Doktori értekezés tézisei. Oldal Bálint. Gödöll 2006

SZENT ISTVÁN EGYETEM

RHIZOSZFÉRA BAKTÉRIUMOK ÉS MAGASABB RENDĥ NÖVÉNYEK INTERAKCIÓINAK ÖKOLÓGIAI ÉRTÉKELÉSE

Doktori értekezés tézisei Oldal Bálint

GödöllĘ 2006.

A doktori iskola

megnevezése:

Környezettudományi Doktori Iskola

vezetĘje:

Prof. Dr. Menyhért Zoltán az MTA doktora (biol.), egyetemi tanár Szent István Egyetem, Környezet- és Tájgazdálkodási Intézet

A doktori program

megnevezése:

vezetĘje:

MezĘgazdasági-, környezeti mikrobiológia és talaj-biotechnológia

Prof. Dr. Kecskés Mihály az MTA doktora (biol.), egyetemi tanár MTA Környezetvédelmi Mikrobiológiai tanszéki Kutatócsoport

Tudományága:

környezettudomány, környezeti mikrobiológia

TémavezetĘ:

Prof. Dr. Kecskés Mihály az MTA doktora (biol.), egyetemi tanár MTA Környezetvédelmi Mikrobiológiai tanszéki Kutatócsoport

..……………………….……

………..…………………

az iskolavezetĘ jóváhagyása

a témavezetĘ jóváhagyása

A MUNKA ELėZMÉNYEI, A KITĥZÖTT CÉLOK A homoktalajokon történĘ növénytermesztés kiegyensúlyozásában a rhizoszféra baktériumai fontos szerepet tölthetnek be, amennyiben sikerül megismerni ökológiájukat, illetve a hatékonyságukat befolyásoló tényezĘket. E mikrobák azonban nemcsak a tápanyagellátás javítása révén segíthetik elĘ a növények fejlĘdését, hanem növekedésserkentĘ hatással is rendelkeznek. E két mechanizmus részletei nem ismertek kellĘképpen ahhoz, hogy ökonómiailag is megfelelĘ alkalmazási módokat dolgozhassunk ki. A tápanyagellátásban való szerepüket mélyebben tanulmányozták, de a megbízható szántóföldi felhasználáshoz igen hasznos ismerni a növekedésserkentĘ hatást is. Jelen munka fĘ célkitĦzése a homoktalajokon termeszthetĘ néhány fontos gazdasági növény rhizoszférájában élĘ baktériumok tanulmányozása és a késĘbbi biotechnológiai célú alkalmazást (pl. mag-, növény-, vagy talajoltást) megalapozó ökofiziológiai jellemzése, laboratóriumi és klímakamrás vizsgálatok révén. A fenti kérdés megválaszolásához hasznos segítséget nyújt a Westsik-féle homokjavító vetésforgó-tartamkísérlet (Nyíregyháza), amely egyedülálló módon modellezi a parlagoltatás, szalma-, istálló- és zöldtrágyázás, valamint a mĦtrágyázás talajéletre, talajtermékenységre gyakorolt hatását. *** 2000. január 30-án a romániai Nagybánya térségében mĦködĘ Aurul ausztrál-román vegyesvállalat cianidtartalmú víztározója gátjának szakadása következtében közel százezer köbméter, nagy cianid-koncentrációjú szennyezett víz folyt el és jutott a Szamos folyó vízgyĦjtĘ területéhez tartozó Zazar és Lápos vízfolyásokba, majd a Tiszába. A szennyezés alapvetĘen cianidtartalmú fémkomplexekbĘl tevĘdött össze. 2000. március 10-én a Tisza vízgyĦjtĘterületéhez tartozó Visó folyó völgyében mĦködtetett Borsa bánya meddĘhányóján kialakított zagytározó az esĘzések miatt meglazult és húszezer tonna nehézfémtartalmú iszap került a folyóba, végül a Tiszába. Mivel a cianid, és a cianid tartalmú fémkomplexek közvetlen akut toxicitást okoznak a velük érintkezésbe kerülĘ élĘ szervezetekben, fontos az egyes élĘlénycsoportokra, illetve közösségekre gyakorolt toxikus hatás ismerete, ezért az MTA Környezeti Mikrobiológiai tanszéki Kutatócsoport korábbi munkája keretében a Tiszából és vízgyĦjtĘjébĘl származó baktériumok és mikroszkopikus gombák tĦrĘképességét is vizsgáltam. A munka során 314 baktérium és 82 mikroszkopikus gomba izolátumot nyertünk a FelsĘ-Tisza vizébĘl és árterének talajából, melybĘl 25 baktérium és 44 gomba törzset választottunk ki további elemzésre (OLDAL et al. 2001, VARGHA et al. 2001, OLDAL et al. 2004). Ez a vizsgálatsorozat jelen dolgozat témáját is befolyásolta, mivel felvetĘdött a kérdés, vajon a Nyírségben a Tisza öntéstalaján elterülĘ mezĘgazdasági táblákon milyen hatása lehet annak, ha ilyen típusú szennyezések többször is elĘfordulnak? ElképzelhetĘ ugyanis – különösképpen az említett területen 2004-ben indult nagyarányú bányafejlesztés okán –, hogy egy tiszai áradás alkalmával a szennyezĘanyagok a folyó medrétĘl akár kilométeres távolságra is kiáramlanak. Amennyiben pozitív összefüggést lehet kimutatni a Westsik-féle homokjavító vetésforgótartamkísérlet, valamint más, homok-, illetve öntéstalajos területekrĘl származó („vad” típusú), rhizoszférában domináns baktériumtörzsek növényi fiziológiai hatását illetĘen, akkor indokolt ezt a szempontot is figyelembe venni a növényoltáshoz használható törzsek szelekciójánál. Az elmondottak alapján célul tĦztem ki a Westsik-tartamkísérlet bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájában, illetve rhizoplánjában, valamint a FelsĘ-Tisza vizében és árterületének talajában néhány jellemzĘ mintaterületen elĘforduló, tenyészthetĘ baktérium növényi növekedést közvetlenül szabályozó (PGR) és közvetve (PGPR) serkentĘ hatásának vizsgálatát. A hosszabb ideje mĦvelés alatt álló (vetésforgó) és a természetes állapotú (ártér, part) talajból nyert baktériumtörzsek ökofiziológiai összehasonlításával mód nyílik az élĘhely, illetve a növénytakaró e 3

tulajdonságokra (szinergizmus, antagonizmus) gyakorolt befolyásának jellemzésére. E célok röviden az alábbiak szerint foglalhatók össze:

1.) Rhizoszférából, talajból és vízbĘl származó baktériumok elĘfordulásának felmérése kultúr-, valamint természetes – ártéri – területeken x Baktériumok izolálása a Westsik-féle homokjavító vetésforgó-tartamkísérlet bükköny, csillagfürt és rozs gazdanövényeinek rhizoszférájából és rhizoplánjából, valamint a FelsĘ-Tisza vizébĘl, árterének és partjának talajából, néhány jellemzĘ mintaterületen. x Az eltérĘ eredet (a vetésforgó kezelései, valamint szennyezett, illetve nem szennyezett területek) hatása a természetes abundanciára: az izolálás helye és a baktériumtörzsek ökofiziológiai tulajdonságai közötti összefüggések megállapítása. x Talaj-biotechnológiai célra felhasználható saját törzsgyĦjtemény létrehozása, ismert tulajdonságú törzsekbĘl.

