiennym sezonem badawczym (p < 0,01).
Taki sam efekt uzyskano w przypadku statystycznej analizy liczebności bakterii
wskaźnikowych, która wykazała jedynie nieco niższy poziom istotności, gdzie p < 0,05.
Nie stwierdzono natomiast istotnych różnic w liczebności między bakteriami
psychrofilnymi i mezofilnymi oraz w obrębie bakterii wskaźnikowych.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
38
Antybiotykooporność szczepów Escherichia coli w ściekach
surowych i oczyszczonych
Justyna Mazurek1*, Ewa Bok1, Katarzyna Baldy-Chudzik1
1 Katedra Mikrobiologii i Genetyki, Wydział Nauk Biologicznych, Uniwerystet Zielonogórski,
ul. Licealna 6, 65-417 Zielona Góra
Słowa kluczowe: antybiotykooporność, E. coli, oczyszczanie ścieków
ABSTRAKT
Oczyszczanie ścieków ma na celu przywrócenie im takiej jakości, by mogły być
zwrócone do środowiska w stanie bezpiecznym dla zdrowia. Oprócz redukcji zawiesin
oraz stężenia związków organicznych i nieorganicznych, istotna jest również eliminacja
drobnoustrojów chorobotwórczych (1). Dodatkowe zagrożenie wynika z obecności
w ściekach oczyszczonych szczepów opornych na antybiotyki.
Materiał do badań. Szczepy E. coli izolowane ze ścieków surowych i oczyszczonych
z Zielonogórskiej oczyszczalni ścieków „ Łącza”. Oczyszczalnia pracuje w układzie
mechaniczno-biologicznym, trafiają do niej ścieki komunalne i przemysłowe bez wstępnej
obróbki, o zmiennym w czasie stężeniu zanieczyszczeń. Odbiornikiem ścieków
oczyszczonych jest rzeka Łącza (pod względem wskaźników fizycznych i biogennych
zaliczana do wód o dość dobrej jakości). Próby do badań pobierano w 4 sezonach w ciągu
1 roku. Łącznie wyizolowano 152 szczepy, 79 ze ścieków surowych i 73 z oczyszczonych.
Badano oporność na 12 antybiotyków: ampicylinę i cafalotynę z klasy β-laktamów,
gentamycyne, streptomycynę i neomycynę z klasy aminoglikozydów, kwas nalidiksowy
i norfloksacynę z chinolonów, tetracyklinę, chloramfenikol, trimetoprim/sulfametoksazol,
nitrofurantoinę, fosfomycynę. Zastosowano metodę krążkowo-dyfuzyjną, a wyniki
interpretowano zgodnie z wytycznymi CLSI (2).
Wyniki. 18% E. coli ze ścieków surowych oraz 16% z oczyszczonych było wrażliwych
na badane antybiotyki, pozostałe szczepy były oporne na 1 do 7 antybiotyków.
W badanym zbiorze szczepów izolowanych ze ścieków nieoczyszczonych, 37% było
wielolekoopornych (opornych na 3 i więcej klas antybiotyków), z czego większość
pochodziła z sezonu jesiennego (64%) oraz letniego (50%). Podobna liczba szczepów
wielolekoopornych- 33% została wyizolowana ze ścieków oczyszczonych, również głównie
z sezonu jesiennego (11/55%). Zarówno w ściekach surowych jak i oczyszczonych
przeważała oporność E. coli na ampicylinę (49% i 53%) i cefalotynę (po 62%). Często
występowała oporność na streptomycynę (37% i 29%), trimetoprim/suflametokazol
(23% 41%).
Wnioski. Proces oczyszczania ścieków eliminował jedynie w niewielkim stopniu ilość
szczepów E. coli opornych na antybiotyki. W ściekach oczyszczonych dostających się do
środowiska, występowały szczepy E. coli oporne na antybiotyki najczęściej stosowane
w leczeniu zakażeń.
Literatura:
1. Chełmicki W. Woda. Zasoby, degradacja, ochrona. 2002. Wyd. PWN.
2. CLSI, CLSI Document M100-S20. 2010. Wayne, PA
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
39
Tlenowy osad granulowany – czy ma przed sobą przyszłość?
Korneliusz Miksch1, Beata Kończak1,2, Joanna Surmacz-Górska1*
1 Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Śląska, Akademicka 2, 44-100 Gliwice,
*[email protected] 2 Zakład Ochrony Wód, Główny Instytut Górnictwa, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice
Słowa kluczowe: granulowany osad tlenowy, polimery zewnątrzkomórkowe, granulacja
ABSTRAKT
Rosnące zapotrzebowanie na energię pochodzącą z odnawialnych źródeł powoduje,
że przed oczyszczalniami ścieków stawiane są nowe zadania. Oprócz oczyszczania
ścieków zgodnie z rosnącymi stale wymaganiami oczyszczalnie powinny być
producentami energii na swoje potrzeby, a nadwyżkę energii powinny sprzedawać
zewnętrznym konsumentom. Ta nowa rola producenta energii netto powoduje, że
zmienia się konfiguracja nowoczesnej oczyszczalni. Jej głównym elementem stają się
komory fermentacji metanowej, do których trafiają osady ściekowe i kosubstraty –
biodegradowalne odpady dostarczane z zakładów przemysłowych. Główny do tej pory
ciąg, w którym oczyszczane są ścieki, coraz bardziej pozbawiany jest związków
organicznych, przeznaczanych na cele produkcji biogazu. Powoduje to w oczyszczanych
ściekach pogorszenie stosunku między biodostępnym węglem organicznym a azotem i
fosforem. Dodatkowo rozrastająca się część związana z fermentacją metanową
powoduje, że do oczyszczania ścieków potrzebne będą coraz mniejsze reaktory
umożliwiające usuwanie pozostałości związków organicznych oraz azotu i fosforu
z maksymalnie dużymi szybkościami.
Rozwiązaniem technologicznym, które może spełnić nowe wymagania stawiane przed
bioreaktorami oczyszczającymi ścieki jest tlenowy osad granulowany. Granule dzięki
między innymi polimerom zewnątrzkomórkowym, ułatwiającym granulację, zapewniają
wysokie stężenie mikroorganizmów w niewielkiej objętości reaktora i przy odpowiedniej
aktywności metabolicznej umożliwiają znaczne szybkości procesów oczyszczania.
Jednocześnie granulacja zapewnia zróżnicowanie warunków oddychania w zewnętrznych
i wewnętrznych warstwach granul, co umożliwia prowadzenie wielu procesów
jednostkowych jednocześnie w jednym bioreaktorze.
Technologia ta jednak przyjmowana jest z dużą ostrożnością i nie jest uważana za
niezawodną. Z tego względu wymaga jeszcze wielokierunkowych badań i wyjaśnienia
w pełni mechanizmów odpowiedzialnych za tworzenie i stabilność granul, aby efekty
uzyskiwane w systemach laboratoryjnych i pilotowych mogły być uzyskiwane również
w instalacjach w skali technicznej.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
40
Nieznane Chloroflexi – walka z pęcznieniem osadu czynnego
Aleksandra Miłobędzka1*, Marta Nierychło2, Simon Jon McIlroy2, Per Halkjær
Nielsen2, Ryszard Chróst1
1 Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Biologii, Uniwersytet
Warszawski, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego, Żwirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa, Polska,
*[email protected] 2Center for Microbial Communities, Section of Biotechnology, Department of Chemistry and Bioscience, The Faculty of Engineering and Science Aalborg University, Fredrik Bajers Vej
7,Building: H, 3-503, 9220 Aalborg, Denmark
Słowa kluczowe: osad czynny, pęcznienie, bakterie nitkowate, q FISH
ABSTRAKT
Nierychło i wsp. (2016) wskazali Candidatus „Microthrix” i Chloroflexi jako bakterie nitkowate najpowszechniej występujące w oczyszczalniach ścieków ze zwiększonym usuwaniem fosforu. W celu wyjaśnienia i przyszłej kontroli zjawiska pęcznienia osadu czynnego należy zbadać głównie występowanie bakterii Chloroflexi, bakterie Microthrix są łatwe do identyfikacji i już wcześniej opracowano specyficzne metody ich eliminacji.
Celem pracy było powiązanie liczebności niższych grup taksonomicznych oraz ogólnej liczby bakterii nitkowatych typu Chloroflexi z parametrami technicznymi oraz operacyjnymi oczyszczalni
i poszczególnych reaktorów. Próbki pobierano co miesiąc przez pół roku. Przeprowadzono kwantyfikację z zastosowaniem fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (qFISH) wg zaleceń Kragelund i wsp. (2009) i wskazówek Mielczarka i wsp. (2012) by ocenić skład mikrobiocenoz z wyróżnieniem bakterii nitkowatych. Analizy korelacji i analizę głównych składowych (PCA) wykonana przy użyciu oprogramowania STATISTICA™ firmy StatSoft®.
Bakterie nitkowate były obecne w osadzie czynnym w każdym z badanych reaktorów i stanowiły średnio 13,5% wszystkich bakterii zidentyfikowanych sondą EUBmix. Skład
mikrobiocenoz nitkowatych w opisywanych reaktorach był bardzo podobny, były to głównie gatunki typu Chloroflexi (średnio w całym okresie badawczym w oczyszczalni – 8,7% EUBmix), a także Haliscomenobacter hydrossis (Bacteroidetes; 1,1%) oraz Ca. „Microthrix parvicella” (1%).
Znaleziono istotne statystycznie (p < ,05) pozytywne liniowe i nieliniowe, średnie i silne (alfa 0,44-0,8) korelacje pomiędzy grupami Chloroflexi. Jedyna negatywna zależność (alfa -0,47) występowała między Ca. "Defluviifilum spp."(morfotyp 0803) a typem Chloroflexi. Udało się także
wykryć relacje miedzy liczebnością bakterii i badanymi parametrami w całej oczyszczalni oraz
danym reaktorze. PCA pozwoliło wskazać silne pozytywne zależności pomiędzy bakteriami Ca. „Sarcinathrix
spp.”, Ca. "Promineofilum" oraz całym typem Chloroflexi. Nieco słabsza zależność występowała między tymi bakteriami a Ca. „Amarilinum spp.” oraz inną podgrupą Chloroflexi (hybrydyzacja z sondą CFX784). Natomiast z indeksem osadu powiązane były bakterie oznaczone sondami GNSB941 oraz CFX109. Liczebność pozostałych, trzech grup bakterii – Kouleothrix (morfotyp
1851), rodzaj Caldilinea, Ca."Defluviifilum spp." łączyła silna pozytywna relacja kształtowana najprawdopodobniej przez zawartość fosforanów rozpuszczonych w dopływie do oczyszczalni oraz temperaturę i stężenie lotnych kwasów tłuszczowych w reaktorze.
Przeanalizowano skład mikrobiocenoz sześciu pracujących równolegle reaktorów biologicznych w oczyszczalni ścieków nie zgłaszającej poważnych problemów eksploatacyjnych, co pozwoliło wskazać czynniki mające związek ze zmianami liczebności bakterii mogących powodująć pęcznienie osadu czynnego.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
41
Liczebność bakteriopsammonu na plażach bałtyckich o
zróżnicowanym poziomie antropopresji
Zbigniew Jan Mudryk1*, Piotr Perliński1, Anna Pietrusińska1,
Paulina Śmierzchalska1
Zakład Biologii Eksperymentalnej, Instytut Biologii i Ochrony Środowiska, Wydział
Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia Pomorska w Słupsku, 76-200 Słupsk,
ul. Arciszewskiego 22b
ABSTRAKT
W 2016 roku w sezonie wegetacyjnym przeprowadzono badania bakteriologiczne
piasku na dwóch plażach bałtyckich o zróżnicowanym poziomie antropopresji
usytuowanych na Wybrzeżu Środkowym. Była to plaża w Ustce, która szczególnie
w sezonie letnim poddana jest bardzo silnej antropopresji oraz plaża w Czołpinie będąca
pod znikomym wpływem antropopresji gdyż zlokalizowana jest na obszarze Słowińskiego
Parku Narodowego. Badania prowadzono na czterech stanowiskach obejmujących cały
profil horyzontalny plaż. Próby piasku na tych stanowiskach pobierane były przy użyciu
czerpacza rurowego Morduchaj-Bołtowski z następujących głębokości: 0-5 cm, 6-10 cm
i 11-15 cm.
