Makrodumblių sąnašų poveikis Vibrio bakterijų įvairovei bei gausumui Lietuvos pajūrio paplūdimių smėlyje bei vandenyje
Darbo gynimo komisijos pirmininkas / Thesis Defence Board Chairman | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member |
Audrų ir potvynių metu dumbliai atsiskiria nuo substrato ir kartu su jūros žolėmis išmesti į krantą sudaro sąnašas. Lietuvoje susidarančių sąnašų kiekis priklauso nuo vėjo krypties ir greičio. Sąnašos papildo paplūdimius maistinėmis medžiagomis, gali padėti sumažinti paplūdimių erozijos poveikį. Tačiau dėl yrančių organinių medžiagų paplūdimyje gali pagerėti su fekaline tarša siejamų bakterijų išgyvenamumas paplūdimio smėlyje ar pakrantės vandenyje, pvz., Escherichia coli ar Vibrio spp. Darbo tikslas - nustatyti makrodumblių sąnašų poveikį Vibrio spp. rūšinei įvairovei bei gausumui Lietuvos Baltijos jūros maudyklų smėlyje bei vandenyje. Tyrimo vykdymo laikotarpiu 2021 m. birželio-rugsėjo mėnesiais buvo renkami mėginiai Šventosios, Karklės, Palangos ir Melnragės paplūdimiuose, siekiant nustatyti Vibrio spp. bakterijų paplitimą Lietuvos Baltijos jūros pakrantėje. Kiekviename paplūdimyje buvo renkami vandens ir smėlio mėginiai referentinėje vietoje, vandens ir smėlio mėginiai sąnašų vietoje ir sąnašų mėginiai laboratoriniam tyrimui. Tyrimo metu aptikta Vibrio vulnificus, Vibrio cholerae, Vibrio alginolyticus, tuo tarpu Vibrio parahaemolyticus užfiksuota nebuvo. Dažniausiai bakterijos buvo aptinkamos sąnašų mėginiuose. Didžiausias santykinis V. vulnificus, V. cholerae kiekio vidurkis buvo nustatytas sąnašų vietoje (atitinkamai 18,85 log GC/100g ir 17,48 log GC/100g), mažiausias santykinis V. vulnificus ir V. cholerae kiekio vidurkis buvo nustatytas vandens mėginiuose referentinėje vietose (atitinkamai 12,45 log GC/100ml ir 12,45 log GC/100 ml). V. vulnificus ir V. cholerae santykinai didžiausi kiekiai užfiksuoti rugpjūčio 10 d. Palangoje, sąnašų mėginyje, atitinkamai 5,8×108 GC/100g ir 3,6×108 GC/100g. Mažiausias V. vulnificus santykinis kiekis nustatytas liepos 7 d. Melnragėje, vandens mėginyje referentinėje vietoje 1,6×103 GC/100 ml., o V. cholerae mažiausias santykinis kiekis fiksuotas rugpjūčio 27 d. Palangoje, sąnašų mėginyje 2,1×103 GC/100 ml. Maudyklų vandenyje sąnašų vietoje nustatyta silpni, tačiau statistiškai reikšmingi V. cholerae groEL genų kopijų skaičiaus ryšiai su kriptofitų ir spalvotos ištirpusios organinės medžiagos kiekiu. Nustatyta neigiama koreliacija su žaliadumblių ir deguonies kiekiu. Referentinėje maudyklų vietoje nustatytas silpnas, tačiau statistiškai reikšmingas ryšys su drumstumu, temperatūra, bendru chlorofilo a ir spalvotos ištirpusios organinės medžiagos kiekiu. Nustatyta neigiama koreliacija su fikocianino kiekiu. Sąnašų vietoje nustatytas tiesioginis ryšys tarp V. vulnificus vvhA genų kopijų skaičiaus ir bendro chlorofilo a, kriptofitų, diatominių dumblių kiekio. Nustatyta neigiama koreliacija su deguonies kiekiu. V. vulnificus vvha genų kopijų skaičius yra tiesiogiai susijęs silpna, tačiau statistiškai reikšminga koreliacija su melsvadumblių ir spalvotos ištirpusios organinės medžiagos kiekiu. Referentinėje vietoje nustatyti V. vulnificus vvhA genų kopijų skaičiaus ryšiai su temperatūra, spalvotosios ištirpusios organinės medžiagos ir diatominių dumblių kiekiu, druskingumu ir pH. Pastebėta neigiama koreliacija su fikocianino kiekiu.