2.) Az izolált baktériumok ökofiziológiai tulajdonságainak megállapítása különbözĘ módszerekkel x A növényi növekedés-serkentés felmérése axénikus kultúrában bükköny, csillagfürt és rozs tesztnövényekkel; a hatékony törzsek szelekciója. x A növekedést jelentĘsen serkentĘ törzsek által termelt hormonhatású anyagok kimutatása. x A szelektált baktériumtörzsek cianiddal és különbözĘ nehézfém-vegyületekkel szembeni toleranciájának meghatározása, valamint x néhány jellemzĘen elĘforduló növénypatogén mikroszkopikus gombával szembeni antagonizmusának megállapítása.

3.) Növényoltásra potenciálisan felhasználható baktériumtörzsek kiválasztása

4

ANYAG ÉS MÓDSZER Mintaterületek Westsik-féle vetésforgó-tartamkísérlet mintaterületének jellemzése A Westsik Vilmos-féle talajjavító homoki vetésforgó-tartamkísérlet parcelláinak rozs (Secale cereale L.), szöszös bükköny (Vicia villosa ROTH) és fehérvirágú édes csillagfürt (Lupinus albus L.) növényeirĘl (1. táblázat) – a rhizoszférából, illetve rhizoplánból – izoláltam nem szimbionta baktériumokat. 1. táblázat A Westsik-féle tartamhatás-kísérlet kezelései a pillangósvirágúak kiemelésével Westsik-féle jelölés

Kezelés, mĦtrágyázás

A vetésforgó sorrendje

I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. XIII. XIV. XV.

Parlag, gyomnövények alászántása, –– FĘvetésĦ csillagfürt zöldtrágyázás, PK Csillagfürt gyökértrágyázás, PK Homokjavítás szalmával, NPK Erjesztett szalmatrágya, NPK Vízzel erjesztett szalmatrágya, NPK Szalmatrágyázás, –– Csillagfürt gyökér- és zöldtrágyázás, PK Pillangós szálastakarmány-termesztés, PK KettĘs takarmánytermesztés, –– Istállótrágyázás, PK ėszi takarmánykeverék-termesztés, PK MásodvetésĦ csillagfürt zöldtrágya, NPK MásodvetésĦ csillagfürt zöldtrágya, NPK MásodvetésĦ csillagfürt zöldtrágya, ––

B, R, P Cs, R, B Cs, R, B B, R, R R, B, R B, R, R R, B, R B, R, Cs B, R, Cs B, Z, R Z, B, R R, B, R B, R, R B, R, R B, R, R

B: burgonya; R: rozs; Cs: csillagfürt; Z: zabos bükköny. Az V. kezelésben mészammonsalétrommal erjesztett szalmatrágyát adnak ki.

A kísérleti gazdaság talaja kevés kalciumot tartalmazó homokból valamint ezzel keveredĘ karbonátos löszbĘl épül fel. A leiszapolható agyag részaránya 4-6%. A területen a talajképzĘdés fázisában összefüggĘ erdĘ volt, ezért a talajok gyengén humuszosak (LAZÁNYI 1994). A felhalmozódási szintben 2-3 cm vastag, egymástól 30-40 cm távolságban elhelyezkedĘ kovárványos csíkok vannak, így víz- és tápanyag-gazdálkodása a futóhomoknál jobb, mert a kovárványcsíkok kolloidtartalmuknál fogva több nedvességet és tápanyagot tudnak raktározni. A parcellák két ÉszakDél irányban húzódó homokdombon terülnek el, az Érpatakhoz közel, mely a buckaközi mélyedések vizébĘl táplálkozik. A FelsĘ-Tisza vize és árterének talajföldrajzi és vegetációs jellemzése A 2000. évi cianid- és nehézfém-szennyezést szállító Szamos folyó Vásárosnamény felett, Jándnál torkollik a Tiszába, ahol a folyó még felsĘszakasz jellegĦ, de lassabb (átlagos vízsebessége 4–6 km h–1). A nehézfémek az élĘ szervezetekben elsĘsorban a bioakkumulációs folyamatok eredményeként fejthetnek ki mérgezĘ hatást. A baktériumok azonban az eukarióta szervezeteknél sokkalta toleránsabbak a cianiddal szemben, illetve sok faj maga is termeli azt, mely tulajdonságot a növénypatogén mikroorganizmusok elleni biológiai védekezésben is felhasználnak. Sok baktérium, pl. egyes Pseudomonas spp. fajok a cianidot C- és N-forrásként képesek hasznosítani (KUNZ et al. 1998). 5

A talaj- és vízmintákat a FelsĘ-Tisza-vidéki Környezetvédelmi FelügyelĘség által javasolt mintavételi pontokon vettem, ahol – elsĘsorban a reprezentatív vízminták biztosítása érdekében – a sodorvonal gyaloghídon, vagy komppal megközelíthetĘ volt; ezek: Tivadar (705,8 fkm), Aranyosapáti (668,6 fkm, a Szamos torkolata, illetve Vásárosnamény alatt, ahhoz közel), Záhony (613,1 fkm) és Balsa (544,1 fkm). A talajtípus mindenhol homokos öntéstalaj (Mollic Fluvisol, WRB 1998) volt. Növényvilágát tekintve az ártéri erdĘk és -legelĘk, puhafa ligetek, nádassal borított parti zónák, valamint a mocsarak, láprétek, nedves rétek, ligetek teszik változatossá a terület élĘvilágát. Az ehhez kapcsolódó flóra és fauna igen magas diverzitást mutat. A FelsĘ-Tisza-vidék és a Nyírség agrártájait a félkultúr kaszálók és legelĘk színesítik. A tájat átszelĘ folyók és patakok két oldalán a növénytakaró övezetes-sávos elrendezĘdését figyelhetjük meg. A terület veszélyeztetĘ tényezĘi az erdĘgazdálkodásból és a környezĘ mezĘgazdasági területek kemikáliájából adódnak. A FelsĘ-Tisza ártéri talajából (8 törzs), parti talajából (9 törzs) és felszíni vizébĘl (12 törzs), izolált baktériumtörzseket molekuláris 16S rDNS módszerrel azonosítottam.