W pobranych próbach piasku za pomocą mikroskopu epifluorescencyjnego z użyciem
barwnika DAPI oznaczono ogólną liczebność bakteriopsammonu w badanych plażach.
Uzyskane wyniki badań wykazały większą akumulację bakteriopsammonu na plaży
w Ustce niż na plaży w Czołpinie. Wykazano zróżnicowanie liczebności bakteriopsammonu
w profilu horyzontalnym badanych plaż. Stwierdzono, że w profilu wertykalnym
liczebność bakteriopsammonu ulegała oscylacji z ich tendencją do minimalnego
występowania w najgłębszych warstwach piasku. Badany parametr bakteriologiczny na
plaży w Ustce i Czołpinie charakteryzował się dynamiką zmian sezonowych, a maksima
tego parametru notowano w okresie lata.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
42
Wpływ typu reaktora na strukturę mikrobiocenozy w osadzie
czynnym
Adam Muszyński1*, Załęska-Radziwiłł Monika1, Klaudia Dzienio2
1 Zakład Biologii, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska, Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa
2 Ekoinżynieria, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska, Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa
Słowa kluczowe: grupy ekofizjologiczne, bakterie nitkowate, PAO, GAO
ABSTRAKT
Celem pracy było zbadanie wpływu konfiguracji reaktora i składu ścieków na
strukturę zbiorowisk bakterii w osadzie czynnym. Dwa identyczne laboratoryjne reaktory
typu SBR zaszczepiono osadem czynnym z komunalnej oczyszczalni ścieków. Do
reaktorów doprowadzano syntetyczne ścieki z octanem sodu jako jedynym źródłem
węgla. Oczyszczanie ścieków prowadzono przez ponad 3 miesiące w warunkach
tlenowych (SBR1) lub beztlenowo-tlenowych (SBR2).
Za pomocą techniki qFISH stwierdzono istotne zmiany w strukturze zbiorowisk
bakterii w obu reaktorach, nie zaobserwowano jednak wyraźnych różnic w procentowym
udziale typów i klas bakterii pomiędzy reaktorami. Liczebność Alphaproteobacteria,
Chloroflexi i Actinobacteria po 97 dniach w obu SBR-ach uległa zmniejszeniu względem
zaszczepienia z 13, 17 i 2% do odpowiednio 5-7, 0-1 i 0-1%. W przypadku
Betaproteobacteria zaobserwowano wzrost z 17% do ponad 70%, a liczebność
Gammaproteobacteria pozostawała na względnie stałym poziomie (13-18%).
W reaktorze tlenowym SBR1 zaobserwowano nieznaczy wzrost liczebności PAO
z 5 do 7% i spadek zawartości GAO z 2 do 1%, zaś w SBR2 zawartość procentowa GAO
i PAO wzrosła odpowiednio do 16 i 68%. Testy porcjowe w warunkach beztlenowych
potwierdziły wysoką aktywność PAO w SBR2 – ilości uwolnionych ortofosforanów
i pobranych związków organicznych były dość wysokie i wynosiły odpowiednio 5,4 mmol
P/g s.m. org. oraz 12,5 mmol C/g s.m. org (Puwol/Cpob=0,43 mol/mol). W SBR1 procesy te
praktycznie nie zachodziły (0,4 mmol P/g s.m. org. i 1,1 mmol C/g s.m. org). Barwienia
polifosforanów za pomocą DAPI pod koniec fazy tlenowej wykazały obecność tych
polimerów w większości komórek bakterii w SBR2 i ich brak w SBR1.
W SBR1 nastąpił masowy rozwój (14-26%) bakterii nitkowatych z rodzaju Thiothrix,
których nie wykryto w zaszczepieniu, zaś ich liczebność w SBR2 nie przekraczała 1,5%.
Kłaczki w SBR1 poprzerastane były bakteriami nitkowatymi, pogarszającymi opadalność
osadu czynnego, a w SBR2 wykształciły się granule z niewielką ilością nitek, co wpłynęło
na poprawę zdolności sedymentacyjnych.
Badania wykazały, że ścieki syntetyczne obniżają bioróżnorodność mikrobiocenozy
osadu czynnego i powodują zmiany w liczebności typów i klas bakterii. Na procentową
zawartość typów i klas bakterii istotnego wpływu nie ma jednak konfiguracja reaktora,
która decyduje o morfologii kłaczków osadu oraz liczebności i aktywności grup
ekofizjologicznych, w tym bakterii nitkowatych oraz PAO i GAO.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
43
Występowanie lekoopornych i wirulentnych bakterii z grupy
Bacteroides fragilis w środowisku
Sebastian Niestępski1*, Monika Harnisz1, Ewa Korzeniewska1, Adriana Osińska1,
Guadalupe Aguilera-Arreola2, Araceli Contreras-Rodríguez2
1Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Prawocheńskiego 1, 10-720 Olsztyn
2 Instituto Politécnico Nacional, Departamento de Microbiología, Mexico City
Słowa kluczowe: grupa Bacteroides fragilis, lekooporność, geny lekoopornośi
ABSTRAKT
Beztlenowe bakterie z rodzaju Bacteroides stawowią naturalną mikrobiotę przewodu
pokarmowego ssaków. Niektóre gatunki Bacteroides zaliczane są do potencjalnych
patogenów człowieka wywołujących zakażenia oportunistyczne. Ze względu na wysoką
zjadliwość, w obrębie rodzaju Bacteroides oraz blisko spokrewnionego rodzaju
Parabacteroides, wyróżniana jest tzw. grupa Bacteroides fragilis. Obecnie zakażenia
wywołane przez bakterie patogenne leczone są różnymi grupami antybiotyków.
Niewłaściwe stosowanie i nadużywanie preparatów przeciwbakteryjnych przyczyniło się
do pojawiania się i rozprzestrzeniania na szeroką skalę, opornych drobnoustrojów
dysponujących coraz sprawniejszymi mechanizmami lekooporności.
Celem badań była charakterystyka profilu lekooporności oraz wirulencji bakterii z
grupy B. fragilis pochodzących z różnych próbek środowiskowych.
Analizie poddano 123 szczepy bakterii z grupy B. fragilis pochodzących ze ścieków
szpitalnych, z olsztyńskiej oczyszczalni ścieków oraz z kału ludzkiego i szczurzego.
Wszystkie szczepy zostały klasyfikowane jako bakterie z grupy B. fragilis za pomocą
analizy MALDI-TOF MS. Izolaty badano pod względem wrażliwości na antybiotyki z pięciu
klas: β-laktamów, tetracyklin, imidazoli, makrolidów oraz fluorochinolonów. Analizę
lekooporności przeprowadzono w dwóch etapach. Pierwszy obejmował hodowlę bakterii
na pożywkach mikrobiologicznych z dodatkiem antybiotyków (ampicyliny, tetracykliny,
metronidazalu, erytromycyny oraz ciprofloksacyny). Drugi etap zaś polegał na
wykrywaniu genów oporności na badane antybiotyki z użyciem reakcji PCR. Ponadto
badana była wirulencja izolatów poprzez wyznaczenie obecności genu kodującego
fragilizynę.
Wśród badanych szczepów powszechnie obserwowana była fenotypowa oporność na
ciprofloksacynę (97,56% wszystkich szczepów). Notowano również wysoki odsetek
izolatów opornych na erytromycynę (49,59%), ampicylinę (45,53%) oraz tetracyklinę
(37,39%). Niemal połowa badanych szczepów (45,53%, z czego 100% szczepów
pochodzących ze ścieków z oczyszczalni) wykazywała oporność na co najmniej trzy klasy
antybiotyków, co kwalifikuje je jako bakterie wielolekooporne. Badania molekularne
wykazały, że 52,03% izolatów posiadało geny oporności na badane antybiotyki.
Powszechną lekoopornością charakteryzowały się szczepy pochodzące ze ścieków z
oczyszczalni (97,83%). Najbardziej powszechna u badanych szczepów była oporność
genów oporności na dwie klasy antybiotyków (50.01% badanych izolatów). Badania
wirulencji bakterii potwierdziły występowanie genu determinującego syntezę fragilizyny u
znacznej części badanych szczepów (34,15%).
Środowiskowe szczepy bakterii z grupy B. fragilis wykazują wysoki poziom
lekooporności oraz wirulencji. Ponadto uzyskane wyniki sugerują, że ścieki stanowią
istotne źródło bakterii wykazujących wielolekooporność oraz posiadających bogaty
zestaw genów kodujących lekooporność.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
44
Zastosowanie luminometru do oznaczania liczebności bakterii
Piotr Niewiadomski1*, Jacek Potorski2
1Katedra Biologii i Hodowli Ryb, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn,
*[email protected] 2Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet
Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn.
Słowa kluczowe: luminometr, walidacja, liczebność bakterii
ABSTRAKT
Rozwój i modyfikowanie analiz laboratoryjnych ma za zadanie zwiększenie
wydajności i dokładności wykonywanych badań. Wprowadzenie na rynek
fotokolorymetrów nowej generacji, daje możliwość zrewidowania metod, w których
stosowane są klasyczne spektrofotometry w tym oznaczanie liczebności bakterii metodą
OD600.
Celem przeprowadzonych badań była walidacja metody oznaczania liczebności
bakterii z zastosowaniem luminometru z zgodnie z Polską Normą (wg PN-ISO
5725:2002).
Do wykonania planowanych oznaczeń wykorzystano bakterie probiotyczne z rodzaju
Carnobacterium maltaromaticum. Wyhodowane bakterie poddano seryjnym
rozcieńczeniom (metoda miana), uzyskując zakres stężeń od 101 do 108. Otrzymane
rozcieńczenia zeskanowano w luminometrze 96 razy w 12 powtórzeniach.
Wykazano, że maksymalna absorbancja badanych zakresów rozcieńczeń bakterii
występuje przy długości fali 244nm. Przeprowadzona walidacja metody wykazała
możliwość zastosowania luminometru do szacowania liczebności bakterii.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
45
Analiza ilościowa występowania genów antybiotykooporności
wśród populacji bakteryjnych pochodzących ze ścieków
Adriana Osińska1*, Ewa Korzeniewska1, Monika Harnisz1, Sebastian Niestępski1
1,2Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Prawocheńskiego 1, 10-720 Olsztyn
Słowa kluczowe: oczyszczalnie ścieków, qPCR, antybiotykooporność
ABSTRAKT
Oczyszczalnie ścieków są głównymi rezerwuarami baterii antybiotykoopornych oraz
genów antybiotykooporności (ARGs), a także punktami stymulującymiich przekazywanie
w środowisku. Celem pracy byłaocena roli oczyszczalni ścieków w rozpowszechnianiu
ARGs. W badaniu analizowano próbki ścieków dopływających i odpływających pobranych
z 13 oczyszczalni ścieków, reprezentujących 4 różne modyfikacje technologii
oczyszczania opartej na wykorzystaniu osadu czynnego, zlokalizowanych na terenie
województwa warmińsko-mazurskiego. W badaniu określono za pomocą qPCR ilościowe
występowanie genów odpowiedzialnych za antybiotykooporność w populacji ogólnej
bakterii lekoopornych.Badane przez nas geny lekooporności na antybiotyki beta-
laktamowe (blaOXA, blaTEM, blaSHV) oraz tetracykliny (tetA, tetM) zostały wykryte u
populacji bakteryjnych z wszystkich badanych oczyszczalni ścieków.W ściekach
odpływających z oczyszczalni w najwyższychśrednich koncentracjach występował gen
tetA (w zakresie 3,28x104 do 2,0x105kopii /µg DNA) ora gen blaOXA (w zakresie 5,33x103
do 2,63x105 kopii/µg DNA). Natomiast pozostałe geny antybiotykooporności występowały
na zbliżonym poziomie w koncentracjach rzędu 103-104kopii genu/µg DNA.Po procesie
oczyszczania ścieków średnia koncentracja genów odpowiedzialnych za oporność na
beta-laktamy i tetracykliny ulegała redukcji na poziomie od 0 do 89%.Przeprowadzone
badania wskazują na niedostateczną redukcję genów antybiotykoodporności przez
oczyszczalnie ścieków, a także potwierdzają, iż oczyszczalnie ścieków pełnią dużą rolę w
nabywaniu i rozpowszechnianiu genów antybiotykooporności wśród populacji
bakteryjnych.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
46
Pierwszy przypadek bakterii z rodziny Simkaniaceae w wodach
powierzchniowych w Polsce
Małgorzata Pawlikowska-Warych1*, Wiesław Deptuła1
1 Katedra Mikrobiologii Wydział Biologii Uniwersytet Szczeciński, ul. Felczaka 3c, 71-412 Szczecin,
Słowa kluczowe: Simkaniaceae, woda powierzchniowa, analiza filogenetyczna
ABSTRAKT
Bakterie z rodziny Simkaniaceae są wewnątrzkomórkowymi pasożytami należącymi
do rzędu Chlamydiales, które stwierdzono w wodach powierzchniowych, w wodzie
wodociągowej do picia, basenowej oraz w ściekach. Jej główny przedstawiciel, Simkania
negevensis, jest patogenny dla człowieka, jako że jest przyczyną głównie schorzeń
układu oddechowego. Bakterie z tej rodziny posiadają także zdolność do przeżywania
i bytowania w wolno żyjących amebach, powszechnie występujących środowisku
naturalnym, przez co stanowią dodatkowo zagrożenie dla zdrowia człowieka. Celem
badań było poszukiwanie w wodach powierzchniowych pochodzących z rzeki Odry oraz
dwóch jeziorek śródmiejskich (Rusałka i Goplana) przedstawicieli tej rodziny.
