Indukce extracelulárních fosfatáz acidotolerantních planktonních řas z rodu Coccomyxa: vliv koncentrace a formy fosforu

Abstract

Fosfor je častým limitujícím prvkem pro fytoplankton ve sladkovodních ekosystémech, protože řasy a sinice jsou schopné ho přijímat pouze v rozpuštěné anorganické formě. Fytoplankton má několik mechanismů, pomocí kterých umí nedostatek fosforu překonávat. Jedním z nich je produkce extracelulárních fosfatáz. Tyto enzymy jsou vylučovány na povrchu buněk nebo uvolňovány do jejich okolí a hydrolyzují organické molekuly obsahující fosfor. Uvolněný anorganický fosfor může být následně přijímán buňkami. Tento mechanismus může zásadně ovlivnit konkurenceschopnost některých druhů řas v prostředí s dlouhodobou limitací fosforem (např. působením nízkého pH na dostupnost fosforu). V této práci byl v laboratorních podmínkách zkoumán vliv koncentrace a formy fosforu na extracelulární fosfatázovou aktivitu kmenů rodu Coccomyxa (Chlorophyta), které byly izolované ze dvou acidifikovaných lokalit s různou dostupností fosforu - Plešného jezera a Hromnického jezírka. Extracelulární fosfatázová aktivita byla vyhodnocena na úrovni jednotlivých buněk pomocí metody FLEA a fluorescenční mikroskopie. Metoda FLEA umožňuje pomocí umělého substrátu ELF® 97 fosfátu zobrazit fosfatázově aktivní místa na povrchu buněk. Extracelulární fosfatázová aktivita byla indukována kultivací v médiích s anorganickou i organickou formou...

Phosphorus is frequently a limiting factor for phytoplankton in freshwater ecosystems, because algae and cyanobacteria are able to incorporate it only in a dissolved inorganic form. Phytoplankton evolved several mechanisms to overcome phosphorus limitation. One of them is the production of extracellular phosphatases. These enzymes are excreted on the surface of cells or released to the environment. They hydrolyze organic molecules containing phosphorus, which can be then incorporated by cells. This mechanism can influence the competitiveness of algae living in environments that are characterised by long-term phosphorus limitation (that is caused e.g. by the effect of low pH). In this study the influence of phosphorus concentration and form on extracellular phosphatase activity under laboratory conditions was investigated. The two experimental strains of the genus Coccomyxa (Chlorophyta) were isolated from acidified localities with different phosphorus availability  Plešné Lake and Hromnické Lake. Extracellular phosphatase activity on a single-cell level was measured using the FLEA technique and fluorescence microscopy. The FLEA technique allows direct visualization of phosphatases on the cell surface by incubating the samples with the artificial substrate ELF® 97 phosphate. Extracellular...