Baktériumok izolálása, azonosítása és tulajdonságai Izolálás rhizoszférából, talajból és vízbĘl A Westsik-féle vetésforgó különbözĘ parcelláiban termesztett bükköny, csillagfürt és rozs növények rhizoszférájából és rhizoplánjából százhuszonhat (126) különbözĘ baktérium-tenyészetet izoláltam TEPPER (1945) módszerével. Ezen kívül még negyvennyolc (48) Pseudomonas spp. törzset izoláltam a tartamkísérlet I., IV., VIII. és IX. kezeléseibĘl. (SIMON et al. 1973) Az így nyert törzsek közül késĘbb kiválasztottam a sziderofort termelĘket (26 törzs) és növénypatogén gombákkal szembeni antagonista képességüket vizsgáltam. A FelsĘ-Tisza vizébĘl, valamint árterének talajából négy település – Tivadar, Aranyosapáti, Záhony és Balsa – határában vettem mintákat egyszerĦ véletlen mintavétel módszerrel (HORVÁTH 1980), 20 és 40 cm mélységbĘl („A” szint). 314 különálló telepet izoláltam. A tiszta törzseket fenotípusosan [fenotypically] (Gram-festés, oxidáz- és katalázteszt) csoportosítottam, majd 43 jellemzĘ törzset genotípusosan, 16S rDNS módszerrel határoztam meg. A tenyészthetĘ mikroorganizmusok minél szélesebb körének kinyerése érdekében mind a rhizoszférából, mind a talajból és vízbĘl származó törzseket a különbözĘ baktériumcsoportok számára megfelelĘ szilárd táptalajokon – Ashby-féle mannitol-foszfát agar, King’s B agar, Nutrient és Endo agar – tenyésztettem ki, illetve tartottam fenn. Az izolált baktériumtörzsek csoportosítása és meghatározása Baktériumok morfológiai jellemzése és fenotípusos alapon történĘ csoportosítása A Westsik-féle homokjavító vetésforgó-tartamkísérlet bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájából nyert 126 tiszta izolátumot telepmorfológia, majd a Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (BUCHANAN és GIBBONS 1974) szerint végzett Gram-festés, valamint az ennek során fénymikroszkóp segítségével megállapított sejtalak szerint rendeztem. Ezt követĘen a baktériumtörzseket diszkontinuus natív fehérje-gélelektroforézissel (LAEMMLI 1970, MATTARELLI et al. 1993 és 1998) csoportosítottam. Ennek során a megegyezĘ mintázatú törzseket azonosnak véve a reprezentatív baktériumtörzsek számát ötvenhatra csökkentettem. Baktériumtörzsek BIOLOGTM és API 20 NETM módszerrel történĘ azonosítása A rhizoszférából izolált baktériumok meghatározására a klasszikus biokémiai tesztek helyett – kivéve az oxidáztesztet (SZEGI 1979 és HORVÁTH 1980), melyben minden törzs pozitív reakciót adott – a BIOLOGTM azonosítási eljárást alkalmaztam (BOCHNER 1989ab, FRANCO-BUFF et al. 1998). A reakciókat 4, 16 és 24 órás, 30 °C-n történt inkubáció után szabad szemmel olvastam le. A 6

különbözĘ baktériumtörzsek hierarchikus osztályozását a távolság-optimalizáló kombinatorikus módszerekhez (PODANI 1997) tartozó csoportátlag eljárással (UPGMA, SOKAL és MICHENER 1958, valamint ROHLF 1963). végeztem el, melyben két osztály távolsága az összes osztályközi, páronkénti euklideszi távolság aritmetikai átlagával definiálható. A Westsik-féle vetésforgó-tartamkísérlet I., IV., VIII. és IX. kezeléseibĘl származó Pseudomonas spp. baktériumtörzseket az API 20 NETM (BioMérieux) módszerrel próbáltam meg azonosítani, mely környezeti mintákból izolált, Gram-negatív, nem enterikus baktériumok azonosítására alkalmas. A beoltás a BIOLOGTM teszttel azonos módon és mennyiségekkel történt, de transzportoldat helyett a tenyészeteket fiziológiás sóoldatban szuszpendáltam. A FelsĘ-Tisza mentérĘl izolált baktériumok azonosítása a DNS bázissorrendje alapján – 16S rDNS módszer A FelsĘ-Tisza vizébĘl és árterének talajából különbözĘ táptalajokon kitenyésztett izolátumokat viszont 16S rDNS nukleotid-szekvenciáik alapján, molekuláris módszerrel azonosítottam (RAINEY et al. 1996, ALTSCHUL et al. 1997, SAMBROOK et al. 1989). Az ARB szoftver segítségével a GeneBank adatbázis alapján kapott szekvenciákat a legközelebbi ismert rokonhoz illesztettem, majd az így számított konszenzus-szekvenciákból Kimura 2 paraméteres távolságmodellel (KIMURA 1980) távolságmátrixot alkottam. EbbĘl kiindulva a baktériumtörzsek rokonsági viszonyait ábrázoló filogenetikus fát a legközelebbi szomszéd módszerével (SAITOU és NEI 1987) szerkesztettem meg. Az ARB használatával a legtöbb törzs esetében 99- vagy 100%-os biztonságú azonosítást étem el. A törzsek közvetlen növényi növekedésserkentĘ hatásának vizsgálata Bioteszt fehér mustár csíranövénnyel A fehérmustár-csíranövényteszt esetében a csíranövények elsĘ leveleinek (1 pár) átmérĘibĘl következtettem a baktérium-törzsek növényi növekedésre gyakorolt hatására (LETHAM 1968). A módszer a hivatkozott irodalom szerint is inkább egyes törzsek – durvább szelekció céljából történĘ – screening-jellegĦ, elĘzetes osztályozására, alkalmas a csírakorban különösen nitrogén- és tápanyagigényes fehér mustár növekedésére gyakorolt hatás révén, ami a vizsgálat értékelése során bizonyítást nyert. E bioteszt egyféle baktérium és egy csíranövény axénikus, kvázi folyadékkultúrában kialakuló kölcsönhatásán alapul. A vizsgálatba huszonnégy, a Westsik-féle vetésforgó növényeirĘl izolált reprezentatív baktériumtörzset vontam be. Nitrogénkötés meghatározása Nitrogénkötés kimutatása laboratóriumi bioteszttel A nitrogénkötĘ aktivitás meglétének egyszerĦ – screening-jellegĦ – kimutatása érdekében a fenti huszonnégy, reprezentatív baktériumtörzset oltottam agarba merült tenyészetként N-mentes (valójában N-szegény) Ashby-féle táptalajra három ismétlésben (HORVÁTH 1980). Hét napos inkubációs idĘ alatt (26 °C-n) az agarba merült telepek körül megfigyeltem a nem opálos zónák (körgyĦrĦk) kialakulását. Ahol a táptalaj kitisztul, ott növekedés, anyagcsere van (a termelt savak „elfogyasztják” a táptalajban levĘ CaCO3-ot), tehát – mivel a táptalaj elvileg N-mentes – N-kötés is valószínĦ. A tiszta zónák átmérĘje alapján a törzsek között nem lehetett szignifikáns különbséget kimutatni. Nitrogénkötés aktivitásának meghatározása az acetilénredukciós aktivitás mérésével A N2-kötés intenzitását gázkromatográfiásan, az ún. acetilén-redukciós (ARA) teszttel (DILWORTH 1966, KARDOS 1983) igen pontosan lehet mérni (a módszer 103 – 104-szer érzékenyebb a 15N-eljárásnál). A teszt lényege, hogy az acetilén gátolja a nitrogenáz-enzimrendszer 7