Z przebadanych 100 prób wody, jedynie w 1 procencie stwierdzono występowanie tych
bakterii, gdyż w analizie filogenetycznej wykazano, że otrzymany fylotyp OdraWCh30,
przynależy do rodziny Simkaniaceae, gdyż wykazuje 93% podobieństwo do Simkania
negevensis szczep Z, a także 87% podobieństwo do Ca. Syngnamydia salmonis izolat
Ho-2008 i Ca. Syngnamydia salmonis izolat VS10102006 oraz 84-85% podobieństwo do
endosymbionta bezkręgowca morskiego Xenoturbella westbladi.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
47
Enzymatyczna aktywność bakterioneustonu i bakterioplanktonu w
morskim kanale portowym
Piotr Perliński1*, Zbigniew Jan Mudryk1
1Zakład Biologii Eksperymentalnej, Instytut Biologii i Ochrony Środowiska, Wydział
Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia Pomorska w Słupsku, 76-200 Słupsk,
ul. Arciszewskiego 22b
ABSTRAKT
W morskim kanale portowym w Ustce przeprowadzono badania dotyczące oznaczenia
poziomu aktywności enzymatycznej w błonie powierzchniowej i w warstwie
podpowierzchniowej wody. Próby wody pobierano w profilu horyzontalnym z czterech
stanowisk badawczych w cyklu sezonowym. W oparciu o metodę spektrofluorymetryczną
oznaczono poziom aktywności enzymatycznej następujących ośmiu hydrolaz: α-
glukozydaza, β-glukozydaza, aminopeptydaza, lipaza, fosfataza, celulaza, ksylaza
i chitynaza. Przeprowadzone badania wykazały, że lipaza, fosfataza i aminopeptydaza
charakteryzowały się najwyższym poziomem aktywności enzymatycznej. Natomiast
minimalną aktywność enzymatyczną wykazywały celulaza i chitynaza. W oparciu
o wartość współczynnika wzbogacenia (WW) wykazano wyższy poziom aktywności
wszystkich badanych enzymów w błonie powierzchniowej niż w podpowierzchniowej
warstwie wody (WW=1,2–3,2). W całym profilu horyzontalnym badanego kanału
portowego aktywność enzymów utrzymywała sie na podobnym poziomie
i charakteryzowała znaczącą dynamiką zmian sezonowych.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
48
Krótkoterminowe testy biologiczne w badaniach wybranych
komponentów środowiskowych
Katarzyna Piekarska1*
1 Zakład Biologii Sanitarnej i Ekotechniki, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
Słowa kluczowe: mutagenność, genotoksyczność, cytotoksyczność, woda
wodociągowa, gleba, powietrze atmosferyczne
ABSTRAKT
Do środowiska naturalnego przedostaje się wiele substancji chemicznych
o nieznanym działaniu zarówno na organizm człowieka jak i na inne składniki biotyczne
naszej biosfery. Pełna analiza chemiczna zanieczyszczeń pojawiających się w środowisku
przyrodniczym jest nierealna ze względu na złożoność ich składu oraz ze względu na
wzajemne oddziaływania poszczególnych związków chemicznych w mieszaninie. Wykrycie
oraz identyfikacja substancji w oparciu o analizę chemiczną jest kosztowna i wymaga
zastosowania nowoczesnych technik analitycznych. Również nie wszystkie związki
chemiczne zostały poznane lub występują w ilościach śladowych, znajdują się więc poza
możliwościami analitycznymi metod instrumentalnych. Analiza chemiczna nie może więc
być podstawą do prognozowania biologicznych skutków jakie mogą zanieczyszczenia
wywołać w stosunku do organizmów ludzi i zwierząt. Niezwykle istotne jest więc
stosowanie technik, które pozwolą nie tylko na identyfikację i pomiar stężeń
zanieczyszczeń, ale także na określenie ich faktycznego wpływu na organizmy żywe. Do
tego celu bardzo przydatne są krótkoterminowe testy biologiczne pozwalające na
określenie mutagennego, genotoksycznego, czy też cytotoksycznego działania związków
chemicznych.
W pracy przedstawione zostaną wybrane wyniki badań bioindykacyjnych
prowadzonych od ponad 30 lat w Zakładzie Biologii Sanitarnej i Ekotechniki (wcześniej
Zakład Biologii i Ekologii) Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej.
Początkowo badania prowadzono z wykorzystaniem testu Salmonella (Amesa) w celu
oceny potencjalnych właściwości mutagennych i rakotwórczych zanieczyszczeń obecnych
w wodzie powierzchniowej stanowiącej surowiec dla wody do picia oraz we wrocławskiej
wodzie uzdatnionej. Następnie badania rozszerzono o próbki gleby pochodzące
z otoczenia zakładów przemysłowych oraz o badania organicznych zanieczyszczeń pyłów
zawieszonych frakcji PM10 i PM2.5 obecnych w powietrzu miasta Wrocławia. W celu
porównania dużej ilości końcowych efektów genetycznych wywoływanych przez
organiczne zanieczyszczenia obecne w badanych próbkach środowiskowych rozszerzono
listę testów krótkoterminowych stosowanych w wyżej wymienionych badaniach o testy
wykrywające działanie genotoksyczne i cytotoksyczne zanieczyszczeń (między innymi:
SOS-chromotest, test kometkowy, testy cytotoksyczności z wykorzystaniem linii
komórkowych).
Wyniki naszych badań wpisują się w postulaty zgłaszane przez liczne środowiska
naukowe podkreślające zalety metod bioindykacyjnych i konieczność dopracowania ich
procedur standardowych w ocenie jakości środowiska zwłaszcza w kontekście trudności
analitycznych oraz złożoności i różnorodności odpowiedzi ekosystemu na
zanieczyszczenia. Wyniki badań epidemiologicznych powinny być uzupełnione
krótkoterminowymi testami na mutagenność, genotoksyczność i cytotoksyczność,
a następnie długoterminowymi testami na zwierzętach doświadczalnych.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
49
Wpływ kwasu humusowego na wzrost i metabolizm Rhodotorula
mucilaginosa
Anna Pietryczuk1*, Adam Cudowski1
1 Zakład Hydrobiologii, Instytut Biologii, Wydział Biologiczno-Chemiczny, Uniwerystet w Białymstoku, ul. Ciołkowskiego 1J, 15-245 Białystok
Słowa kluczowe: kwas humusowy, Rhodotorula mucilagnosa, białka, monosacharydy,
eznyzmy antyoksydacyjne
ABSTRAKT
Celem prowadzonych badań było poznanie wpływu wielkocząsteczkowego związku
organicznego – kwasu humusowego, na wzrost i metabolizm potencjalnie patogennego
drożdżaka Rhodotorula mucilaginosa (AB916512.1), który często występował w wodach
rzecznych Polski zanieczyszczonych materią organiczną. Wykazano, iż kwas humusowy
w zakresie stężeń od 0,5 do 30mg/L stymuluje wzrost biomasy drożdżaków w odniesieniu
do hodowli kontrolnej. W komórkach R. mucilaginosa traktowanych egzogennym kwasem
humusowym w stężeniach 0,5-30mg/L odnotowano również istotny statystycznie
(p<0,001) wzrost zawartości białek i monosacharydów w porównaniu z kontrolą oraz
wzrost intensywności wydzielania tych metabolitów do pożywki. Wskazuje to na fakt, iż
drożdżak ten może wykorzystywać, trudnodostępny dla innych mikroorganizmów, kwas
humusowy posiadający w swojej strukturze liczne fragmenty aromatyczne, jako źródło
węgla. Wykazano również, że najwyższe z zastosowanych stężeń (30mg/L) kwasu
humusowego może działać jako czynnik stresowy, gdyż powoduje nieznaczny spadek
zawartości monosacharydów w komórkach drożdżaka oraz w znacznie mniejszym stopniu
stymuluje wydzielanie białek i monosacharydów do pożywki hodowlanej. Ponadto pod
wpływem kwasu humusowego o stężeniu 30mg/L odnotowano istotny statystycznie
(p<0,005), w porównaniu z kontrolą, wzrost aktywności enzymów antyoksydacyjnych:
dysmutazy ponadtlenkowej, katalazy i peroksydazy NADH-zależnej. Pozostałe
z zastosowanych stężeń tego kwasu nie wpływały na zmiany aktywności badanych
enzymów. Jest to potwierdzeniem stresogennego działania wyższych stężeń kwasu
humusowego na komórki drożdżaka. Jednak ze względu na fakt, iż pod wpływem kwasu
humusowego o stężeniu 30mg/L nie odnotowano spadku biomasy R. mucilaginosa
wydaje się, iż stężenie to nie jest jeszcze grzybobójcze, a jedynie indukuje uruchomienie
mechanizmów obronnych. Świadczy o tym także wzrost zawartości białek w komórkach
grzyba, które mogą pełnić funkcję białek obronnych syntetyzowanych w odpowiedzi na
czynnik stresowy jakim jest kwas humusowy o stężeniu 30mg/L. Uzyskane wyniki
dowodzą, iż wody, w których występuje R. mucilagnosa mogą być zasobne w kwasy
humusowe. Poznanie zależności zachodzących pomiędzy mykoplanktonem a kwasami
humusowami, stanowiącymi znaczną część materii organicznej znajdującej się w wodzie,
wydaje się być szczególnie ważne, bowiem drożdżak ten będący potencjalnym
patogenem może okazać się doskonałym indykatorem wskazującym na zanieczyszczenie
wód aromatyczną materią organiczną.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
50
Assimilation of organic matter by natural microbial communities in
light and dark
Kasia Piwosz1*, David Kaftan1, Lívia Kolesár Fecskeová1, Vadim Selyanin1, Karel
Kopejtka1, Marko Dachev1, Martina Hanusová1, Jason Dean1, Michal Koblížek1
1Laboratory of Anoxygenic Phototrophs, Centre ALGATECH, Institute of Microbiology CAS, ul. Novohradská 237 – Opatovický mlýn, 37981 OTřeboň, Czech Republic
Słowa kluczowe: bacterial production, aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,
assimilation of organic matter, microbial loop
ABSTRAKT
Organizmy fotoheterotroficzne odżywiają się przyswajając węgiel z materii
organicznej, ale zdolne są również do korzystania ze światła jako źródła energii.
