Diversity and significance of eukaryotic microbes in shallow lakes with special regard to winter condition  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
73369
Type K
Principal investigator Vörös, Lajos
Title in Hungarian Eukarióta mikróbák diverzitása és jelentősége sekély tavakban különös tekintettel a téli körülményekre
Title in English Diversity and significance of eukaryotic microbes in shallow lakes with special regard to winter condition
Keywords in Hungarian eukarióta pikoalgák, heterotróf pikoflagelláták, parazita gombák, molekuláris módszerek, diverzitás, téli limnológia
Keywords in English Eukaryotic picoalgae, heterotrophic picoflagellates, parasitic chytrids, molecular techniques, diversity, winter limnology
Discipline
Hydrobiology, ecological status assessment, applied ecology (Council of Complex Environmental Sciences)60 %
Microbiology: virology, bacteriology, parasitology, mycology (Council of Medical and Biological Sciences)30 %
Environmental biology, ecotoxicology (Council of Complex Environmental Sciences)10 %
Ortelius classification: Aquatic ecology
Panel Ecology and evolution 1
Department or equivalent Balaton Limnological Institute, Centre for Ecological Research, Hungarian Academy of Sciences (Centre for Ecological Research)
Participants Felföldi, Tamás
Márialigeti, Károly
Somogyi, Boglárka
Starting date 2008-09-01
Closing date 2012-09-30
Funding (in million HUF) 20.000
FTE (full time equivalent) 5.59
state closed project
Summary in Hungarian
Az eukarióta mikróbák minden bizonnyal a leggyakoribb eukarióta szervezetek a földön, ennek ellenére a pikoplankton eukarióta komponense a hazai sekély tavainkban ismeretlen.
A telet a tavak életében jelentéktelen nyugalmi állapotú időszaknak tartják, és szinte teljesen negligálják a kutatásokban, következésképp ismereteink a téli időszak limnológiájáról alapvetően hiányosak a nyári félévvel összehasonlítva. A tervezett kutatás fő célja a pikoeukarióta algák , a heterotróf piko- és nanoflagelláták és a fitoplankton parazita gombák évszakos dinamikájának , diverzitásának és szerepének megismerése különböző trofitású sekély tavakban. 2008 és 2012 között intenzív egész éves kutatómunkát tervezünk sekély turbid vizeinkben (Fertő-tó, Balaton, Kis-Balaton tározó) az eukarióta mikróbák (algák, a piko- és nanoflagelláták, parazita gombák) dinamikája és diverzitása megismerésére. A mikroszkópi és a flow-citométres eljárások mellett a molekuláris genetika módszereit (FISH, DGGE, 18S rRNS gén klónozása és szekvenálása) is alkalmazzuk a természetes együttesek és az izolált törzsek jellemzésére. Az eukarióta mikróba együttesek molekuláris jellemzése új információkat nyújt azok diverzitásáról, különös tekintettel a nem tenyészthető taxonokra. A fitoplankton parazita gombáinak megismerése hozzásegít a fitoplankton szezonális dinamikájának jobb megértéséhez, valamint a gomba zoospórák jelentőségének megbecsüléséhez a mikróbiális táplálékhálózatban. A fotoszintézis mérések során alkalmazott sejt-szétválogatás segítségével megismerjük az eukarióta pikoalgák jelentőségét a tavi elsődleges termelésben. A felsorolt vizsgálatok révén bővülnek az alapvetően hiányos ismeretink az édesvízi eukarióta mikroorganizmusokról. A javasolt kutatás jelentős hozzájárulást jelent nemcsak a tavak téli folyamatainak jobb megértéséhez, hanem a tavi élet teljességének jobb megértéséhez is.