N2-kötését, ugyanakkor a nitrogenáz képes az acetilént etilénné redukálni. A képzĘdött etilén gázkromatográfiásan meghatározható. A Westsik-féle vetésforgóból származó, huszonnégy reprezentatív baktériumtörzs acetilén-redukciós aktivitását a HARDY és KNIGHT (1967) által leírt GC-FID módszert követve, annak RÓĩYCKI et al. (1999) szerinti módosításával határoztam meg. A törzsek nitrogenáz-aktivitását a kultúránként és óránként képzĘdött etilén mennyiségével (nM) fejeztem ki, melyet módosított MÃRTENNSON-féle (1993) egyenlet alapján számítottam. Néhány környezeti tényezĘ reprezentatív baktériumtörzsekre gyakorolt hatásának felmérése A FelsĘ-Tisza területérĘl származó baktériumtörzsek cianid- és nehézfémtĦrésének meghatározása A különbözĘ mintavételi helyekrĘl származó baktériumok csíraszámát (ANGERER et al. 1998) módszerével állapítottam meg. Az egyes mintavételi helyekrĘl származó izolátumok darabszámát szintén feljegyeztem. A cianiddal-, illetve különbözĘ nehézfémekkel szembeni érzékenységi tesztek a következĘ vegyületekkel és koncentrációkban zajlottak: KCN, Zn(NO3)2, Cu(NO3)2 és Pb(NO3)2: 1, 5, 10, 100, 200, 300 mg l-1; Pb(NO3)2: az elĘbbieken felül még 450 és 600 mg l–1; a szennyezéskor kialakult koncentrációknak megfelelĘen, illetve azokat meghaladóan. A vegyületek baktériumok szaporodására gyakorolt hatását folyékony Nutrient tápoldatban, 28 °C-n 24 óráig tartó inkubálást (rázatott kultúra, 90 ford. perc–1) követĘen, a turbidimetria elvén – kezeletlen (baktériumot nem tartalmazó) kontrollal szemben – spektrofotométerrel (560 nm) határoztam meg. MARTENSSON (1992) szerint a Cu2+ és Zn2+ ionok hatásmódja erĘsen függ az alkalmazott vizsgálati módszertĘl is, így pl. az agart tartalmazó táptalaj erĘsen adszorbeálhatja azokat, ezzel kiegyenlíti, tompítja hatásukat. Megállapítását figyelembe véve és könnyebb kivitelezhetĘsége miatt – a további tolerancia-vizsgálatok során is – a folyékony táptalajjal végzett, mikrofermentoros módszert alkalmaztam. A FelsĘ-Tisza területérĘl és a Westsik-vetésforgóból származó, szelektált baktériumtörzsek nehézfémtĦrésének maghatározása A megelĘzĘ eredmények alapján tizenhárom baktériumtörzset választottam ki további vizsgálatok céljára: Pseudomonas spp. W.1, Pseudomonas corrugata W.34, Pasteurella spp. W.30, Pseudomonas spp. W.37, Pseudomonas gessardii B.83, Pseudomonas spp. C.115, Pseudomonas syringae I.110, Pseudomonas veronii D.111, P. veronii III.119 és P. veronii VI.404, Bacillus spp. W.7, Bacillus thüringiensis C.69, valamint B. thüringiensis III.108. A kiválasztott törzsek tĦrĘképességét – a tápoldatban történĘ szaporodás mérése révén – a következĘ nehézfém-vegyületekkel szemben vizsgáltam: ZnCl2, Zn(NO3)2, CuCl2, Cu(NO3)2, CuSO4, Pb(NO3)2, (NH4)6Mo7O24, Fe(III)Cl3, Fe(II)SO4, Fe(III)(NO3)3. Alkalmazott koncentrációdózisok: 50, 100, 200, 400, 800 és 1600 μM voltak – a 2000. évi tiszai szennyezésnek, valamint extrém terhelésként az akkori maximum kétszeresének (800 és 1600 μM) megfelelĘ koncentrációban. A nehézfém-vegyületeket a Környezetvédelmi és Területfejlesztési – ma: Környezetvédelmi és Vízügyi – Minisztérium (http://www.ktm.hu) közleményei alapján választottam ki. A vegyületek baktériumok szaporodására kifejtett hatását a mikrofermentoros módszerrel (28 °C-n, 24 h inkubálás, zavarosság mérése 560 nm hullámhosszúságú fénnyel) határoztam meg. A baktérium képviselĘket tĦrĘképességük alapján hierarchikus osztályozással csoportosítottam. Nehézfémek oligodinámiás hatásának vizsgálata A nehézfémek egy csoportja (ezüst, réz, cink, higany, molibdén) még igen nagy hígításban is toxikus hatást fejt ki a mikroorganizmusokra. Ezek a fémek és vegyületeik a koncentrációtól függĘen a magasabb rendĦ élĘlényeknél is súlyos mérgezést okozhatnak, ezért e fémek szelektált, növényoltásra alkalmas baktériumtörzsekre kifejtett oligodinámiás hatását külön is megvizsgáltam. 8

A törzsek érzékenységét a fentiekben is vizsgált fémvegyületekkel szemben határoztam meg. E vegyületeket az alábbi koncentráció-tartományokban alkalmaztam: 25, 50, 100, 200, 300, 400 μM (szulfátok) és 25, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800 μM (nitrátok és kloridok). A vizsgálatokat a már említett mikrofermentoros módszerrel végeztem el. Megállapítottam a fémvegyületek törzsek által tolerált maximális koncentrációját, mely alapján a vegyületeket rangsoroltam.

Törzsszelekció A baktériumok növényi növekedést szabályozó és serkentĘ tulajdonságának vizsgálata Növényi hormonok termelésének kimutatása biotesztben Negyvenhét, Gram-negatív és Gram-pozitív, zömmel pálcika alakú, a Westsik-féle homoki vetésforgó-tartamkísérletben termesztett rozs, bükköny és csillagfürt növények 1/ rhizoszférájából, illetve rhizoplánjából (18 törzs), valamint a 2a/ FelsĘ-Tisza ártéri talajából (8 törzs), 2b/ parti talajából (9 törzs) és 3/ felszíni vizébĘl (12 törzs), különbözĘ mintavételi helyekrĘl – Tivadar, Aranyosapáti, Záhony, Balsa – származó baktériumtörzset vontam be a vizsgálatba. A növényi növekedést szabályozó hatást LETHAM (1968) módosított félkvalitatív módszerével, búza jelzĘnövénnyel detektáltam sztenderd mennyiségĦ (100 mg l–1) auxinnal és gibberellinnel (GS3) szemben. A vizsgálatot a fehér mustár csíranövénnyel végzett teszttel analóg módon állítottam be, SARWAR és KREMER (1995) szerint módosított nitrogénmentes tápsóoldatot (HORVÁTH 1980) használva. Hét nap szobahĘmérsékleten történĘ inkubáció után a csíranövények gyökérkezdeményeinek mennyiségét és tömegét, valamint a hajtáskezdemények hosszát és tömegét megmértem. A baktériumtörzsek hatását a kontroll százalékában fejeztem ki. Sziderofor-termelés meghatározása Huszonhat Pseudomonas spp. törzs sziderofor-termelését a SCHWYN és NEILANDS (1987) által kidolgozott, a Pseudomonas-ok teszteléséhez módosított, krómazurol-tartalmú King’s B szilárd tápközegben történĘ tenyésztéssel vizsgáltam. A módszer lényege, hogy a szideroforok a vas (III) ionhoz való igen nagy affinitásuk okán szerkezetüktĘl függetlenül kimutathatók. Az élénk színĦ vas-festék komplexhez erĘs ligandumot (pl. sziderofort) adunk. Amikor a vas–ligandum komplex kialakult, akkor a festékanyag felszabadulását színváltozás (mélyebb, vagy világosabb narancssárga szín megjelenése) kíséri. A folyékony King’s B kultúrában nevelt, 24 órásnál nem idĘsebb sziderofor-termelĘ törzseket 5 μl-es foltokban hatosával, egymástól egyenlĘ távolságra oltottam az agarlemezekre. A 48 órás 28 °C-n végzett inkubáció eltelte után az eredetileg kék táptalajon a telepek körül megjelenĘ narancssárga színĦ gyĦrĦ átmérĘjének mérésével végeztem a kiértékelést, melynek során a legnagyobb gyĦrĦt indukáló baktériumtörzs aktivitását 100%-nak vettem, a többi törzset pedig ehhez hasonlítottam és aktivitásukat szintén százalékban fejeztem ki. Növénypatogén gombákkal szembeni antagonizmus vizsgálata A Westsik-féle homoki vetésforgó-tartamkísérlet különbözĘ kezeléseibĘl izolált Pseudomonas spp. baktériumtörzsek eredetét a 2. táblázat tartalmazza. A törzsek az elĘzetes vizsgálatok alapján a P. aeruginosa fajhoz, valamint a P. fluorescens-putida csoportba tartoztak, mely utóbbiak pontos azonosítása az API 20 NETM módszerrel nem volt lehetséges. Két törzs mindenesetre – P65 és P80 – nagy valószínĦséggel a P. putida faj képviselĘje. A tesztelt növénypatogén, mikroszkopikus gombák a következĘ fajok képviselĘi voltak: Rhizoctonia solani (Kühn) DSM No.843 (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, Braunschweig, Germany) = ATCC 13289 (American Type Culture Collection) és a Fusarium solani F.00715 (MezĘgazdasági és Ipari Mikroorganizmusok GyĦjteménye, Szent István Egyetem, Budapest).