Fotoheterotrofy można znaleźć pośród wszystkich domen życia: eukariotów
(miksotroficzne glony), bakterii (sinice, tlenowe, fototroficzne bakterie anoksygenowe
(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria: AAPB) oraz bakterie zawierające
bakteriorodopsynę) oraz archeonów. Organizmy fotoheterotroficzne,w szczególności
bakterie, licznie występują w ekosystemach wodnych. W związku z ich
fotoheterotrficznym sposobem odżywiania, obieg węgla i transfer energii przez pętlę
mikrobiologiczną może przebiegać z różną wydajnością w świetle i w ciemności, np.
w ciągu dnia i w nocy. Niestety ekologia i znaczenie organizmów fotoheterotroficznych
w ekosystemach wodnych są nadal słabo rozpoznane, a produkcję bakteryjną mierzy się
zazwyczaj wyłącznie w ciemności. Celem naszych badań było porównanie tempa
przyswajania materii organicznej przez naturalne zbiorowiska bakterii słodkowodnych
w świetle i w ciemności. Skupiliśmy się na czterech kluczowych związkach naturalnie
występujących w jeziorach: kwasie glutaminowym, leucynie, tymidynie i glukozie.
Związki te, znakowane radioaktywnym wodorem, dodano do próbek w stężeniu 10 nM,
a następnie próbki inkubowano w świetle i w ciemności przez godzinę. Ekstrakcję białek
i innych makromolekuł wykonano 5% kwasem trichlorooctowym, a radioaktywność
zmierzono w liczniku scyntylacyjnym.
Szybsze tempo przyswajania wyżej wymienionych związków w świetle stwierdzono
tylko w przypadku kwasu glutaminowego oraz glukozy (wzrost o odpowiednio o 38
i 56%). W celu wstępnego zidentyfikowania organizmów, które mogą być odpowiedzialne
za ten wzrost, przeprowadziliśmy również doświadczenie z przyswajaniem glukozy
w różnych widmach światła: białym, niebieskim, pomarańczowych oraz w podczerwieni,
które mogą być wykorzystane odpowiednio przez wszystkie fototrofy (białe i niebieskie),
sinice (pomarańczowe) i tlenowe bakterie anoksygeniczne (poczerwień). Najszybsze
tempo przyswajania glukozy zmierzono w świetle pomarańczowym, a najniższe
w ciemności. Sugeruje to istotny udział sinic w fotoheterotroficznym przyswajaniu
glukozy. Podsumowując, nasze wyniki sugerują, że tempo przyswajania materii
organicznej przez mikroorganizmy słodkowodne może być znacznie wyższe w świetle niż
w ciemności. Oznacza to, że szacunki oparte wyłącznie na pomiarach przeprowadzonych
w ciemności mogą zaniżać rzeczywiste tempo procesów mikrobiologicznych w obiegu
węgla w oligotroficznych jeziorach.
To badanie jest finansowane przez GAČR: Grantová agentura České republiky:
projekty nr 13-11281S, 15-12197S oraz projekt ALGATECH
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
51
Wpływ zasolenia na przeżywalność bakterii z rodzaju
Carnobacterium spp.
Jacek Potorski1*, Iwona Gołaś1
1Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Prawocheńskiego 1, 10-719 Olsztyn,
Słowa kluczowe: zasolenie, pH, przeżywalność, liczebność, Carnobacterium spp.
ABSTRAKT
Bakterie z rodzaju Carnobacterium spp. należą do grupy bakterii kwasu mlekowego
(LAB), które stanowią naturalną mikrobiotę przewodu pokarmowego zwierząt. Uważane
są one za jeden z głównych czynników hamujących rozwój bakterii patogennych
i w związku z tym traktowane są jako stymulatory odporności. Poznanie ich właściwości
umożliwia opracowanie i optymalizację metod do pozyskiwania tych drobnoustrojów
w warunkach laboratoryjnych w odpowiedniej fazie wzrostu komórkowego. Znaczącymi
parametrami wpływającymi na wzrost tych bakterii są głównie temperatura, zasolenie,
pH i rodzaj stosowanej pożywki.
Celem badań było określenie wpływu zasolenia na liczebność i przeżywalność bakterii
probiotycznych z rodzaju Carnobacterium spp. w środowiskach wodnych zróżnicowanych
pod względem obecności związków pokarmowych. Hodowle szczepów bakterii
Carnobacterium spp. prowadzono w jałowej wodzie destylowanej i pożywce płynnej LB
o różnych stężeniach NaCl (2, 5, 8, 10, 15 i 20%) w temperaturze 28°C przez okres
124 dni. Liczebności analizowanych bakterii oznaczano metodą płytek tartych na podłożu
TSA w 7 dniowych odstępach. Równocześnie w prowadzonych hodowlach płynnych
oznaczano pH jako wyznacznik aktywności metabolicznej analizowanych szczepów
bakterii Carnobacterium spp.
Uzyskane wyniki badań wykazały, że analizowane szczepy przeżywały 2 – 3 krotnie
dłużej w hodowli na pożywce LB niż w wodzie w zależności od stężenia NaCl. W obydwu
środowiskach hodowlanych bakterie Carnobacterium spp.przeżywały najkrócej przy 20%
NaCl, natomiast najdłużej przy 2% NaCl. Niezależnie od stężenia NaCl wzrostowi
liczebności analizowanych bakterii odpowiadał spadek odczynu hodowli na pożywce LB
notowany od 2 do 14 dnia eksperymentu. Natomiast w hodowli Carnobacterium spp.
w jałowej wodzie destylowanej spadek wartości pH przy wzroście liczebności bakterii
obserwowano nieco później (od 14 do 42 dnia) i tylko przy 2% stężeniu NaCl.
Wyniki badań wykazały, że zróżnicowanie liczebności i przeżywalność bakterii
z rodzaju Carnobacterium spp. zależały od stężenia NaCl, środowiska hodowlanego oraz
czasu trwania eksperymentu. Niezależnie od środowiska hodowli (woda czy LB) badane
drobnoustroje przeżywały najdłużej przy 2% stężeniu NaCl, natomiast najkrócej przy
20%. Liczebności bakterii z rodzaju Carnobacterium spp. w hodowlach na pożywce LB
o 2, 5, 8, 10, 15 i 20% stężeniach NaCl były 10 do 100 razy większe w porównaniu do ich
ilości obserwowanychww wodzie o analogicznych stężeniach soli.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
52
Wpływ dodatku mąki z amarantusa na skład ilościowy
i jakościowy mikrobioty pasz komponowanych w różnych warunkach temperaturowych
Jacek Potorski1*, Piotr Niewiadomski2 1Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet
Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Prawocheńskiego 1, 10-719 Olsztyn,
*[email protected] 2Katedra Biologii i Hodowli Ryb, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski
w Olsztynie, ul. Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn
Słowa kluczowe: pasza, amarantus, mikrobiota bakteryjna i grzybicza
ABSTRAKT
Wzrost zapotrzebowania na mączkę rybną jako składnika bazowego pasz dla ryb,
indukuje potrzebę poszukiwania alternatywnych jej substytutów, głównie pochodzenia
roślinnego. Stosowane mączki roślinne zawierają w swoim składzie czynniki
ograniczające ich zastosowanie w produkcji pasz ze względu na występowanie substancji
antyżywieniowych. Ziarna amarantusa posiadają zbilansowany profil aminokwasowy
korzystny dla ryb oraz inne prozdrowotne składniki w tym skwalen i błonnik. Mąka
z szarłatu (amarantusa) zawiera w swoim składzie nie tylko substancje negatywnie
wpływające na ich strawność, ale również ligniny, które wykazują właściwości
anty - bakteryjne i przeciwgrzybicze. Celem badań było określenie wpływu dodatku mąki
z amarantusa na skład ilościowy i jakościowy mikrobioty bakteryjnej i grzybiczej pasz
przechowywanych w różnych warunkach temperaturowych. Badania przeprowadzono na
dwóch ekstrudowanych paszach komponowanych: kontrolnej (CF) bez dodatku szarłatu
i badawczej (AF20) zawierającej jego dodatek na poziomie 20%, przechowywanych
w temperaturach 4 i 20°C przez 100 dni. Wykonane analizy wykazały zróżnicowanie
ilościowe i jakościowe mikrobioty bakteryjnej i grzybiczej w zależności od rodzaju
badanej paszy (CF, AF20), czasu i temperatury jej przechowywania. Liczebności
poszczególnych oznaczanych grup drobnoustrojów wahały się w zakresie 1 - 5 rzędów
wielkości. W paszy z dodatkiem amarantusa (AF20) liczebności wszystkich analizowanych
mikroorganizmów były 100 – 1000-krotnie mniejsze od ich ilości stwierdzanych w paszy
kontrolnej (CF). W paszy bez dodatku amarantusa (CF) przeżywalność bakterii z rodzaju
Staphylococcus spp. była dwukrotnie dłuższa niż w paszy AF20 z 20% dodatkiem
amarantusa, niezależnie od temperatury przechowywania paszy. Badania wykazały,
że dodatek amarantusa wykazywał największe właściwości hamujące wzrost bakterii
z rodzaju Staphylococcus spp., beztlenowych bakterii przetrwalnikujących Clostridium
spp. oraz grzybów drożdżoidalnych i nitkowatych. Wyniki uzyskanych badań sugerują, że
dodatek szarłatu może być czynnikiem zapobiegającym nadmiernemu rozwojowi
określonych grup czy rodzajów drobnoustrojów w paszach. Suplementacja pasz
amarantusem może ograniczyć straty pasz w żywieniu zwierząt, spowodowane
szkodliwym oddziaływaniem mikroorganizmów na jakość pasz.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
53
Wstępna analiza genowych determinantów oporności w wodzie
z wrocławskiej sieci wodociągowej
Agata Siedlecka1*, Katarzyna Piekarska1
1 Zakład Biologii Sanitarnej i Ekotechniki, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
Słowa kluczowe: antybiotykooporność, geny oporności, PCR
ABSTRAKT
Nadmierne zużycie antybiotyków nieuchronnie prowadzi do przedostawania się tej
grupy leków lub ich metabolitów do środowiska, np. wraz z niewystarczająco
oczyszczonymi ściekami. Niewielkie stężenia antybiotyków w środowisku mogą prowadzić
do adaptacji mikroorganizmów – wykształcenia lub przekazywania mechanizmów
oporności. Na skutek niedostatecznej dezynfekcji lub wtórnego zanieczyszczenia,
lekooporne mikroorganizmy mogą być obecne również w sieci wodociągowej.
Jednym ze sposobów oceny występowania zjawiska lekooporności jest analiza jej
molekularnych determinantów, tzn. genów warunkujących oporność na antybiotyki. Może
być to osiągnięte w dwojaki sposób: poprzez wyizolowanie lekoopornych szczepów,
a następnie wykazanie obecności genów oporności w ich prokariotycznym genomie
lub poprzez bezpośrednią analizę DNA (w tym wolnego DNA) znajdującego się w wodzie.
Zaprezentowane zostaną wstępne wyniki analizy DNA wyizolowanego z wody
wodociągowej i lekoopornych mikroorganizmów w niej bytujących, przeprowadzonej pod kątem występowania sekwencji kodujących mechanizmy oporności na β-laktamy,
tetracykliny, fluorochinolony za pomocą standardowej PCR.