During storms and floods, algae separate from the substrate and, together with seagrass, form a beach wrack. The wrack formed in Lithuania depends on the wind direction and speed. Wrack replenishes beaches with nutrients and helps to reduce the effects of beach erosion. However, decomposing organic matter on the beach can improve the survival of fecal-associated bacteria in beach sand or coastal water, such as Escherichia coli or Vibrio spp.. Aim of this study – to determine the effect of wrack on Vibrio spp. diversity and abundance in the beach sand and water of the Lithuanian Baltic Sea bathing waters. During the study period, from June-September 2021, samples were collected at the beaches of Šventoji, Karklė, Palanga and Melnragė to determine the prevalence of Vibrio spp. bacteria on the Lithuanian Baltic coast. Water and beach sand samples at the reference site, water and sand samples at the wrack site, and wrack samples for laboratory testing were collected at each beach. Samples were collected in disposable sterile plastic containers (bags, tubes) using disposable gloves to avoid cross-contamination, except for water samples that were transported in autoclaved plastic containers. The samples were transported to the laboratory by keeping them cold to minimize the effect on the quality of the samples. A PCR assay was performed to determine the species composition of V. vulnificus, V. cholerae, V. alginolyticus and V. parahaemolyticus. The latter was not detected during it. Bacteria were most commonly detected in wrack samples and water samples at the wrack site, and least frequently in the sand at the reference site, but no statistically significant relationship was found between bacterial prevalence and sample collection site. V. vulnificus was most commonly detected in July and August (11 and 7 samples, respectively) and the least – in June (4 samples). V. cholerae was most commonly detected in July and August (11 and 6 samples, respectively), the least – in September (1 sample), and was not detected in June. V. alginolyticus was most commonly detected in July and August (3 samples, respectively), the least – in June (1 sample), and was not detected in September. In the next step, the relative abundance of V. vulnificus vvhA and V. cholerae groEL-specific genes was analysed. Copies of the V. vulnificus vvhA genes ranged from 1.6×103 GC/100 ml in the Melnragė water sample at the reference site in July to 5.8×108 GC/100 g in the Palanga sediment sample in August. Copies of the V. cholerae groEL genes varied from 2.1×103 GC/100 ml in the Melnragė water sample at the reference site on 27 August to 3.6×108 GC/100 g in the Palanga sediment sample in August. The next step in the study is to analyze the mean logarithmic relative abundance of V. vulnificus and V. cholerae in most types of samples. Applying the Kruskal-Wallis criterion, the average relative abundance of V. vulnificus (p < 0.05, N = 26) and V. cholerae (p < 0.05, N = 18) was found to be statistically significantly different. Comparing the relative abundance of V. vulnificus bacteria, it can be seen that the highest number of gene copies of vvhA was observed in sediment samples on average (18.85 log GC/100 g) and the lowest in water samples at the reference site (12.45 log GC/100 ml). A similar situation was observed in the analysis of V. cholerae groEL gene copy number, with the highest levels observed in sediment samples (17.48 log GC/100 g) and the lowest in water samples at the reference site (11.24 log GC/100 ml). This indicates that both types of bacteria tend to be most concentrated in the same sediment samples. The study analyzed the relationship between the relative abundance of V. cholerae groEL and V. vulnificus vvhA genes and environmental factors. The number of V. cholerae groEL gene copies in the site of wrack showed weak but statistically significant relationship with the number of cryptophytes (r = 0.2; p < 0.05) (r = 0.2; p < 0.05) and the amount of yellow substance (r = 0.14; p < 0,05). A negative correlation was detected with green algae (r = -0.32; p < 0.05) and amount of oxygen (r = -0.19; p < 0.05). In the reference site the amount of V. cholerae groEL gene was found to be directly related to a weak but statistically significant correlation with turbidity (r = 0.26; p < 0.05), temperature (r = 0.31; p < 0.05), amount of total chlorophyll a (r = 0.22; p < 0.05) and amount of the yellow substance (r = 0.23; p < 0.05). There was a negative correlation with amount of phycocyanin (r = -0.17; p < 0.05). The number of V. vulnificus vvhA gene copies in the site of wrack are directly related to a strong and statistically significant correlation with chlorophyll a (r = 0.55; p < 0.05), number of cryptophytes (r = 0.4; p < 0.05), dino algae (r = 0.35; p < 0.05). There was a negative statistically significant correlation with amount of oxygen (r = -0.33; p < 0.05). Also, the number of V. vulnificus vvha gene copies was found to be directly related to a weak but statistically significant correlation with amount of the cyanobacteria (r = 0.2; p < 0.05) yellow substance (r = 0.28; p < 0.05). The analysis shows that the number of V. vulnificus vvhA gene at the reference site is directly related with temperature (r = 0.47; p < 0.05), amount of yellow substance ( r = 0.45; p < 0.05) and dino algae (r = 0.37; p < 0.05), salinity (r = 0.36; p < 0.05) and pH (r = 0 , 32; p < 0.05). It is also negatively correlated with amount of phycocyanin (r = -0.29; p < 0.05).