9

2. táblázat A PGPR tulajdonságra vizsgált Pseudomonas spp. törzsek kódja és származási helye Pseudomonas spp.

A10; AX

A Westsik-féle tartamkísérlet kezelései* IX. istállótrágya IV. szalma VIII. gyökérés zöldtrágya (26,1 t / ha / 3 év) (26,1 t / ha / 3 év) A5/2; A35; A20 A6; A9; A34 16; 23/1; 28a; 30/2; 36

F1; F2

F4; F8; F12

I. nem mĦvelt P. aeruginosa Fluorescens-putida típus

F15; F22; F38

F41; F44; F47; P65; P80

*A kezelésekben a következĘ mĦtrágyaadagokat alkalmazták: IV, VIII és IX: 50 kg·ha–1 P és 16,2 kg·ha–1 K

A baktériumtörzseket egyesével teszteltem a gombák micélium-növekedésére gyakorolt gátló hatás szempontjából. A vizsgálatokat szilárd maláta- és élesztĘ-kivonatos tápközegben állítottam be, két különbözĘ technikát alkalmazva: pontoltás és szélesztés. ElĘbbi esetben egy baktériumtörzs kétkacsnyi tenyészetét (24 h inkubációt követĘen) 90 mm átmérĘjĦ Petri-csésze átellenes széleire helyeztem egymással szemben, a növénypatogén gomba tenyészetét tartalmazó 1 db, 5 mm átmérĘjĦ agarkorongot a csésze közepén helyeztem el. Az utóbbi módszer esetében a baktériumszuszpenziót a tápközeg felületére szélesztettem. A növénypatogén gomba tenyészetét tartalmazó 1 db, 5 mm átmérĘjĦ agarkorongot ismét a csésze közepén helyeztem el. A módszert a tápközeghez vasat – Fe(III): 0,01 g FeCl3×6H2O l–1 – adagolva is megismételtem. Ez utóbbi során a sziderofortermelés révén fellépĘ tápanyag-kompetíciót ki lehet oltani. A növénypatogén gombák és az antagonista baktériumok mindegyik kombinációját három párhuzamos ismétlésben, 26-28 qC hĘmérsékleten inkubáltam. Nyolc nap múltán a gombatelepek átmérĘjét lemértem. A baktériumok gátló hatásának megállapításához kiszámítottam a baktérium nélküli kontrollhoz viszonyított gátlási arányt, melyet [GA %]-kal jelöltem.

A szelektált baktériumtörzsek és gazdanövények in vivo kölcsönhatásának vizsgálata E vizsgálathoz azokat a Westsik-féle tartamkísérletbĘl származó növényeket alkalmaztam szöszös bükköny, melyek rhizoszférájából szabadon élĘ baktériumokat izoláltam (fehérvirágú csillagfürt és rozs). A baktériumtörzseket Nutrient tápoldatban 108 CFU ml–1 sejtszám eléréséig szaporítottam, amely 24-36 óra inkubációs idĘnek felel meg 26 °C hĘmérsékleten. A felületén fertĘtlenített növényi magvakat úgy oltottam be a baktériumokkal, hogy azokat a tápközeg szuszpenzióba mártottam. A növényeket 2,5 kg-os tenyészedényekben, fénykamrában neveltem. A nevelĘ közeg kvarchomok (d = 0,6 mm) és perlit 4:1 arányú keveréke volt. Minden egyes tenyészedénybe 8 db, felületén fertĘtlenített rozs, bükköny és csillagfürt magot vetettem, majd az edényeket a 40 napig tartó vizsgálat idĘtartama alatt naponta felváltva kétszer, a homoktalaj szántóföldi vízkapacitásának 60 %-ára öntöztem Hoagland-oldattal, illetve sterilizált csapvízzel. A fénykamrában a csírázáshoz legmegfelelĘbb, 20.000 lx hosszúnappalos megvilágítást alkalmaztam, 16 h világos (22-25 °C) és 8 h sötét (15 °C) idĘszakkal. A nevelési idĘ leteltét (40 nap) követĘen a növények fĘgyökerének (pillangósok), illetve gyökereinek (rozs) és hajtásának hosszát (mm), valamint tömegét (g) külön megmértem. Ezen kívül a pillangósok esetében feljegyeztem a fĘgyökérbĘl induló elágazások és a hajtáselágazások számát, valamint a rozs esetében a gyökerek és az egy magból kelt hajtások számát. Az oltott növények paramétereit a kezeletlen kontroll százalékában fejeztem ki.

10

A vizsgálatok során alkalmazott statisztikai módszerek Minden vizsgálatot legalább három ismétlésben állítottam be, melyek eredményeit átlagoltam. A fehér mustár csíranövénnyel, valamint a növényi hormonok termelésének kimutatása érdekében végzett bioteszt, az acetilén-redukciós aktivitás mérése, a különbözĘ mintaterületekrĘl származó baktériumok cianid- és nehézfémtĦrésének, illetve a szelektált PGPR baktériumtörzsek és gazdanövények kölcsönhatásának vizsgálata során a mért (függĘ) változók közötti különbséget variancia-analízissel értékeltem (MANCZEL 1983, KEMÉNY és DEÁK 2000). A varianciabecslés eredményeként a nullhipotézist 95%-os (az acetilén-redukciós aktivitás esetében ezen felül 99%-os) megbízhatósági szinten F-próbával értékeltem, majd meghatároztam a statisztikailag igazolható (szignifikáns) eltérés mértékét. A nehézfémekkel szembeni tolerancia értékelése során a baktériumtörzseket ezen kívül csoportátlag módszerrel (SOKAL és MICHENER 1958; ROHLF 1963) hierarchikusan is osztályoztam, és a legellenállóbb, valamint a sorrendben következĘ (nem sokkal kisebb toleranciájú) csoportból választottam ki reprezentatív törzseket további vizsgálat céljára. A növénypatogén gombákkal szembeni antagonizmus vizsgálatában a baktériumtörzsek gátló aktivitásából (GA%) minden oltási módszer esetében kétoldali megbízhatósági intervallumot (KEMÉNY és DEÁK 2000) számítottam 95%-os valószínĦségi szintre, melyet az eredmények értékelése során grafikusan ábrázoltam. A sziderofor-termelĘ Pseudomonas spp. baktériumtörzsek eredete, sziderofor-termelése és antagonista hatása között a többváltozós ordinációs módszerek közé tartozó fĘkomponens-analízis (principal component analysis; PCA) segítségével kerestem összefüggést; melyet SYNTAX 2000 programmal (PODANI, 1997) határoztam meg.