Podstawowym problemem związanym z analizą próbek wody wodociągowej jest
niewielkie stężenie DNA, zatem szczególny nacisk musi zostać położony na wyizolowanie
odpowiedniej ilości materiału genetycznego o pożądanej czystości i jakości.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
54
Produkcja pierwotna i respiracja w strefie fotycznej Wielkich
Jezior Mazurskich w relacji do warunków troficznych oraz składu i obfitości planktonu
Waldemar Siuda1*, Kaliński Tomasz2, Bartosz Kiersztyn3
1,2,3Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej, Uniwersytet Warszawski,
Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych (CNBCh), Uniwersytet Warszawski
Słowa kluczowe: Jeziora Mazurskie, produkcja pierwotna, respiracja
ABSTRAKT
Produkcja pierwotna (PP) i respiracja (RSP), czynniki determinujące tempo tych
procesów a także relacje pomiędzy wytwarzaniem i mineralizacją materii organicznej
(OM) w wodach jezior stanowią jeden z głównych obiektów zainteresowania współczesnej
limnologii. Wiedza dotycząca obydwu tych procesów w wodach jest bowiem niezbędna
dla zrozumienia przepływu przez nie materii i energii, ewolucji ich trofii oraz
mechanizmów wymiany O2 i CO2 z atmosferą. System Wielkich Jezior Mazurskich (GMLS)
gromadzi znaczącą część zasobów wód powierzchniowych Polski. Ze względu na jego
położenie, bifurkacyjny charakter oraz zróżnicowanie stadiów troficznych i typów zlewni
tworzących go jezior stanowi on także interesujący poligon badań nad funkcjonowaniem
zbiorników wodnych Europy środkowo-wschodniej. W badaniach skupiono się na
porównaniu jezior północnej i południowej części GMLS w kontekście: (i) tempa PP i RSP;
(ii) zależności obydwu procesów od wybranych czynników środowiskowych oraz (iii) roli
w tych procesach różnych komponentów planktonu. Stwierdzono, że: (i) PP brutto
w strefie fotycznej GMLS wahała się od 0.62 - 2.38 mg C L-1 d-1; (ii) choć we wszystkich
badanych jeziorach o tempie PP decydowały głównie cyjanobakerie, to w wodach jezior
północnej części GMLS pewien udział w całkowitej PP miał również fitoplankton
eukaryotyczny; (iii) w jeziorach północnych tempo produkcji OM limitowane było
dostępnością fosforu i zależne głównie od jego dopływu ze zlewni oraz w mniejszym
stopniu - z osadów dennych, to w jeziorach południowych istotnym czynnikiem
ograniczającym GPP był azot oraz tempo jego enzymatycznej regeneracji ze związków
organicznych. Tempo respiracji w badanych jeziorach wahało się od 0.29 – 0.89 mg C L-
1d-1 i było ściśle skorelowane z PP a w jeziorach południowych również ze stężeniem
azotu całkowitego oraz aktywnością ektoenzymów. Analiza danych dotyczących RSP
sugeruje, że aczkolwiek we wszystkich badanych jeziorach RSP było funkcją ilości
i aktywności bakterioplanktonu to w jeziorach północnych udział pozostałych
komponentów planktonu w całkowitym tempie RSP był ilościowo istotny. Choć tempo
obydwu procesów było znacząco wyższe w jeziorach południowych, to stosunek GPP/RSP
w strefie fotycznej jezior obydwu części GML był podobny i wahał się w zakresie 1.3 –
2.36. Generalną konkluzją przeprowadzonych badań było stwierdzenie, że: (i) produkcja
i respiracja materii organicznej w strefie fotycznej jezior północnych i południowych
regulowana była odmiennymi mechanizmami i czynnikami środowiskowymi, (ii) procesy te we wszystkich badanych jeziorach były na ogół dobrze zbalansowane oraz, (iii) istnieją
poważne przesłanki aby sądzić, że w okresie prowadzonych badań GMLS jako całość miał
wciąż charakter “ekosystemu autotroficznego”.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
55
Możliwości wykorzystania pomiarów bioluminescencji in situ w
badaniach hydromikrobiologicznych
Piotr Skórczewski1*, Katarzyna Ławer2, Monika Fabiś3
1 Zakład Mikrobiologii Środowiskowej i Biotechnologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, UMK w Toruniu, ul. Lwowska 1, 87-100 Toruń,
*[email protected] 2 Katedra Cytologii i Embriologii Roślin, Wydział Biologii, Uniwersytet Gdański, ul. Wita Stwosza 59, 80-308
Gdańsk 3 Aquanet Laboratorium Sp. z o. o., ul. Dolna Wilda 126, 61-492 Poznań
Słowa kluczowe: bioluminescencja, środowisko wodne, pomiar in situ
ABSTRAKT Bioluminescencja jest to odmiana chemiluminescencji, która polega na emisji
światła podczas reakcji biochemicznych. Podstawą bioluminescencji jest reakcja
utleniania grupy pigmentów zwanych lucyferyną przy udziale enzymu lucyferazy. Ilość
światła emitowanego podczas reakcji bioluminescencji jest wprost proporcjonalna do
ilości dostępnego ATP. Bioluminescencję wykazuje wiele organizmów żyjących głównie
w środowisku wodnym: ryby, pierwotniaki, meduzy, kałamarnice i rośliny. Zdolność
emisji światła wykazuje także wiele gatunków bakterii. Natężenie bioluminescencji jest
ściśle związane z gęstością populacji organizmów luminescencyjnych oraz ich stanem
metabolicznym. Bakterie luminescencyjne emitują światło, gdy znajdują się
w optymalnym dla siebie środowisku, jednak w obecności związków toksycznych
luminescencja stopniowo zanika z powodu zaburzenia procesów metabolicznych. Dlatego
zjawisko to od lat znajduje zastosowanie w układach pomiaru biotoksyczności.
Najczęściej do tego celu wykorzystywane są bakterie Vibrio fischeri i Vibrio harveyi.
Bakterie te są elementem aktywnym testów MICROTOX wykorzystywanych do oceny
toksyczności substancji chemicznych, stopnia zanieczyszczenia wód, osadów dennych
i gleb. Zjawisko bioluminescencji bakterii z rodzaju Vibrio wykorzystuje się również do
oceny potencjału mutagennego środowiska za pomocą systemu MUTATOX. Bakterie
bioluminescencyjne znalazły też zastosowanie w tworzeniu biosensorów, w których
biologicznie aktywny materiał przetwarza dane środowiskowe w możliwe do zmierzenia
i zinterpretowania wartości fizyczne. Ponadto na bazie produkowanych przez
mikroorganizmy luminescencyjne luminoforów opracowano wiele technik analitycznych
z których najpopularniejsza służy do pomiaru stężenia ATP.
Wszystkie te metody oparte są na utworzeniu sztucznego układu
eksperymentalnego w którym do próbki środowiskowej wprowadza się albo obce
mikroorganizmy albo odpowiednie kombinacje odczynników chemicznych. Następujący
w ostatnich latach rozwój technik pomiarowych spowodował, że możliwe stało się
mierzenie bioluminescencji bezpośrednia w środowisku naturalnym. Techniki te
w przyszłości mogą być wykorzystywane w monitoringu środowiska jednak w chwili
obecnej dopiero opracowywane są ich praktyczne zastosowania i tworzy się
znormalizowane procedury badawcze.
W pracy przedstawiono potencjalne zastosowania bioluminescencji in situ
w badaniach środowiskowych oraz praktyczne problemy związane z prowadzeniem tego
typu pomiarów. Badania prowadzono na wodnych próbach środowiskowych pobieranych
z morza, jezior przymorskich, rzeki Słupi oraz z jezior humusowych. Do pomiaru
bioluminescencji wykorzystywano oparty na fotopowielaczach tor pomiarowy licznika
scyntylacyjnego. Uzyskane wyniki potwierdziły możliwość pomiaru bioluminescencji
in situ. Stwierdzono, że natężenie emisji światła zależy od szeregu fizykochemicznych
czynników środowiskowych takich jak temperatura, pH, ciśnienie osmotyczne, dostęp do
substratów odżywczych czy obecności czynników stresujących. Przedstawiono również
potencjalne praktyczne zastosowania opisywanej metody w badaniach
hydromikrobiologicznych.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
56
Rola neustonu w badaniach ekotoksykologicznych wody
Bożena Sosak-Świderska1*, Andrzej Rochwerger2
1Zakład Hydrobiologii, Instytut Ekologii i Bioetyki, Wydział Filozofii Chrześcijańskiej, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, 01-938 Warszawa, ul. Wóycickiego 1/3, blok MCLNP nr 24
*[email protected] 2 Katedra Gospodarki Wodnej, Klimatologii i Kształtowania Środowiska, Wydział Kształtowania
Środowiska i Rolnictwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, 10-719 Olsztyn, Pl. Łódzki 2
Słowa kluczowe: błonka powierzchniowa wody, mikrowarstwa powierzchniowa,
neuston, ksenobiotyki, ekotoksykologia
ABSTRAKT
Celem prezentacji jest omówienie roli biocenozy w mikrowarstwie powierzchniowej
wody ze szczególnym zwróceniem uwagi na różnice w składzie taksonomicznym
organizmów w zbiornikach lenitycznych i ciekach lotycznych. Mikrowarstwa
powierzchniowa wody jest specyficzną interfazą pomiędzy dwoma skrajnymi
środowiskami: hydrosferą a atmosferą, utworzoną z cienkiej błonki, której zewnętrzna
część o grubości do 2 nm jest lipidowa, zbudowana jest z wolnych kwasów tłuszczowych,
fosfolipidów, glicerydów i węglowodorów i zwana jest biofilmem. Pod nią tworzy się
hydrofilna warstwa polisacharydowo - białkowa „polysaccharide matrix” o grubości do
0,1m. Grubość całej mikrowarstwy powierzchniowej wody dochodzi do grubości 0.5 m
i stanowi mikroekosystem, w którym grupują się bardzo drobne organizmy, zwane
neustonem. W mikrowarstwie powierzchniowej zachodzą procesy wymiany ciepła, gazów,
pierwiastków biofilnych, jak również jest ona miejscem procesów intensywnej produkcji
oraz rozkładu substancji chemicznych, a także kumulacji wielu zanieczyszczeń
antropogenicznych. Zanieczyszczenia te zwane ksenobiotykami (gr. ksenos – obcy), mają
najczęściej budowę lipofilną i po przedostaniu się do wody ulegają różnym reakcjom
degradacji w metabolicznych procesach biotransformacji prowadzonych głównie przez
mikroorganizmy. Najtrudniej degradowalne ksenobiotyki ulegają kumulacji
w organizmach wodnych i przechodząc przez toń wodną odkładają się w osadach
dennych. W prezentacji przedstawione zostaną mechanizmy biotransformacji wybranych
ksenobiotyków przez przedstawicieli bakterioneustonu, mykoneustonu, fito-
i zooneustonu oraz jako proces biomagnifikacji w pętli mikrobiologicznej mikrowarstwy
powierzchniowej.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
57
Aktywność enzymatyczna mikroorganizmów w wodzie jeziora
Chełmżyńskiego
Maria Swiontek Brzezinska1*, Agnieszka Kalwasińska1, Maciej Walczak1,
Aleksandra Burkowska-But1, Urszula Jankiewicz2
1Zakład Mikrobiologii Środowiskowej i Biotechnologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, ul Lwowska 1, 87-100 Toruń,
*[email protected], 2Katedra Biochemii, Wydział Rolnictwa i Biologii, SGGW, ul. Nowoursynowska 159, 02-787
Warszawa
Słowa kluczowe: ektoenzymy, mikroorganizmy planktonowe, jeziora eutroficzne
ABSTRAKT
Mikroorganizmy odgrywają kluczową rolę w mineralizacji materii organicznej
w ekosystemach słodkowodnych. Drobnoustroje zdolne są do syntezy enzymów
pozakomórkowych, które mogą rozkładać dużą pulę naturalnych polimerów do
monomerów. Ektoenzymy występujące w zbiornikach wodnych wytwarzane są przez
mikroorganizmy (głównie bakterie). W mniejszym stopniu mogą również pochodzić
z procesów autolitycznych. Głównym celem badań było oznaczenie aktywności
ektoenzymów w wodzie podpowierzchniowej eutroficznego Jeziora Chełmżyńskiego oraz
określenie ich roli w procesach rozkładu i wykorzystania substancji organicznych. Jezioro
Chełmżyńskie należy do dorzecza Fryba-Wisła i jest typowym eutroficznym zbiornikiem
wodnym. Jezioro ma następujące właściwości: powierzchnia - 271 ha, maksymalna
głębokość - 27,1 m, średnia głębokość - ok. 6 m. Zlewnia jeziora obejmuje przede
wszystkim grunty orne. Zurbanizowane tereny Chełmży znajdują się w północno-
zachodniej części jeziora. Próby wody (od głębokości ok. 15-20 cm) pobierano wiosną,
latem i jesienią z pięciu stanowisk zlokalizowanych w części jeziora Chełmżyńskich
w pobliżu miasta Chełmża i z sześciu miejsc położonych w części jeziora daleko od
miasta. Aktywność ektoenzymów w wodzie Jeziora Chełmżyńskiego oznaczano metodą
fluorymetryczną stosując znakowane fluorescencyjnie cząsteczkami MUF
(metylumbelliferyl) i MCA (methylcoumarinyl-7 amide) substraty organiczne. Metoda ta
wykazuje wysoką czułość i jest powszechnie stosowana przy oznaczeniach ektozenymów
w środowiskach naturalnych. Do oznaczenia aktywności enzymów: α-D-glukozydazy (EC
3.2.1.20), β-D-glukozydazy (EC 3.2.2.21), chitynazy (EC 3.2.1.30), fosfatazy (EC
3.1.3.1-2), lipazy (EC 3.1.1.3) i aminopeptydazy (EC 3.4.1.1)) użyto następujące
substraty: MUF-α-D-glucoside, MUF- β-D-glucoside, MUF- N-acetyl- β-D-glucosaminide,
MUF-phosphate, MUF-butyrate, and MCA-leucine. Przeprowadzone badania wykazały, że
spośród badanych ektoenzymów, lipazy osiągnęły najwyższy poziom aktywności (średnio
1048,0 nmol/l/h). Aminopeptydazy i fosfatazy były również wysoko aktywne, chociaż ich
aktywność była około czterech do dziesięciu razy niższa niż aktywność lipazy. Chitynazy
i -D-glukozydazy wykazały najniższy poziom aktywności (średnio 23,1 nmol/l/h dla
chitynazy i 22,3 nmol/l h dla -D-glukozydazy). Stwierdzono także, że aktywność
badanych ektoenzymów zmieniała się sezonowo i istotnie zależała od miejsca poboru
prób wody.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
58
Bałtycka Pseudanabaena źródłem metabolitów o działaniu
antynowotworowym
Karolina Szubert1*, Marta Cegłowska1, Magda Wiglusz1, Hanna Mazur-Marzec1
1 Zakład Biotechnologii Morskiej, Wydział Oceanografii i Geografii, Uniwersytet Gdanski, al. Marszałka Piłsudskiego 46, 81-378 Gdynia;
Słowa kluczowe: Pseudanabaena sp., komórki nowotworowe, test MTT
ABSTRAKT
Cyjanobekterie zwane również sinicami są organizmami wszędobylskimi. Swoją
niezwykłą elastyczność w dostosowywaniu się do różnorodnych, często trudnych
warunków środowiska zawdzięczają produkowanym przez siebie związkom chemicznym.
