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.
Anotace v angličtině
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.
Klíčová slova
microcystin, mcyE, sinice, qPCR, Estonsko, jezero
Klíčová slova v angličtině
Microcystin, mcyE, cyanobacteria, qPCR, Estonia, lake
Rozsah průvodní práce
52
Jazyk
AN
Anotace
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.
Anotace v angličtině
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.
Klíčová slova
microcystin, mcyE, sinice, qPCR, Estonsko, jezero
Klíčová slova v angličtině
Microcystin, mcyE, cyanobacteria, qPCR, Estonia, lake
Zásady pro vypracování
Úvod a cíle práce: Detection and quantification of potential toxin producers with molecular methods. Comparison of the results with traditionally used methods (microscopy and pigment analysis). Find the relation
between toxin concentration and toxin synthetase genes. Literární přehled: Cyanobacteria and its toxins. Commonly used detection methods (molecular, traditional, analytical). Risk assessment, case studies. Materiál a metody: DNA extraction. Quality and quantity control of the extracted DNA. PCR - general PCR to detect toxic cyanobacteria. qPCR - genus specific analysis to detect and quantify potential microcystin,
anatoxin and nodularin producers. qPCR data analysis. Analysis of the results. Výsledky: Quantitative data and synthetase genes. Diskuze: Comparison of the results with available literature. Závěr: Summary of the results and how it fulfills the aims of the work. Seznam použité literatury: V abecedním pořadí dle platné citační normy ČSN ISO 690 (01 0197). Obsah: Uvedení stran jednotlivých kapitol práce.
Zásady pro vypracování
Úvod a cíle práce: Detection and quantification of potential toxin producers with molecular methods. Comparison of the results with traditionally used methods (microscopy and pigment analysis). Find the relation
between toxin concentration and toxin synthetase genes. Literární přehled: Cyanobacteria and its toxins. Commonly used detection methods (molecular, traditional, analytical). Risk assessment, case studies. Materiál a metody: DNA extraction. Quality and quantity control of the extracted DNA. PCR - general PCR to detect toxic cyanobacteria. qPCR - genus specific analysis to detect and quantify potential microcystin,
anatoxin and nodularin producers. qPCR data analysis. Analysis of the results. Výsledky: Quantitative data and synthetase genes. Diskuze: Comparison of the results with available literature. Závěr: Summary of the results and how it fulfills the aims of the work. Seznam použité literatury: V abecedním pořadí dle platné citační normy ČSN ISO 690 (01 0197). Obsah: Uvedení stran jednotlivých kapitol práce.
Seznam doporučené literatury
MERILUOTO, Jussi, Lisa SPOOF a G. A. CODD, 2017. Handbook of cyanobacterial monitoring and cyanotoxin analysis. Chichester, West Sussex: Wiley. ISBN 978-111-9068-747.
KURMAYER, Rainer, Kaarina SIVONEN, Annick WILMOTTE a Nico SALMASO, 2017. Molecular tools for the detection and quantification of toxigenic cyanobacteria. Hoboken, West Sussex: Wiley. ISBN 978-111-9332-107.
CHORUS, Ingrid a Jamie BARTRAM, 1999. Toxic cyanobacteria in water: a guide to their public health consequences, monitoring, and management. New York: E & FN Spon. ISBN 0419239308.
Seznam doporučené literatury
MERILUOTO, Jussi, Lisa SPOOF a G. A. CODD, 2017. Handbook of cyanobacterial monitoring and cyanotoxin analysis. Chichester, West Sussex: Wiley. ISBN 978-111-9068-747.
KURMAYER, Rainer, Kaarina SIVONEN, Annick WILMOTTE a Nico SALMASO, 2017. Molecular tools for the detection and quantification of toxigenic cyanobacteria. Hoboken, West Sussex: Wiley. ISBN 978-111-9332-107.
CHORUS, Ingrid a Jamie BARTRAM, 1999. Toxic cyanobacteria in water: a guide to their public health consequences, monitoring, and management. New York: E & FN Spon. ISBN 0419239308.