Detection of toxic cyanobacteria in Estonian large lakes and coastal waters

Ing. Anna TKADLECOVÁ

Diplomová práce

Abstract:

This master thesis deals with the detection of toxic cyanobacteria in Estonian lakes (Peipsi, Lämmijärv and Vortsjärv) and coastal waters. Using the molecular qPCR method, the mcyE gene encoding the microcystin toxin (MC) was detected in 3 potential producers - Microcystis, Dolichospermum and Planktothrix. Toxin analysis was performed by LCMS/MS, the results were compared with results of qPCR and statistically evaluated. A positive correlation was found between the concentration of the mcyE gene and the detected MCs. The highest measured values of the occurrence of the mcyE gene were detected in August, with slight deviations depending on the detected organism and the environmental conditions of the lake. The highest occurrence of MCs in the studied waters was detected in September. A positive correlations were also found between the concentration of the mcyE gene, eventual MCs and the amount of cyanobacterial biomass or chlorophyll-a content in water. The results of this work provide an overview of the development of cyanobacteria and their toxins in the Estonian large lakes and in the Baltic Sea during year 2018.

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá detekcí toxických cyanobakterií v estonských jezerech (Peipsi, Lämmijärv a Vortsjärv) a v pobřežních vodách. Pomocí molekulární metody qPCR byl detekován gen mcyE kódující toxin microcystin u 3 potenciálních producentů - Microcystis, Dolichospermum a Planktothrix. Chemickou metodou LCMS/MS byla provedena analýza toxinů, jejíž výsledky byly porovnány s výsledky qPCR a statisticky vyhodnoceny. Mezi koncentrací výskytu genu mcyE a detekovanými microcystiny byla nalezena pozitivní korelace. Nejvyšší naměřené hodnoty výskytu genu mcyE byly detekovány v srpnu, s lehkými odchylkami v závislosti na detekovaném organismu a environmentálních podmínkách jezera. Nejvyšší výskyt microcystinů ve studovaných vodách byl detekován v září. Pozitivní korelace byla rovněž nalezena mezi koncentrací mcyE genu, případně microcystinů a množstvím cyanobakteriální biomasy či obsahem chlorofylu-a ve vodě. Výsledky této práce poskytují přehled o vývoji studovaných cyanobacterií a jejich toxinech v estonskách jezerech a v Baltském moři v průběhu roku 2018.

Keywords

microcystin, mcyE, sinice, qPCR, Estonsko, jezero

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 6. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 15. 9. 2020
• Vedoucí: Ing. Pavel Beran, Ph.D.

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Zemědělská fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Zemědělské inženýrství / Zemědělské biotechnologie