Ze względu na to że są one równie różnorodne co warunki życia swoich gospodarzy,
metabolity wtórne cyjanobakterii znalazły się w centrum zainteresowania wielu zespołów
badaczy na całym świcie. Metabolity te mogą znaleźć praktyczne zastosowanie w wielu
dziedzinach m.in. przemyśle, rolnictwie czy medycynie. Szczególną uwagę poświęca się
nowym związkom które mogą pomóc w skutecznym leczeniu chorób cywilizacyjnych,
w tym nowotworów. Obiecującymi kandydatami na producentów substancji o takich
właściwościach są cyjanobakterie z rodzaju Pseudanabaena. Wykazano, iż ekstrakty
uzyskane z portugalskich szczepów należących do tego rodzaju, wykazują
cytotoksyczność względem komórek linii nowotworów piersi, wątroby, prostaty i kości.
Stosunkowo niedawno rozpoczęto badania nad poszukiwaniem podobnych właściwości
bałtyckich cyjanobakterii i wykazano, że surowy ekstrakt rodzimego szczepu
Pseudanabaena CCNP 1313 powoduje śmierć komórek linii wywodzących się
z nowotworów piersi oraz macicy na drodze apoptozy. Co niezwykle ważne związki
zawarte w ekstrakcie nie wywołują podobnego efektu względem linii komórek
fizjologicznych tj. fibroblastów, co stanowi o specyficzności i daje nadzieję
na zastosowanie w lecznictwie. W niniejszej pracy badano cytotoksyczność uzyskanych
chromatograficznie frakcji z komórek Pseudanabaena CCNP 1313 względem linii komórek
raka piersi T47D. Wykazano zależną od stężenia śmiertelność komórek nowotworowych
dla trzech spośród siedmiu badanych frakcji. Frakcje aktywne poddano analizie
spektrometrycznej (LC-MS/MS) oraz chromatograficznej (HPLC) celem wstępnej
identyfikacji związków odpowiedzialnych za efekt toksyczny ekstraktu. Uzyskane wyniki
wyznaczają dalsze kierunki badań - konieczna jest dokładna identyfikacja
i charakteryzacja związków produkowanych przez badane szczepy bałtyckich
cyjanobakterii, odpowiedzialnych za efekt cytotoksyczny, a także określenie mechanizmu
ich działania oraz specyficzności.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
59
Badania f-specyficznych bakteriofagów RNA jako alternatywnych
wskaźników fekalnego zanieczyszczenia środowiska wodnego
Joanna Śliwa-Dominiak1*, Wiesław Deptuła2
1,2 Katedra Mikrobiologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Szczeciński, ul. Felczka 3c, 71-412 Szczecin,
Słowa kluczowe: bakterie, bakteriofagi, woda, zanieczyszczenie, wirusy
ABSTRAKT
Celem badań była analiza prób wody pochodzących z jeziora Syrenie Stawy, gdzie
oznaczano liczbę fagów FRNA, bakterii z grupy coli i z grupy coli typu fekalnego, a także
określano ich przynależność do genogrup (I-IV), wskazujących źródło zanieczyszczeń.
Przeanalizowano także zależności między warunkami środowiska (temperaturą powietrza
i wody), a liczbą badanych bakteriofagów i bakterii oraz zależności między
bakteriofagami i bakteriami, a tym samym podjęto próbę określenia wpływu
bakteriofagów na liczbę oznaczanych bakteri, które są wyznacznikiem klasowości wody.
Materiałem do badań były próby pochodzace ze śródmiejskiego jeziora Syrenie Stawy,
pobierane przez rok, co miesiąc, w wyznaczonych czterech miejscach poboru SI-SIV.
W próbach oznaczano fagi FRNA metodą pojedynczej warstwy agaru (SAL) oraz
genotypowano metodą Real Time PCR, a także oznaczano NPL i miano bakterii z grupy
coli i z grupy coli typu fekalnego metodą na podstwie PN -75/C-04615/05 i PN-77/C-
04615/07. Wyniki otrzymanych badań poddano analizie statystycznej i obliczono
współczynnik korelacji R Spearmana.
Analizując wyniki badań zarejestrowano wysoką liczbę fagów FRNA oraz bakterii
z grupy coli i z grupy coli typu fekalnego w jeziorze Syrenie Stawy, co dowodzi jego złego
stanu sanitarno-ekologicznego. Genotypowanie fagów wskazało, że przyczyną takiego
stanu są zanieczyszczenia pochodzenia ludzkiego (obecność genogrupy II i III), a także
pochodzenia odzwierzęcego (obecność genogrupy I i IV). Wykazano także korelację
między warunkami środowiska, a badanymi fagami i bakteriami, jako że zarejestrowano
korelacje wysoką i bardzo wysoką pomiędzy temperaturą powietrza i wody, a mianem
bakterii z grupy coli i z grupy coli typu fekalnego, ale jedynie w punkcie SIII i SIV.
Stwierdzono także korelacje wysoką dla fagów i bakterii z grupy coli w punkcie SII oraz
korelację wysoką dla fagów i bakterii z grupy coli typu fekalnego w punkcie SI, SIII i SIV.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
60
Ocena skuteczności Steridialu w-15 na wybrane drobnoustroje
izolowane z ryb oraz ze środowiska wodnego
Elżbieta Terech-Majewska1, Arkadiusz Płowiec1, Iwona Gołaś2*, Joanna
Grudniewska3, Alicja Bernad4, Monika Harnisz2
1Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Olsztyn ul. Oczapowskiego 13, p. 6
2Katedra Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Olsztyn ul. Prawocheńskiego 1,
*[email protected] 3Zakład Hodowli Ryb Łososiowatych w Rutkach, Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie, ul.
Oczapowskiego 10 4Pracownia Diagnostyki Chorób Ryb i Raków, Zakład Higieny Weterynaryjnej w Olsztynie, Olsztyn
ul. Warszawska 59
Słowa kluczowe: kwaśne środki biobojcze, Steridial W-15, skuteczność
ABSTRAKT
Hodowla ryb na każdym etapie produkcji wymaga dbałości o higienę, także
z wykorzystaniem środków biobójczych. Stale poszukuje się preparatów, które byłyby
bezpieczne dla ludzi i ryb, a jednocześnie skuteczne wobec czynników potencjalnie
patogennych oraz bezpieczne dla środowiska wodnego. Wymaganiom tym w dużym
stopniu odpowiadają preparaty oparte na kwasach organicznych, tzw. “kwaśne środki
biobójcze”. Należący do tej grupy Steridial W-15 jest stosowany w akwakulturze ze
wzgledu na całkowitą biodegradowalność oraz działanie w niskich temperaturach wody.
Jest stosowany jako środek z wyboru, w celu ograniczenie ilości drobnoustrojów a także
jako środek przeciwko ektopasożytom.
Celem badań była ocena skuteczności Steridialu W-15 “in vitro”, wobec wybranych
szczepów bakteryjnych potencjalnie patogennych dla ryb. Do badań wybrano szczepy
oporne oraz średniowrażliwe wobec tetracykliny i oksytetracykliny, z uwagi na
powszechne stosowanie tych antybiotyków w gospodarstwach rybackich. Ocenę
skuteczności prowadzono zgodnie z metodyką opisaną w Polskiej Normie PN-EN 1276
(2000). Badaniom poddano trzy grupy bakterii: w pierwszej znajdowały się szczepy
izolwoane od ryb chorych (24 szczepy), w drugiej analizowano szczepy izolowane od ryb
zdrowych (13 szczepów), w trzeciej znajdowały się szczepy izolowane ze środowiska
wodnego poniżej gospodarstw rybackich (7 szczepów). Bakterie należały do rodzajów
Aeromonas spp., Pseudomonas spp. oraz gatunku Yersinia ruckeri. Preparat testowano
w kilku stężeniach od 0,1% do 1%, uwzględniając koncentracje stosowane w praktyce
hodowlanej (od 0,1% do 0,5%).
Uzyskane wyniki badań wskazują na potrzebę weryfikacji skuteczności środków
biobójczych stosowanych w akwakulturze wobec drobnoustrojów izolowanych od ryb oraz
ze środowiska wodnego. Z praktycznego punktu widzenia może to przyczynić się do
ograniczenia ich stosowania.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
61
Wpływ prodigiozyny na tempo biodegradacji polihydroksymaślanu w środowisku glebowym
Paulina Tomalska1, Sławomir Ciesielski1*
1Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, Wydział Nauk o Środowisku, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Słoneczna 45 G, 10-719 Olsztyn,
Słowa kluczowe: biodegradacja, gleba, polihydroksymaślan, prodigiozyna
ABSTRAKT
Trudności z zagospodarowaniem odpadów pochodzenia syntetycznego sprawiają,
że coraz częściej do produkcji artykułów codziennego użytku próbuje się wykorzystywać
materiały powstające na bazie biodegradowalnych polimerów. Do związków tych zalicza
się między innymi syntezowane przez mikroorganizmy polihydroksykwasy (PHA).