11

EREDMÉNYEK Rhizoszférából, talajból és folyóvízbĘl származó baktériumtörzsek jellemzése és szelekciója A vizsgált baktériumtörzsek meghatározása A különbözĘ mintavételi területekrĘl a Westsik-féle homoki vetésforgó-tartamkísérletben termesztett rozs, bükköny és csillagfürt növények 1/ rhizoszférájából, illetve rhizoplánjából (18 törzs: Staphylococcus spp. W.6, W.13, S. cohnii ssp. cohnii W.9, Bacillus spp. W.7, W.10, W.14, W21, Bacillus megaterium W.15, W.18, Bacillus subtilis W.32, Corynebacterium spp. W28, Pseudomonas vesicularis [újabban Brevundimonas vesicularis, GARRITY et al. 2004] W20, Pasteurella spp. W.30, W.31, Pseudomonas spp. W.1, W.36, Pseudomonas corrugata W.34, W.35), valamint a 2/ FelsĘ-Tisza árterének talajából (17 törzs: Pseudomonas spp. I.401, II.109, II.407, III.103, III.106, III.108, V.104, VI.87, VI.404, VI.405, VII.101, VIII.97, VIII.102, VIII.120, Pseudomonas syringae I.110, P. azotoformans III.118, P. jensenii III.119) és 3/ felszíni vizébĘl (12 törzs: Aeromonas media A66, A.89, A.92, A.93, A.94, Pseudomonas gessardii B.83, Bacillus thüringiensis C.69, C.107, Pseudomonas spp. C.115, C.116, D.94, Pseudomonas veronii D.111) származó, összesen negyvenhét (47) baktériumtörzset vontam vizsgálatba. A Westsik-vetésforgóból harminchat (1. és 2. ábra), a FelsĘ-Tisza mentérĘl huszonnégy reprezentatív baktériumtörzset azonosítottam (3. ábra). A Westsik-féle vetésforgó-tartamkísérletbĘl, pillangós növények rhizoszférájából, valamint talajból izolált Gram-pozitív baktériumtörzsek közül két rendszertani törzs – Firmicutes és Actinobacteria – összesen három rendjének, illetve alrendjének képviselĘit, a Gram-negatívok között viszont két törzs négy osztályába és ezek összesen nyolc rendjébe sorolt baktériumokat izoláltam. Szerves anyagban gazdag (intenzív mĦvelés alatt álló), valamint organikus, vagy minimum-mĦvelést folytató gazdálkodó területekrĘl egyaránt, a közelmúltban is leírtak hasonló rendszertani kategóriákba tartozó baktériumfajokat (ÇAKMAKÇI et al. 2005). A FelsĘ-Tisza mentén Tivadartól Balsáig különbözĘ, nagyrészt az Alphaproteobacteria és Gammaproteobacteria rendszertani törzsbe tartozó (GARRITY et al. 2004) baktériumfajok képviselĘit tudtam izolálni és fenntartani. A Tivadarhoz közeli szakaszáról (mely mintegy szennyezéstĘl mentes kontrollként fogható fel) vett mintában fĘleg Pseudomonas spp. baktériumok fordultak elĘ, az aranyosapáti, záhonyi és balsai szakaszokról származó törzsek viszont a filogenetikus fán elszórtan helyezkednek el (14. ábra). Hasonló eredményre jutott RÓĩYCKI et al. (1999) és ELO et al. (2000) is, akik különbözĘ környezeti mintákból izoláltak és szelektáltak diazotróf, indolecetsav- és sziderofortermelĘ, szabadon élĘ baktériumtörzseket. Baktériumtörzsek hatása fehér mustár csíranövény növekedésére biotesztben A Westsik-féle vetésforgó-tartamkísérlet pillangós növényeinek rhizoszférájából izolált reprezentatív törzsek igen eltérĘ mértékben hatottak a vizsgált csíranövények fejlĘdésére, azaz levélkiterjedésük alakulására. A teszt eredménye huszonnégy vizsgált baktériumtörzsbĘl tizenhárom esetében érte el, illetve hat esetben haladta meg a kezeletlen kontroll szintjét. FRENYÓ (1958 és 1985) szerint sok növényben éhezéskor nitrát mutatható ki akkor is, ha a környezetbĘl egyáltalán nem jutottak nitráthoz. Vizsgálatában apró magvakból – fehér mustárból is – nevelt csíranövényeket, hogy tartalékaik mihamarabb elfogyjanak, minthogy a növényi sejtekben képzĘdĘ nitrát a szerves anyagok és a metabolikus energia fogyásával függ össze. A légkör mint oxidatív környezet a nitrátredukció megfordulását segítheti, ha a redukciós potenciál csökkenĘben van, és ebben dehidrogenáló enzimek közremĦködése valószínĦ – melyeket a baktériumok is termelhetnek. Amint a növény tartalékai kimerülnek, a nitrátredukció helyett az egyensúly az oxidáció felé tolódhat, ami viszont a növekedést fékezi. Nem zárható ki tehát, hogy a baktériumok jelenléte a fiatal gyökerek izzadmánytermelését fokozta (miközben a termelt izzadmányokat fogyaszthatták is), ezáltal segítette az éhezĘ állapot kialakulását. 12

A1 Staphylococcus lentus B2 Corynebacterium sp. C3 C4 C5 C6

Staphylococcus cloosii Staphylococcus cohnii ssp. cohnii Staphylococcus haemolyticus Staphylococcus haemolyticus

D7 Corynebacterium aquaticum B D8 Corynebacterium aquaticum A E9 Corynebacterium aquaticum B E10 Rothia dentocariosa E11 Bacillus licheniformis E12 Bacillus subtilis E13 Corynebacterium sp. F14 F15 F16 F17

Corynebacterium bovis Micrococcus diversus Bacillus brevis Corynebacterium sp.

Relatív távolság 1. ábra A Westsik-vetésforgó bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájából izolált Gram-pozitív baktériumok BIOLOGTM módszer alapján csoportosítva és azonosítva. A dendrogramot UPGMA módszerrel szerkesztettem, melyben két osztály távolságát az objektumaik közötti összes távolságérték aritmetikai átlaga fejezi ki.

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

Flavobacterium indologenes Pseudomonas diminuta Pseudomonas vesicularis Xanthomonas sp. Erwinia sp. Pasteurella caballi Capnocytophaga gingivalis CDC Group EF-4 (P. fluorescens-putida)

B 9 Sphingomonas sp. B 10 Alcaligenes sp. B 11 Comamonas sp. B 12 Pseudomonas viridiflava B 13 Pseudomonas corrugata B 14 Pseudomonas fluorescens type F B 15 Pseudomonas corrugata B 16 Pseudomonas corrugata C 17 Agrobacterium sp. C 18 Sphingomonas sp. C 19 Burkholderia sp. Relatív távolság

2. ábra A Westsik-vetésforgó bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájából izolált Gramnegatív baktériumok BIOLOGTM módszer alapján csoportosítva és azonosítva. Az UPGMA módszerrel szerkesztett dendrogramon, két osztály távolságát az objektumaik közötti összes távolságérték aritmetikai átlaga fejezi ki.