Summary
Eukaryotic microbes are probably the most abundant eukaryotes on earth, but the eukaryotic component of the picoplankton in Hungarian shallow lakes is unknown. Winter has generally been considered to be an inactive and insignificant season in the life of lakes, and it has almost entirely been neglected by research. Consequently, our understanding of many aspects of winter limnology is elementary in comparison with the summer. Our main objective is to establish the seasonal dynamics and map the diversity of picoeukaryotic algae, heterotrophic pico- and nanoflagellates and phytoplankton-parasitic chytrids in shallow lakes with different trophic states. Between 2008 and 2012 extensive whole-year studies will be carried out on shallow turbid lakes (Lake Fertő:Neusiedlersee, Lake Balaton, Kis-Balaton reservoir) to determine the dynamics and diversity of eukaryotic microbes (algae, heterotrophic pico- and nanoflagellates, chytrids). Besides microscopy and flow cytometry, methods of molecular genetics (FISH, DGGE, cloning and sequencing of 18S rRNA genes) will be used for the characterization of natural assemblages and isolated strains. The molecular characterization of the eukaryotic assemblages can provide new information about the diversity of eukaryotic microorganisms with special regard to the uncultivable species. The study of the parasitic chytrids on phytoplankton can help to understand the population dynamics of the phytoplankton and the role of chytrid zoospores in the microbial food web. With cell sorting during the measurement of photosynthesis, we can estimate the role of picoeukaryotes in planktonic primary production. As a result of these examinations we can supplement the insufficient information available about the role of picoeukaryotes in freshwater environments. The proposed research would greatly contribute not only to our understanding of winter processes in lakes but to our knowledge about lakes as complex ecosystems.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Megállapítottuk, hogy a tél sekély tavaink életében nem nyugalmi, hanem egy aktív időszak, amelyben olyan algák (elsősorban piko-méretű zöldalgák) játsszák a fő szerepet, amelyek a nyári félévben nem találhatóak meg. Ezen algák anyagcseréje kevésbé intenzív, mint a nyáriaké, de hatékonyan alkalmazkodtak a téli körülményekhez. Elviselik a téli fényszegény körülményeket, sejtjeik a-klorofill tartalma magasabb, fotoszintézisük alacsonyabb fényintenzitásnál telítődik. Ökofiziológiai vizsgálataink alapján megállapítottuk, hogy fény- és hőigényük egyaránt alacsonyabb, mint a nyáriaké. Izolált törzseik eltérő hőmérséklet- és fénypreferenciája kielégítő magyarázatul szolgál a természetben megfigyelt viselkedésükre. A molekuláris filogenetikai módszerek lehetővé tették a téli algaközösségek eddig ismeretlen diverzitásának feltárását és egy új algafaj és egyben új nemzetség a Chloroparva pannonica leírásához vezettek.
Results in English
Our results confirmed that winter is not an inactive period in the life of shallow lakes as it was believed before: the appearance of several algal groups has been indicated during the cold period only (e.g. picochlorophytes in shallow temperate lakes). The metabolic activity of the phytoplankton was less intensive in winter than in summer, but the phytoplankton acclimatized very well to the winter conditions. Winter algae were able to tolerate low-light conditions, their cellular chlorophyll a content was higher and their photosynthesis saturated at lower light intensities than in summer. Based on our ecophysiological measurements, their light- and temperature optimum was lower, than that of summer algae. Different requirements of isolated strains for light and temperature explained the winter predominance of picoeukaryotes and the summer predominance of picocyanobacteria. A hidden diversity of winter algal community was revealed by means of molecular phylogenetic methods which resulted in the formal description of a new species and genus Chloroparva pannonica.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=73369
Decision
Yes





 

List of publications

  
FELFÖLDI, T., B. SOMOGYI, K. MÁRIALIGETI & L. VÖRÖS: Characterization of photoautotrophic picoplankton assemblages in turbid, alkaline lakes of the Carpathian Basin (Central Europe)., Journal of Limnology 68: 385-395., 2009
FELFÖLDI, T., SOMOGYI, B., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS, L.: Notes on the biogeography of non-marine planktonic picocyanobacteria: re-evaluating novelty., Journal of Plankton Research 33:1622-1626., 2011
SOMOGYI, B., FELFÖLDI, T., DINKA, M. & VÖRÖS, L.: Periodic picophytoplankton predominance in a large, shallow alkaline lake (Lake Fertő, Neusiedlersee)., Annales de Limnologie - International Journal of Limnology 46: 9-19., 2010