Szczególnie popularnym przedstawicielem tej grupy poliestrów jest polihydroksymaślan
(PHB), który ze względu na swoje właściwości fizyko-chemiczne, od lat wzbudza
zainteresowanie przemysłu. W celu wykorzystania tego rodzaju materiałów w przemyśle
nieodzowne staje się określenie ich degradacji w środowisku naturalnym oraz
opracowanie sposobu jego kontroli. Dlatego, też celem niniejszej pracy było zbadanie
tempa degradacji PHB w środowisku glebowym oraz sprawdzenie wpływu prodigiozyny na
proces rozkładu tego polimeru. Tempo degradacji PHB było monitorowane poprzez
wykonywanie pomiarów wagowych. Zgodnie z uzyskanymi wynikami, ubytek masy PHB
wyniósł 0,4 mg/miesiąc w grupie kontrolnej oraz 0,35 mg/ miesiąc w grupie traktowanej
prodigiozyną. Stwierdzono, że prodigiozyna nie ma istotnego wpływu na tempo rozkładu
polihydroksymaślanu.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
62
Porównanie metod analizy biofilmu tworzącego się na
wewnętrznych powierzchniach sieci wodociągowej – badania wstępne
Agnieszka Trusz-Zdybek1*, Sylwia Wiśniewska2, Katarzyna Piekarska2
1,2Zakład Biologii Sanitarnej i Ekotechniki, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskeigo 27, 50-370 Wrocław.
Słowa kluczowe: jakość mikrobiologiczna wody, wtórne zanieczyszczenie.
ABSTRAKT
Jedną z głównych przyczyn wtórnego zanieczyszczenia wody jest biofilm, tworzący
się na wewnętrznych powierzchniach materiałów, z którychzbudowana jest sieć
dystrybucji wody. Ze względu na skomplikowaną strukturę otoczoną substancjami
organicznymi i mineralnymi w tym również osadami obecnnymi w wodzie czy produktami
korozji elektrochemicznej błona biologiczna jest rezerwuaremmikroorganizmów,
pierwotniaków, a także wirusów stwarzając możliwość obniżenia jakości sanitarnej wody.
Formowanie się i intensywność rozwoju biofilmu związane są z wieloma czynnikami
takimi jak: m. in. skład mikrobiologiczny wody, parametry chemiczne (rodzaj i ilość
składników odżywczych i ich biodostępność, stężenie tlenu, obecność osadów
korozyjnych, rodzaj i stężenie środka dezynfekującego), czynniki fizyczne (prędkość
przepływu, ciśnienie, naprężenia ścinające, temperatura wody, struktura sieci, rodzaj
materiału, średnica rur). Tak wiele czynników wskazuje na to jak trudno jest
jednoznacznie określić oddziaływanie biofilmu na jakość wody a przez to kontrolować
i mieć wpływ na jej jakość podczas przesyłu poprzez sieć dystrybucji. Dodatkowym
utrudnieniem jest szereg czynników, które mają wpływ na tworzenie się biofilmu w sieci
a których nie jesteśmy w stanie znormalizować. Są to m.in. odmienne: parametry wody,
warunki panujące w sieci, konfiguracje i wiek materiałów, metody badawcze. Dziś już
wiadomo, że biofilm rozwija się w sieci zarówno w miejscach stagnacji jak również jej
szybkiego przepływu, a nawet turbulentnego, że możliwy jest na każdym materiale
stosowanym do budowy sieci wodociągowych natomiast od jego rodzaju może natomiast
zależeć tempo rozwoju biofilmu, struktura błony biologicznej oraz rodzaj
mikroorganizmów i wirusów wchodzących w jej skład. Mimo, że w literaturze
prezentowanych jest wiele badań dotyczących tematu dalej nie ma możliwości
identyfikacji wszystkich mikroorganizmów i wirusów wchodzących w skład biofilmu ani
określenia zależności pomiędzy nimi, czy wpływu na strukturę materiałów. Nie można
również jednoznacznie odpowiedzieć m.in. który materiał jest najbardziej podatny na
tworzenie biofilmu. Z uwagi na to jak wiele czynników wpływa na obecność biofilmu w
sieci wodociągowej, ich odtworzenie, ujednolicenie czy osiągnięcie powtarzalności jest
niemożliwe. Na podstawie doświadczeń własnych uważa się że ujednolicenie metodyki
badawczej i zaproponowanie schematu badań błony biologicznej jest rozwiązaniem do
stworzenia skutecznej strategii i algorytmu przeciwdziałania temu zjawisku w sieci
dystrybucji wody.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
63
Ekstermofile – czyli mikroorganizmy (jakby) nie z tej ziemi
Maciej Walczak1*
1Zakład Mikrobiologii Środowiskowej i Biotechnologii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
ABSTRAKT
Według nas ludzi mikroorganizmy ekstremofilne to takie, które zasiedlają środowiska
o parametrach odbiegających od tzw. normalnych na naszej, ludzkiej skali.
Ekstremofilem jest więc bakteria, która żyje w temperaturach poniżej 20 C lub powyżej
45 C, albo taka która preferuje wysokie stężenia soli lub ciśnienia hydrostatycznego.
Przyjmując takie podejście do problemu, musimy uznać, że większość organizmów
żyjących na Ziemi i większość biomasy żyje i rozwija się w warunkach ekstremalnych.
Tylko czy większość form życia w skali planety może być ekstremalna?
Właśnie, ekstremalność można różnie zdefiniować i na ogół mamy z tym spory problem.
Chyba nie powinniśmy za ekstremalne uważać środowisk, w których narodziło się życie –
bo w nich warunki musiały być optymalne a przynajmniej sprzyjające. Idąc tym tropem
za warunki NIE ekstremalne powinniśmy uznać takie, w których atmosfera jest
redukujące, występuje dużo wodoru, siarkowodoru, amoniaku, brak jest tlenu a
natężenie promieniowania UV jest wysokie. A skoro tak, to formy życia, które rozwinęły
się później i są przystosowane do obecności tlenu powinniśmy uznać na ekstremofilne –
w tym człowieka. Tlen jest przecież silnym utleniaczem, jest destrukcyjny dla kwasów
nukleinowych, białek i niektórych kwasów tłuszczowych.
Ekstremalność można również definiować jako skrajne parametry. W tym przypadku dość
łatwo jest zdefiniować warunki krańcowe, np.: pH 1 lub 14, ale tylko na „zamkniętych”
skalach.
Według jeszcze innego podejścia do ekstremofilności, za środowiska ektremalne
uznaje się takie, w których obserwujemy słaby rozwój organizmów. Jednak „słaby
rozwój” znowu jest pojęciem względnym, trudnym do precyzyjnego zdefiniowania.
Ponadto niektóre środowiska w sposób mniej lub bardziej regularny fluktuują w stronę
środowisk ekstremalnych, np.: rzeki okresowe, wysychające laguny, pustynie.
Czym są w takim razie ekstremofile i skąd pochodzą? Są większością tej planety czy
może kolonizatorami z innych światów?
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
64
Biotechnologiczny potencjał bałtyckiego szczepu
Spirulina subsalsa 1310
Magda Wiglusz1*, Karolina Szubert1, Hanna Mazur - Marzec1
1Zakład Biotechnologii Morskiej, Instytut Oceanografii, Uniwersytet Gdański al. Marszałka Piłsudskiego 46, 81 - 378 Gdyniaadres
Słowa kluczowe: Spirulina subsalsa, aktywność enzymatyczna, inhibitory
enzymów, test MTT, komórki nowotworowe
ABSTRAKT
Spirulina jest jedną z najbardziej znanych cyjanobakterii, a także istotnych
biotechnologicznie mikroorganizmów. Większość doniesień na temat Spirulina dotyczy
jednak rodzaju Arthrospira, a w szczególności gatunku Arthrospira platensis. Nieścisłości
te wynikają z wcześniejszej, błędnej klasyfikacji taksonomicznej tego organizmu.
Spirulina subsalsa została po raz pierwszy opisana przez Gomonta w 1892 roku.
Wielokrotnie identyfikowana zarówno w wodach słodkich, jak i słonych, na całym świecie.
Kosmopolityczny charakter gatunku pozwala wysnuć przypuszczenie, że Spirulina
subsalsa może być również źródłem przydatnych metabolitów wtórnych. Argumentami
przemawiającym za tą hipotezą są dotychczasowe doniesienia na temat potencjalnych
zastosowań mikroorganizmu - jako skutecznego środka bioremediacyjnego, biosensora w
ocenie toksyczności wód, jak również podstawowego składnika w produkcji
polihydroksyalkanoanów (PHA) - biopolimerów bezpiecznych dla środowiska, mogących
znaleźć zastosowanie np. podczas tworzenia implantów i sztucznych tkanek. Spirulina
subsalsa posiada również zdolność do wytwarzania związków biologicznie czynnych -
enzymów i inhibitorów enzymów. Ponadto ma istotny wpływ na wzrost kilku szczepów
bakteryjnych o znaczeniu klinicznym. Przedmiotem tej pracy jest szczep Spirulina
subsalsa 1310 pozyskany z wód Zatoki Puckiej w roku 2009. Szczep ten testowany był
pod kątem aktywności względem ważnych enzymów metabolicznych (trypsyna,
chymotrypsyna, karboksypeptydaza-A, elazstaza, trombina), bakterii oraz komórek
nowotworowych (test MTT). W pracy, podjęto się również wstępnej identyfikacji
związków biologicznie aktywnych z wykorzystaniem chromatografii cieczowej
i spektrometrii mas.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
65
Drobnoustroje w oczyszczaniu ścieków
– osiągnięcia i wyzwania
Monika Załęska-Radziwiłł 1*, Adam Muszyński1
1 Zakład Biologii, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska, Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa
Słowa kluczowe: bioróżnorodność, metody niehodowlane, biologia molekularna
ABSTRAKT
Metody biologicznego oczyszczania ścieków stosowane są od ponad 100 lat, jednakże
wiedza na temat drobnoustrojów kluczowych dla efektywnej eliminacji zanieczyszczeń
jest wciąż niepełna. Do niedawna jedynymi technikami stosowanymi
w mikrobiologicznym monitoringu były metody hodowlane, oparte na izolacji
i identyfikacji przy wykorzystaniu czystych hodowli. Zastosowanie metod molekularnych
zrewolucjonizowało pogląd na temat bioróżnorodności mikroorganizmów w układach do
oczyszczania ścieków. Techniki, takie jak FISH, MAR-FISH oraz metody określane
mianem genetycznego odcisku palca, czyli PCR z DGGE czy T-RFLP, wykazały dużą
bioróżnorodność grup filogenetycznych drobnoustrojów. Ostatnio z powodzeniem
wykorzystywane są też techniki sekwencjonowania nowej generacji: metagenomika,
metatranskryptomika i metaproteomika.
Bakterie, które wcześniej podawano jako przykłady mikroorganizmów biorących
udział w nitryfikacji (Nitrobacter), usuwaniu fosforu (Acinetobacter), denitryfikacji
(Pseudomonas), czy też odgrywające ważną rolę w tworzeniu kłaczków (Zoogloea), mają
znaczenie marginalne ze względu na niską liczebność. Ich funkcje pełnią natomiast
drobnoustroje niehodowlane, jak Nitrospira, Accumulibacter i Tetrasphaera, Thauera,
Azoarcus i Curvibacter, oraz bakterie nitkowate, np. Chloroflexi. Odkrycie
mikroorganizmów anammox, zdolnych do autotroficznego beztlenowego utleniania azotu
amonowego do azotu gazowego, znacznie skróciło proces eliminacji azotu ze ścieków,
obniżając tym samym koszty oczyszczania. Metodami metagenomiki i metaproteomiki
wykazano natomiast, że zdolność do pełnej nitryfikacji posiada Nitrospira.
Nasza wiedza na temat drobnoustrojów w układach do oczyszczania ścieków wymaga
jednak ciągłego prowadzenia badań – nadal nie potrafimy zidentyfikować metodą FISH
około 1/5 bakterii, nie znamy ich roli. Sondy oligonukleotydowe PAOmix, stosowane do
wykrywania Accumulibacter (fenotyp PAO), są na tyle niespecyficzne, że hybrydyzują z
Propionivibrio aalborgensis – nowo odkrytym GAO. Stan wiedzy zmienia się tak
dynamicznie, że wyzwaniem staje się tworzenie baz danych online, jak np. baza MIDAS,
zapewniających szybką odpowiedź na kolejne doniesienia naukowe. Dążymy do integracji
wielu procesów w 1 bioreaktorze, ograniczamy koszty oczyszczania poprzez
opracowywanie energooszczędnych technologii i zmniejszanie kubatury urządzeń.
