Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

6. szám - IL. Hidrobiológus Napok: „A Balaton és vízrendszere – a Balaton-kutatás története” és „A Duna-kutatás története” Tihany, 2007. október 3–5.

Változik-e a nád klonális diverzitása a vízmélységgel a Balatonban? Lukács Viktória1, Bisztray György2, Herodek Sándor1­­MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany 2Corvinus Egyetem Kertészettudományi Kar, Genetika és Növénynemesítési Tanszék, Budapest Kivonat : A genetikai diverzitást PCR-RAPD módszerrel vizsgáltuk. Három nádasból a parttal párhuzamosan négy különböző vízmélységű, 150 m hosszú sávból vettünk 15 méterenként nádszálakat. Ezek túlnyomó része önálló klónnak bizonyult, és a klonális diverzitás nem mutatott csökkenést a vízmélységgel. Egy nádasban 40 m x 40 m területen 4 m x 4 m sűrűségű rács szerint mintáztunk. A te­rület zömét 16 m2-nél nem nagyobb klónok fedték. A nagy kanális diverzitás úgy keletkezhetett, hogy 140 éve, amikor egy ideig a mostaninál 1,5 méterrel alacsonyabb volt a vízállás, magról szaporodott el a nád a szárazra került fenéken. Az, hogy a hosszan tartó vízborítás ellenére is nagy diverzitás maradt meg, arra utal hogy a klónok között nem nagyon éles a verseny, nád, Balaton, klónok, genetikai hasonlóság, PCR-RAPD Kulcsszavak: Bevezetés A nád (Phragmites australis) klonális növény, amely a szárazon magról is szaporodik, víz alatt azonban csak vege­tatív úton terjed. A szubtrópusoktól a mérsékelt égöv hide­gebb zónájáig nagyon különböző helyeken él meg, de nem tisztázott, hogy a nagy ökológiai alkalmazkodóképesség mennyire alapszik az eltérő tulajdonságú klónok sokaságán, azaz a nagy genetikai diverzitáson, illetve az egyes klónok fenetikus plaszticitásán. A kérdésnek az európai nádpusztulás adott gyakorlati je­lentőséget. A pusztulást az eutrofizáció megjelenésével egy időben tapasztalták. Felmerült az a gondolat, hogy vannak olyan szűk tűrőképességű genotípusok, amelyek csak oligo­tróf vizekben élnek meg, és ezek nem tudnak az eutrofizáló­dáshoz alkalmazkodni. Az elképzelés szerint a tavi nádasok úgy alakulnak ki, hogy a part vízzel nem borított részén a magokból nagy diverzitású állomány keletkezik, ebből hatol azután néhány klón az egyre mélyebb víz felé, miközben egymással erősen versengenek. Végül a külső körülmé­nyeknek legmegfelelőbb klón kiszorítja a többit, és létrejön a monoklonális, stabil állomány (KÜHL & NEUHAUS 1993, KOPPITZ és mtsai 1997). A klonális diverzitás kutatásában nagy előretörést jelentett a PCR módszerek terjedése. A RAPD technikával a németországi Parsteiner-tóban egy 3000 m 2 területről vett 15 minta azonos klónhoz tartozónak bizonyult (NEUHAUS és mtsai 1993), a dániai Vejlerne-tó­ban 500 méter hosszú szakaszon a gátról vett 10 minta mind különböző volt, a nyíltvíz felőli szélen viszont 8 minta azo­nos genotípushoz tartozott (KOPPITZ 1999). Ezek az ered­mények arra utaltak, hogy a tavakban valóban kicsiny a nád genetikai diverzitása, általánosításhoz azonban sok külön­böző tavat kellene megvizsgálni. Előző cikkünkben (LUKÁCS és mtsai 2007) arról számol­tunk be, hogy a Balaton partját 110 km hosszban ölelő ná­dasok 21 állományából mindenütt egymástól 20-20 m tá­volságra lévő 3-3 mintát gyűjtöttünk. A PCR-RAPD mód­szerrel jóval nagyobb klonális diverzitást találtunk, mint a­mit a más tavakról szóló közleményekben olvashatunk. Mostani