FELFÖLDI, T., DULEBA, M., SOMOGYI, B., VAJNA, B., NIKOLAUSZ, M., PRÉSING, M., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS, L.: Diversity and seasonal dynamics of the photoautotrophic picoplankton in Lake Balaton (Hungary)., Aquatic Microbial Ecology 63:273-287., 2011
VÖRÖS, L., A. MÓZES & B. SOMOGYI: A five-year study of autotrophic winter picoplankton in Lake Balaton, Hungary, Aquatic Ecology 43: 727-734., 2009
SOMOGYI, B. FELFÖLDI, T., VANYOVSZKI, J., ÁGYI, Á., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS, L.: Winter bloom of picoeukaryotes in Hungarian shallow turbid soda pans and the role of light and temperature, Aquatic Ecology 43: 735-744., 2009
SOMOGYI, B., FELFÖLDI, T., SOLYMOSI, K., MAKK, J., HOMONNAY, Z.G., HORVÁTH, GY., TURCSI, E., BÖDDI, B., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS, L.: Chloroparva pannonica gen. et sp. nov. (Trebouxiophyceae, Chlorophyta) - a new picoplanktonic green alga from a turbid, shallow soda pan., Phycologia 50: 1-10., 2011
KERESZTES ZS. GY., FELFÖLDI T., SOMOGYI B., SZÉKELY GY., DRAGOŞ N., MÁRIALIGETI K., BARTHA, CS. & VÖRÖS L.: First record of picophytoplankton diversity in Central European hypersaline lakes., Extremophiles 16: 759-769., 2012
Horváth Gy., Turcsi E., Szabó I., Molnár P., Szabó L. Gy., Deli J., Somogyi B., Felföldi T., Solymosi K. and Vörös L.: Separation and identification of carotenoids from a novel Trebouxiophycean picoalgal strain., 8th Balaton symposium on high-performance separation methods and 15th international symposium on separation sciences (Siófok, 2009.09.02-04.), 2009
Somogyi Boglárka, Felföldi Tamás, Vanyovszki József és Vörös Lajos: Fény és hőmérséklet szerepe a fotoautotróf pikoplankton szezonális dinamikájának szabályozásában. –, 8. Magyar Ökológus Kongresszus (Szeged, 2009. 08. 26-28), 2009
SOMOGYI B., FELFÖLDI T., SOLYMOSI K., VANYOVSZKI J., BÖDDI B., MÁRIALIGETI K. & VÖRÖS L.: Duna-Tisza közi szikes tavaink ismeretlen zöldalgái., Hidrológiai Közlöny 89: 59-62., 2009
FELFÖLDI, T., SOMOGYI, B., VÖRÖS, L. & MÁRIALIGETI, K: A fotoszintetikus gének szerepe a pikoalgák molekuláris azonosításában és diverzitásuk vizsgálatában., Hidrológiai Közlöny 89: 105-109., 2009
SOMOGYI, B., BORSODI A., CZEIBERT K., KNÁB M., VANYOVSZKY J., MÁRIALIGETI K., & VÖRÖS,: Bíborbaktérium tömegprodukció a Böddi-székben, Acta Biol. Debr. Oecol. Hung. 22: 99-111, 2010
FELFÖLDI T., SOMOGYI B., VÖRÖS L. és MÁRIALIGETI K.: Kiskunsági szikes tavaink pikoalgáinak azonosítása és diverzitásának vizsgálata molekuláris biológiai módszerekkel, Acta Biol. Debr. Oecol. Hung. 22: 113-120, 2010
KERESZTES, ZS. GY., SOMOGYI, B., BOROS, E., SZÉKELY, GY., BARTHA, CS., NEGY, E., DRAGOS, N. & VÖRÖS, L.: Picoplankton in soda lakes of the Carpathian Basin., Contributii Botanice 45:41-46., 2010
Felföldi, T., Somogyi, B., Vörös, L., Vida, M., Márialigeti, K.: Molekuláris biológiai módszerek alkalmazásának lehetőségei sekély tavaink mikroszkopikus méretű eukariótáinak azonosításában., Hidrológiai Közlöny 90: 23-25., 2010
KÜRTHY A., SOMOGYI B. & VÖRÖS L. (2010): A fény minőségének hatása cianobaktériumok és zöldalgák szaporodására és fotoszintézisére., Hidrológiai Közlöny 90: 88-90., 2010
SOMOGYI B., KÜRTHY A., NÉMETH B. & VÖRÖS L. (2010): A pikolagák jelentősége a Balaton téli planktonjában., Hidrológiai Közlöny 90: 130-133., 2010
SOMOGYI B., FELFÖLDI, T., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS L: Sekély tavaink téli eukarióta pikoalgái., Hidrológiai Közlöny 92: 61-63., 2012
KÜRTHY, A., SOMOGYI B., NÉMETH, B. & VÖRÖS L.: A víz alatti fény spektrális összetételének hatása sekély tavak pikoplanktonjára., Hidrológiai Közlöny 92: 49-52., 2012
FELFÖLDI, T., SOMOGYI B., KERESZTES, ZS. GY., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS L.: A tudományos közlemények megbízhatóságának problémái a kontinentális vizekben élő legkisebb cianobaktériumok példáján., Hidrológiai Közlöny 92: 25-27., 2012
SOMOGYI B., A. HERZIG, NÉMETH B. & VÖRÖS L.: Szervetlen lebegőanyagok hatása sekély tavak fitoplankton struktúrájára (különös tekintettel a pikoplanktonra)., Hidrológiai Közlöny 91: 72-74., 2011
KERESZTES ZS. GY., DRAGOŞ N., NAGY E., SOMOGYI B., NÉMETH B. & VÖRÖS L.: Az Erdélyi-medence sós tavainak trofitási viszonyai., Hidrológiai Közlöny 91: 46-48., 2011
FELFÖLDI, T., SOMOGYI, B., MÁRIALIGETI, K. & VÖRÖS, L.: A Fertő tó mikrobaközösségeinek jellemzése tenyésztéstől független, csoportspecifikus molekuláris biológiai módszerekkel., Hidrológiai Közlöny 91: 42-44., 2011
Somogyi Boglárka, Felföldi Tamás, Solymosi Katalin, Böddi Béla, Márialigeti Károly és Vörös Lajos: Téli pikoplankton tömegprodukciók szikes tavainkban, Magyar Hirdológiai Társaság - XXVII. Országos Vándorgyűlés (Baja, 2009. Júl 1. - Júl 3.), 2009
VÖRÖS, L., BOROS, E., V.-BALOGH, K., NÉMETH, B. & SOMOGYI, B.: Szikes tavaink különleges élővilága és ökológiai rendszere., MHT XXVII. Országos Vándorgyűlés, Baja, 2009. július 1-3., 12. szekció 11. ISBN 978-963-8172-23-5., 2009



Back »