Zmienia się też nasze podejście do ścieków – zaczynamy traktować je jak źródło
produktów, które można z nich odzyskać.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
66
Wpływ zmiany temperatury na strukturę genotypową
i bioróżnorodność zbiorowiska bakterii w komorze fermentacji metanowej
Aleksandra Ziembińska-Buczyńska1*, Klaudia Chińcza1
1Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inzynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice
Słowa kluczowe: bioróżnorodność, fermentacja mezofilowa, fermentacja termofilowa,
metanogeny, PCR-DGGE
ABSTRAKT
Naturalnie występujący proces fermentacji metanowej jest coraz częściej
wykorzystywany w sztucznych, stworzonych przez człowieka układach do przeróbki
odpadów lub osadów ściekowych, a powstający w nim biogaz może być wykorzystywany
jako alternatywne źródło energii. W przypadku prowadzenia procesu w skali technicznej
ważne jest dostosowanie warunków procesu tak, aby osiągnąć jak największą jego
efektywność, wiążacą się m. in. z wykształceniem się zbiorowiska mikroorganizmów
o stosunkowo wysokim poziomie różnorodności i stabilnym składzie. Stąd ważna jest
analiza składu i zmienności takiego zbiorowiska oraz określenie poziomu jego
różnorodności, zależnej m. In. od zmian parametrów fizyko-chemicznych. Każde
zbiorowisko bakteryjne charakterystuje się swoistą równowagą ekologiczną, do której
będzie wracać, pomimo zadziałania czynników zewnętrznych, np. temperatury lub pH.
Każde zbiorowisko mikrobiologiczne będzie się również naturalnie przebudowywać. Stąd
celem tej pracy było określenie, czy zbiorowisko bakteryjne po zadziałaniu czynnika
zewnętrznego (w tym przypadku temperatury, która ma znaczny wpływ na strukturę
i dynamikę biocenozy w komorze fermentacyjnej), będzie wracać do takiej samej
równowagi ekologicznej, jak naturalnie przebudowująca się biocenoza bakteryjna, na
którą czynnik taki nie działał. W tym celu podjęto próbę zbadania struktury genotypowej
i oszacowania poziomu bioróżnorodności biocenozy wszystkich bakterii oraz należących
do grupy Archaea metanogenów w wypełnieniu komór fermentacji metanowej, gdzie w
komorze kontrolnej prowadzona była fementacja mezofilowa, a w eksperymentalnej
zmieniono warunki z mezofilowych na termofilowe, a następnie powrócono do
mezofilowych. Badania prowadzono w oparciu o amplifikację metodą PCR genu
kodującego 16S rRNA, a następnie jego rozdział metodą DGGE (ang. Denaturing Gradient
Gel Electrophoresis). Uzyskane wyniki wskazują, że zmiana temperatury wpływała
w większym stopniu na zbiorowisko metanogenów, zdominowane przez rodzaj
Methanosaeta, niż na całe zbiorowisko bakteryjne, zarówno pod względem struktury
genotypowej, jak i poziomu jego różnorodności. Wyniki wskazują, że biocenoza
bakteryjna układów komór fermentacyjnych jest stosunkowo słabo wrażliwa na zmiany
temperatury prowadzenia procesu, jednak parametr ten wpływa na strukturę biocenozy
metanogenów, a co za tym idzie, prawdopodobnie na aktywność tych mikroorganizmów,
co widoczne było w zmianie składu produkowanego biogazu. Aby uzyskać pełny obraz
zmian w badanych zbiorowiskach wskazane byłoby przeprowadzenia analiz aktywności
metanogenów.
Badania finansowane przez Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej,
projekt nr BK-217/RIE-8/16
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
67
Aktywność i bioróżnorodność bakterii przemian azotowych w
osadzie czynnym w reaktorze SBR podczas wpracowania procesu Anammox
Aleksandra Ziembińska-Buczyńska1*, Anna Banach1, Mariusz Tomaszewski1,
Piotr Gutwiński1, Grzegorz Cema1
Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inzynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice
Słowa kluczowe: aktywność bakterii, anammox, sekwencjonowanie nowej generacji,
Real Time PCR
ABSTRAKT
Biologiczne oczyszczanie ścieków obejmuje szereg technologii opartych głównie na
działaniu mikroorganizmów, które mają na celu usuwanie różnego typu zanieczyszczeń.
Z punktu widzenia potencjalnego zagrożenia wód odbiorników procesy oczyszczania
ukierunkowane są na usuwanie związków azotu i fosforu, które występując w nadmiarze,
odpowiedzialne są za eutrofizację. Jednym ze stosunkowo nowych trendów w usuwaniu
azotu amonowego ze ścieków jest proces beztlenowego utleniania amoniaku – Anammox
(ang. Anaerobic Ammonium Oxidation). Jest on prowadzony przez ciekawą z punktu
widzenia mikrobiologii grupę bakterii należących do typu Planctomycetes, o odmiennej od
klasycznej morfologii komórki prokariotycznej. Bakterie te mają długi czas generacji i są
uznawane za wrażliwe na zmienne czynniki środowiskowe, takie jak pH, temperatura czy
wydzielający się często w bioreaktorach wolny amoniak. Precyzyjna kontrola procesu
technologicznego pozwala jednak na efektywny wzrost tych mikroorganizmów i
bezproblemowe prowadzenie procesu Anammox. W prezentowanych badaniach proces
Anammox był wpracowywany w sekwencyjnym reaktorze porcjowym (SBR). Osad
zaszczepiający reaktor składał się z mieszaniny osadu czynnego, pochodzącego z
komunalnej oczyszczalni ścieków i osadu granulowanego z dominacją bakterii Anammox.
Od początku eksperymentu prowadzono monitoring składu i aktywności zbiorowiska
bakteryjnego. W oparciu o sekwencjonowanie nowej generacji z użyciem genu
kodującego 16S rRNA wykazano zmianę składu jakościowego i ilościowego biocenozy
reaktora SBR. Liczebność bakterii należących do typu Planctomycetes zmniejszyła się pod
koniec technologicznego wpracowania procesu, jednak dalszy monitoring zbiorowiska
pozwolił na wykazanie, że ta grupa bakterii dominowała w osadzie czynnym w dalszej
części eksperymentu. Zbiorowisko w pierwszych 85 dniach procesu było zdominowane
przez bakterie z rodzaju Cohnella, nie pojawiające się w literaturze jako związane z
procesami przemian azotu, jednak dalszy monitoring pozwolił stwierdzić, że efektywnie
funkcjonujące zbiorowisko bakterii Anammox po 200 dniu eksperymentu składało się w
głównej mierze z bakterii rodzaju Candidatus Jettenia, przedstawiciela typu
Planctomycetes. W oparciu o wyniki badań aktywności metodą Real Time PCR wykazano,
że aktywność bakterii Anammox również zmalała pod koniec technologicznego
wpracowania procesu. W oparciu o te dane można stwierdzić, że wpracowanie
technologiczne dla procesu Anammox to okres znacznej przebudowy zbiorowiska
bakteryjnego oraz zmiany/zmniejszenia aktywności bakterii Anammox. W tym czasie
następuje adaptacja bakterii do nowych nisz ekologicznych w nowym biotopie, jakim jest
reaktor SBR o zdecydowanie mniejszej, niż pierwotny układ technologiczny, objętości.
Obserwacja biocenozy w dalszej części eksperymentu pozwala stwierdzić, że bakterie
Anammox przystosowały się do nowego środowiska i pracują efektywnie.
Prezentowane badania finansowane przez NCN: UMO-2013/09/D/NZ9/02438
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
68
Wpływ zanieczyszczenia środowiska na ryzyko rozwoju cukrzycy
typu 1 w województwie pomorskim oraz lubelskim
Katarzyna Zorena1*, Maria Bartoszewicz1, Małgorzata Michalska1, Piotr Wąż2,
Katarzyna Korzeniowska2, Agnieszka Brandt2, Sylwia Kozaczuk3, Iwona Beń-
Skowronek3, Małgorzata Myśliwiec2
1*Zakład Immunobiologii i Mikrobiologii Środowiska, Gdański Uniwersytet Medyczny,
*[email protected] 2Zakład Medycyny Nuklearnej Gdański Uniwersytet Medyczny
3Katedra i Klinika Pediatrii, Diabetologii i Endokrynologii, Gdański Uniwersytet Medyczny 4Klinika Endokrynologii i Diabetologii Dziecięcej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie
Słowa kluczowe: cukrzyca typu 1, zachorowalność, metale ciężkie, gleba, woda pitna
ABSTRAKT
W Polsce aktualnie na cukrzycę typu 1 (T1DM) choruje ok. 20 tysięcy osób poniżej
18-tego roku życia, a w każdym kolejnym roku odnotowuje się około 1.5 tysiąca nowych
zachorowań. Pomimo wielu badań wciąż nie do końca poznane są czynniki mające
wspływ na ryzyko rozwoju T1DM. W ostatnich latach coaraz więcej badań dotyczy
substancji toksycznych występujących w atmosferze, wodzie pitnej, glebie jak też
pożywieniu.
Celem pracy było zbadanie zależności pomiędzy poziomem selenu (Se), ołowiu (Pb),
kadmu (Cd), cynku (Zn), arsenu (As) w wodzie pitnej oraz glebie a liczbą nowych
przypadków zachorowań na cukrzycę typu 1 dzieci i młodzieży w gminach województwa
pomorskiego oraz lubelskiego w latach 2015-2016.
Pacjenci i metody: Próbki wody pitnej oraz gleby pobrano w latach 2015-2016
w powiatach województw pomorskiego oraz lubelskiego. W pobranych próbkach
oznaczano poziom arsenu, cynku, kadmu, ołowiu, selenu oraz zbadano odczyn wody pH.
Próbki gleby pobierano z warstwy o gł. 0-25 cm. Próbki gleby pobierano z terenów
zabudowanych, wody pitnej pochodziły z sieci wodociągowej. Stężenie pierwiastków
oznaczano metodą atomowej spektometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie
indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES) na spektrometrze OPTIMA 2000DV Perkin Elmer
(Norwalk, Connecticut, USA). Dane dotyczące liczby nowych zachorowań na T1DM
otrzymano z Katedry i Kliniki Pediatrii, Diabetologii i Endokrynologii Dziecięcej GUMed
oraz Kliniki Endokrynologii i Diabetologii Dziecięcej UM w Lublinie. Natomiast liczbę
urodzeń w 2015 i 2016 roku otrzymano z roczników statystycznych GUS.
Wyniki: W woj.pomorskim wykazano zależność pomiędzy liczbą świeżych zachorowań na
T1DM a stężeniem Pb (p<0.00001), Cd (p<0.00001), Zn (p<0.00001) oraz As
(p<0.00001) w glebie. Również w woj. lubelskim wykryto zależność pomiędzy liczbą
świeżych zachorowań na T1DM a poziomem Pb (p=0.03), Cd (p=0.0003), Zn
(p=0.000001) oraz As (p<0.00001) w glebie. Nie stwierdzono zależności pomiędzy liczbą
świeżych zachorowań na T1DM a stężeniem Se w glebie w zarówno w woj. pomorskim
jak też lubelskim. Ponadto w woj. pomorskim wykazano zależność pomiędzy liczbą
świeżych zachorowań na T1DM a stężeniem Se (p<0.0001), Pb (p<0.00001), Cd
(p<0.0001), Zn (p<0.00001) oraz As (p=0.00001). W woj. lubelskim wykryto zależność
pomiędzy liczbą świeżych zachorowań na T1DM a stężeniem Se (p=0.0000001), Pb
(p<0.000001), Cd (p=0.0000001) i Zn (p<0.00001) w wodzie pitnej. Nie stwierdzono
zależności pomiędzy liczbą świeżych zachorowań na T1DM a stężeniem arsenu w wodzie
pitnej w woj. lubelskim.
Wnioski: Wyniki naszych badań wykazały związek pomiędzy liczbą świeżych zachorowań
na T1DM a stężeniem wybranych metali ciężkich w woj. pomorskim oraz lubelskim.
HYDROMICRO 2017: DROBNOUSTROJE– OSIĄGNIĘCIA I WYZWANIA
69