munkánk célja az, hogy megállapítsuk, hogyan változik a klonális diverzitás a vízmélységgel, és egy nagy felosztású ráccsal próbáljuk megközelíteni a klónok valódi méretét. Anyag és módszer A vízmélység hatásának vizsgálatához a Kerekedi-öböl ép és pusztuló nádasából és Balatonmáriafürdő nádasából vettünk mintákat a partvonallal párhuzamosan, a szárazföld­ről, a sekély vízből, a mély vízből és a nyílt víz felőli élről. Minden sávból 10 db, egymástól 15 méterre lévő nádszálat gyűjtöttünk. Alsóörsön 40 m x 40 m-es területet jelöltünk ki a nádas­ban, és ebből 4 m X 4 m sűrűségű rács szerint vettük a min­tákat. 5 helyen nem volt nád, így összesen 95 db mintát vizsgáltunk. Qiagen kit segítségével az osztódó hajtáscsúcsokból izo­láltuk a tiszta, tömény DNS-t. 21 f il Master mixhez 4 f il DNS mintát adtunk. A PCR készülékben a ciklusszám 40 volt. A termékeket gélelektroforézissel választottuk szét. Az amplifikált fragmentumokat tartalmazó csíkokat lefotóztuk. A módszer részleteit előző cikkünkben (LUKÁCS és mtsai 2007) ismertettük. Mostani munkánknál a korábban bevált B01 és a B11 Operon primert, és a külföldi nádasok vizsgá­latánál (KOPPITZ 1999) alkalmazott (GACA)4-et, M13-at és (GATA)4-et használtuk. Az öt primerrel 36 megbízható va­riábilis markert kaptunk. Ezek hiányát 0-val, meglétét 1 -sel jelöltük az adatmátrixban. A hasonlósági együtthatókból a PopGen 1.32-es programmal csoportátlag (UPGMA) dend­rogramokat szerkesztettünk, és a 2 markeres különbséget mutató mintákat még egy klónhoz tartozónak véve rajzolták meg a klón térképeket. Eredmények és megvitatásuk A Kerekedi-öböl ép nádasának (1.A ábra) szárazföldi sávjában egy darab 2 mintát tartalmazó klón volt. A sekély­vízi sávban mind a 10 nádszál külön menetet képviselt. A mélyvízi sávban egy darab 2 mintából álló klónt találtunk. A nyíltvíz felőli szegélyen volt egy 4 mintát magába foglaló klón. A Kerekedi-öböl pusztuló nádasában (I.B ábra) a szá­razföldön és a sekélyvízi sávban is egy-egy darab 2 mintát tartalmazó klón volt. Ebben az állományban csak három sávban vettünk mintát, hiszen az eredeti vízfelőli szegély kipusztult, így a mélyvízi most vízfelőli is. Ebben minden minta külön klónhoz tartozott. A Balatonmáriafürdőnél lévő nádasban (l.C ábra) a szá­razföldön két darab 2 mintát tartalmazó klón volt. A sekély­vízi sávban minden minta önálló genetet képviselt. A mély­vízi sávban egy darab 2 mintát tartalmazó klón, a nyíltvízi szegélyben pedig egy darab 3 mintát tartalmazó klón volt. A klonális diverzitás legegyszerűbb mutatója a megkü­lönböztethető klónok aránya PD­P­G/N, ahol G a megkü­lönböztethető klónok száma, N pedig a vizsgált egyedeké. A három állományban vett összesen 110 minta 98 különbö­ző klónhoz tartozott, a diverzitás más tavakhoz képest na­gyon nagy, PD - 0,88. Ezen belül a három állomány PD-je 0,87-0,90 között változott, nem találtunk tehát különösebb különbséget az északi és a déli part, ill. a tó és a pusztuló nádas között. Ha most megnézzük a szárazföldi, sekélyvízi, mélyvízi és a vízfelőli fronton a három állományból vett nádszálak PD-jét, akkor azt kapjuk hogy azok a 0,75-0,97 tartományba esnek, nem találtunk a vízmélységgel egyértel­műen csökkentő tendenciát. A diverzitás a mintavételi tá­volság függvénye, a fentiek azt mutatják, hogy a Balaton­ban a legtöbb monoklonális állomány kisebb mint 15 méter. 125

Next