Validace metody hodnocení funkční diverzity systémem Biolog pro ekotoxikologické studie

Mgr. Martin Váňa

Master's thesis

Abstract:

Tato práce vznikla s cílem modifikovat, v Laboratoři půdní ekotoxikologie centra RECETOX Masarykovy Univerzity v Brně, postup metody pro hodnocení funkční diverzity a dosáhnout maximální citlivosti a využitelnosti pro ekologické a ekotoxikologické studie. Hlavní potíž metody BIOLOG představuje hustota inokula a s tím spojená katabolická aktivita, která ovlivňuje vyhodnocované parametry. Modifikovaný postup byl otestován v několika studiích. Byla měřena funkční diverzita půdních mikrobiálních společenstev v okolí cementárny Mokrá. Půdy z této oblasti se rozdělily podle jejich katabolické aktivity a relativní diverzity. Byl zde pozorován částečný vliv aktivity mikroorganismů na parametry hodnotící diverzitu. Systémem BIOLOG byl posouzen stav mikrobiálního společenstva před stavbou dálnice. Testované půdy nacházející se na plánované trase dálnice D8 se vyznačovaly rozdílným pH, které mělo vliv na diverzitu i aktivitu mikroorganismů. V dalším experimentu byl prokázán vliv pozemní komunikace na funkční diverzitu i aktivitu mikroorganismů. Dále byla zkoumána možnost využití přehradních sedimentů pro rekultivaci povrchových dolů. Přehradní sediment byl shledán jako vhodný substrát pro rekultivaci. Se vzrůstajícím přídavkem sedimentu v hlušině se zvyšovala aktivita i diverzita. Zde byl zřejmý vliv katabolická aktivity na diverzitu mikroorganismů. V laboratorním testu toxicity byl otestován chlorovaný parafín. Nejvyšší koncentrace (10 000 g látky/gsuš) obou látek, chlorovaného parafínu i dodekanu, měly vliv na funkční diverzitu mikroorganismů. Metoda BIOLOG dokáže rozlišit jednotlivé půdy, avšak pro zlepšení diskriminační schopnosti v dalších studiích je potřeba odstranit vliv katabolické aktivity mikrobiálního společenstva.

Abstract:

The aim of this work was to modify the method for evaluation of functional diversity and to achieve maximum sensitivity and possibility of usage for ecological and ecotoxicological study in the laboratory of the soil ecotoxicology at the workplace RECETOX, Masaryk University in Brno. The inoculum density has became of major issue the BIOLOG method and connected to catabolic activity affects evaluation of parameters. Altered procedure was tested in several studies. The functional diversity of microbial communities was measured around cement works Mokrá. Soils from this area were divided by their catabolic activity and relative diversity. In this case there was observed effect of activity microorganism influencing the parameters of diversity. Microbial community was evaluated by BIOLOG system before speedway construction D8. Different pH was measured on these soils, and that may have influence on diversity and katabolic activity microorganism. Next experiment was done at the soils close to road with high traffic rate. There was evidence the adverse effect of traffic on microbial diversity and also activity of soil microorganisms. Further, the possibility of the usage sediments from Brnos dam for recultivation strip mine was explored. Sediments of dam has been found as useful substrate for recultivation. Activity and diversity increase with increasing part of sediment in soils from strip mine. There was evident influence of catabolic activity on microbial diversity. Chlorinated paraffin as problematic environmental pollutants was evaluated in laboratory toxicity tests. The highest levels (10 000 ppm) of chlorinated paraffin and dodecane have induced some changes in microbial diversity. BIOLOG is useful method how to compare the similarity or difference of the microbial communities in the soil. We need to remove influence of catabolic activity of the microbial community for improvement discriminating possibility in the further studies.

Keywords

BIOLOG, EcoPlate, půdní mikroorganismy, funkční diverzita BIOLOG, soil microorganisms, functional diversity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 5. 2006

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2006
• Supervisor: doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Ecotoxicology