13

Pseudomonas sp. 295, Tivadar, hullámtér 109, Tivadar, hullámtér 294, Tivadar, hullámtér 309, Aranyosapáti, víz Pseudomonas extremorientalis 118, Tivadar, hullámtér, Pseudomonas tolaasii 017, Záhony, hullámtér, P. anguilliseptica 119, Balsa, hullámtér Pseudomonas fluorescens 404, Balsa, hullámtér Pseudomonas borealis 302, Aranyosapáti, hullámtér, Pseudomonas sp. Aeromonas media 022, Tivadar, hullámtér Aeromonas sp. 021, Aranyosapáti, hullámtér 285, Záhony, víz Aeromonas salmonicida 313, Aranyosapáti, hullámtér Aeromonas veronii 158, Balsa, víz Shewanella baltica (T) 317, Balsa, hullámtér Klebsiella granulomatis (T) 122, Aranyosapáti, víz Acinetobacter johnsonii (T) 202, Záhony, víz Stenotrophomonas rhizophila 314, Aranyosapáti, hullámtér Acidovorax defluvii (T) Pseudomonas sp. P51 327, Tivadar, hullámtér Paracoccus carotinifaciens (T) 283, Záhony, víz, Cytophaga sp. Nem tenyésztett repce rhizoszféra bakt. 015, Balsa, hullámtér Bacillus sp. 19497 Bacillus megaterium 312 Aranyosapáti, hullámtér, Bacillus benzoevorans Bacillus sp. VAN23 Nem tenyésztett baktérium talajból 303 Aranyosapáti, hullámtér, Streptomyces purpureus Streptomyces sp. 335, Balsa, hullámtér Arthrobacter sp. CAB1

A

B

C

D Deinococcus grandis (T)

0.10

3. ábra A FelsĘ-Tisza különbözĘ szakaszairól izolált huszonnégy jellemzĘ baktériumtörzs filogenetikus fája (a legközelebbi szomszéd módszerével számítva; a bal alsó sarokban lévĘ szakasz nukleotidonkénti 0,10 szubsztitúciót jelöl). A: BXII. törzs: Proteobacteria, III. osztály: Gammaproteobacteria. B: I. osztály: Alphaproteobacteria. C: BXIII. törzs: Firmicutes. D: BXIV. törzs: Actinobacteria. T: típustörzs.

14

Rhizoszférából izolált, szabadon élĘ baktériumtörzsek nitrogénkötĘ képessége A Westsik-féle homokjavító vetésforgóból származó baktériumtörzsek egy csoportja esetében sikerült kimutatni a diazotróf aktivitást, melyet fiziológiai bioteszt módszerrel szilárd táptalajon, valamint az acetilénredukciós aktivitás (ARA) révén is fel tudtam mérni. Az aktív törzsek többsége a Pseudomonas nemzetség, két Bacillus faj és egy Flavobacterium indologenes törzs képviselĘje volt. A rhizoszférában élĘ, nitrogenáz enzimrendszerrel rendelkezĘ baktériumok többsége valószínĦleg csak annyi N2-t köt meg, amennyire élettevékenységéhez feltétlen szüksége van. Néhány baktériumfaj képviselĘi (pl. Bacillus spp. W.33, vagy Pseudomonas corrugata W.39) ennél statisztikailag igazolhatóan nagyobb aktivitású, míg egy-két törzs különösen aktív lehet. E génuszokhoz tartozó fajképviselĘk diazotróf aktivitását az utóbbi idĘben több szerzĘ is kimutatta. A szabadon élĘ, vad és termesztett növények rhizoszférájából izolált N2-kötĘ baktériumtörzseket indolecetsav és gibberellinek termelése, valamint növénypatogén gombákkal (Fusarium, Rhizoctonia és Verticillium spp.) szembeni antagonista képességük alapján szelektálták és – egyelĘre axénikus kultúrában – sikerrel alkalmazták a gazdanövények erĘteljes fejlĘdésének támogatására (RÓĩYCKI et al. 1999, ELO et al. 2000, PAL et al 2001, EGAMBERDIYEVA és HÖFLICH 2004 és ÇAKMAKÇI et al. 2005). Néhány környezeti tényezĘ hatása a reprezentatív baktériumtörzsekre A FelsĘ-Tisza területérĘl származó törzsek cianid- és nehézfém-tĦrése Általánosságban nem találtam összefüggést, vagy hasonlóságot a különféle génuszokba, illetve taxonómiai csoportokba tatozó egyes baktériumtörzsek tĦrĘképessége között. Az egyes törzsek cianid-, Zn- és Cu-toleranciája sem tért el jelentĘs mértékben. Az ólom esetében azonban a törzsek kumulatív toleranciája (MTC; legnagyobb tolerált koncentráció) és az izolálás (származás) helye között összefüggés mutatkozott (4. ábra). 350 Zn

CN

Cu

Pb

300

MTC (mg l-1)

250

Szennyezés (Szamos)

200 150 100 50 0

Tivadar

Aranyosapáti

Záhony

Balsa

Mintavételi helyek a folyó mentén, fentrĘl lefelé

4. ábra A FelsĘ-Tisza mintázott szakaszairól származó huszonöt baktériumtörzs cianid- és nehézfémtoleranciája (SzDP95% = 163,2). A tivadari minták szennyezetlen kontrollként foghatók fel.

A szennyezés beömlése környékérĘl – Aranyosapáti feletti vízterület – származó törzsek sokkal több fajhoz, illetve génuszhoz tartoztak, mint a többiek. Ezek az izolátumok összességében nagyobb tĦrĘképességrĘl tettek bizonyságot, mint a még nem szennyezett szakaszról származó 15

társaik. Ez – a cianid- és nehézfémvegyületek által kifejtett szelekciós hatás mellett – arra enged következtetni, hogy a szennyezett szakaszon olyan bakteriális közösségek jelenhettek meg, melyek a környezeti változásokhoz alkalmazkodni tudtak. A FelsĘ-Tisza mentérĘl és a Westsik-vetésforgóból származó baktériumtörzsek nehézfémtoleranciája A két eltérĘ mintavételi területrĘl származó, különbözĘ idĘszakokban izolált baktériumtörzsek tíz nehézfémvegyülettel szembeni tĦrĘképességét egyidejĦleg is megvizsgáltam. A legfontosabb megállapítások a következĘk: - Nem mutatkozott lényeges különbség a Westsik-féle homokjavító vetésforgóból és a FelsĘ-Tisza vizébĘl, valamint ártéri talajából származó baktériumtörzsek nehézfém-érzékenységi spektruma között, ami rezisztenciájuk egyedi specifikusságára utal, ezért adaptációjuk valószínĦleg csak hosszabb – a laboratóriumi vizsgálat tartamát mindenképpen meghaladó – idĘ elteltével alakulhat ki. - A jól és kevésbé ellenálló csoportok fajösszetétele között viszont különbséget vettem észre: a toleránsabb törzsek a Bacteria domén BXII. Proteobacteria törzsébe, azon belül túlnyomórészt a III. Gammaproteobacteria osztályba tartoztak. Zömük a Pseudomonas génusz tagja. Az érzékenyebb csoportba ezzel szemben nagyrészt Gram-pozitív pálcák és kokkuszok kerültek, melyek a BXIII. Firmicutes törzs képviselĘi, legtöbben Bacillus fajok. E szétválás oka feltehetĘen a Gram-negatív (Pseudomonas spp.) és Gram-pozitív (Bacillus spp.) sejtfal eltérĘ felépítésében, összetételében, illetve áteresztĘképességében keresendĘ. - A nehézfémek szulfát formái általában nagyobb mértékben gátolták a törzsek szaporodását; a nehézfém-vegyületekben szereplĘ nitrát ellensúlyozta az adott fém toxikus hatását, mely kis koncentrációknál a szaporodás serkentésében nyilvánult meg a vizsgált tartományban. - A fémvegyületek toxicitási sorrendje a vizsgált törzsek MTC értékeinek alapján a következĘképpen alakult: (NH4)6Mo7O24, > CuSO4, > ZnCl2, > Cu(NO3)2, > Zn(NO3)2, > CuCl2, Pb(NO3)2, > Fe(II)SO4, > Fe(III)Cl3, > Fe(III)(NO3)3. A baktériumtörzsek növényi növekedést szabályozó és serkentĘ tulajdonságai Növényi hormonok termelése Az elĘzetesen nehézfém- és cianidtĦrésük alapján szelektált, a Westsik-féle homokjavító vetésforgó-tartamkísérlet bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájából, valamint a FelsĘ-Tisza vizébĘl és árterének talajából származó – fĘleg Bacillus és Pseudomonas génuszba tartozó – baktériumtörzsek auxin-, illetve gibberellin-sztenderdekhez képest serkentették a búza (Triticum aestivum L.) csíranövények növekedését, mely mind a hajtás-, mind a gyökérkezdemény vonatkozásában tapasztalható volt a megfelelĘ sztenderddel szemben. Indolecetsavhoz (auxin) hasonlítva a törzsek többsége egyaránt fokozta a gyökértömeg, valamint a hajtáshossz és -tömeg növekedését. Gibberellinsavval (GS3) szemben e hatás csak a hajtás hossza és tömege esetében volt kifejezett. Ennek oka valószínĦleg a két hormon eltérĘ helyezĘdése a növényben, minthogy az auxin a gyökerek hosszanti növekedését és a gyökérszĘrök fejlĘdését fokozza, a gibberellinek viszont a hajtásban serkentik a sejtmegnyúlást és az osztódást, levélkiterjedést, valamint siettethetik a csírázást (LOPER és SCHROTH 1986, ARSHAD és FRANKENBERGER 1995). A leghatékonyabb törzsek mindkét hormonhoz képest hasonló mértékben segítették a hajtás (hossz- és tömeg-) növekedését. Tizenhárom törzs az alábbi csökkenĘ sorrendben szignifikánsan serkentette mind a gyökér-, mind a hajtáskezdemény növekedését: Pseudomonas gessardii B.83 > Pseudomonas spp. W.35 (CDC group EF-4) > Bacillus spp. W.7 > Pasteurella spp. W.30 > Pseudomonas spp. C.115 > Pseudomonas syringae I.110 > Pseudomonas 16

spp. W.1 > Pseudomonas veronii D.111 P. veronii > III.119 > P. veronii VI.404 > Bacillus thüringiensis C.69 > B. thüringiensis III.108 > Pseudomonas spp. W.36.

Növénypatogén gombákkal szembeni antagonizmus Két különbözĘ laboratóriumi módszer alkalmazásával vizsgáltam néhány – növényi fitneszt elĘsegítĘ – rhizoszféra eredetĦ Pseudomonas spp. baktérium gátló hatását két, talajban elĘforduló, növénypatogén mikroszkopikus gombával szemben (5. ábra). ElĘzetes vizsgálat keretében, egyszerĦ bioteszttel kimutattam, hogy a baktériumtörzsek sziderofor jellegĦ anyagok termelésére képesek, mely tulajdonság szerepet játszhat az antagonizmus kialakulásában. A szélesztéses módszerrel beállított együtt-tenyésztés esetében közel 100%-os gátlási arányt tapasztaltam, míg a pontoltásos tenyésztés csupán 50% körüli eredményt adott. Ez alátámasztja az antagonista baktérium és a célzott ágens közötti közvetlen (kontakt-) érintkezés fontosságát a biológiai kölcsönhatás kialakulásában. Mindkét tárgyalt laboratóriumi eljárás felhasználható az antagonista jelleg eldöntésére, azaz a biológiai kontroll céljára alkalmazható baktériumtörzsek egyszerĦ módszerrel történĘ elĘzetes kiválasztására. FeltételezhetĘ, hogy az antagonizmus kialakításában a vizsgált Pseudomonas génusz képviselĘinek sziderofor-termelése is közrejátszik, minthogy a bemutatott törzsek mindegyike termel sziderofor jellegĦ másodlagos anyagcseretermékeket, melyek a környezetükben elĘforduló egyéb mikroorganizmusokkal szemben a táplálkozási verseny során elĘnyhöz juttatják Ęket (ELLIOTT et al. 1984, COOK 1993).

5. ábra A Pseudomonas fluorescens és P. putida baktériumtörzsek eredete, sziderofor-termelése, valamint Rhizoctonia solani és Fusarium solani növénypatogén gombákkal szembeni antagonista hatása közötti összefüggés. A fĘkomponens-analízis kettĘs szórásdiagramja. GA: gátlás mértéke (kontroll %), Fe: vassal dúsított táptalaj, Fus.: Fusarium, Rhi.: Rhizoctonia, Rel.szid.: a baktériumtörzsek relatív sziderofortermelése. A Westsik-féle tartamkísérlet különbözĘ kezeléseire, mint a baktériumok származási helyére az 1. és 2. táblázat római számainak megfelelĘ arab számok utalnak.

17

Fusarium solani F.00715 gomba esetében a baktériumok antagonista hatása valószínĦleg a sziderofor-termelés révén nyilvánult meg, mert annak kioltásakor (a táptalaj vassal történĘ kiegészítése) a gomba szaporodására gyakorolt gátlás jelentĘsen csökkent A Rhizoctonia solani ATCC 13289 törzzsel szembeni gátló hatás kialakulásában viszont elsĘsorban másféle mechanizmus (pl. antibiotikum-termelés) játszhat szerepet, mivel a vas számos bakteriális másodlagos anyagcseretermék elĘállításának mediátora lehet. Az F08, P65 és F80 jelĦ törzsek relatív sziderofor-termelése sokkal nagyobb mértékĦ volt a többinél, jóllehet csak a P80 törzs fejtett ki igen erĘs gátló hatást mindkét gombával szemben. A Westsik-vetésforgó IV. (4) és VIII. (8) parcelláiból származó baktériumtörzsek egyöntetĦen viselkedtek, az F04, F12, F22, F38, F41 és F47 törzsek Fusarium solani gomba elleni antagonizmusa nagyon hasonlóan alakult mind a normál, mind a vassal kiegészített táptalajon történt együtt-tenyésztés során. Gátló hatásuk a szideroforok kioltásával az F22 és F41 törzs kivételével jelentĘsen, mintegy felére csökkent ugyan, de még így is a többi törzshöz, illetve a normál táptalajon tapasztalt gátláshoz képest a legkisebb mértékben. Ez arra enged következtetni, hogy esetükben az antagonizmus kialakulásáért nemcsak sziderofor vegyületek, hanem egyéb másodlagos anyagcseretermékek termelése is felelĘs lehet. A Pseudomonas baktériumok növényi kórokozó gombákkal szembeni, antibiotikumok termelése révén kifejtett szaporodásgátló hatását VÁRADY (2001) vizsgálta részletesebben. Eredményeim megerĘsítik e baktériumok antibiotikum-termelésének elterjedtségét különbözĘ mikrokörnyezetekben, ugyanakkor a Fusarium solani gomba esetében tapasztaltak aláhúzzák, hogy ettĘl eltérĘ mechanizmus – a sziderofor-termelés – is szerepet játszik egyes törzsek növényoltásra, illetve a biológiai védekezésben történĘ alkalmazhatóságának meghatározásában. Fenti szerzĘ eltérĘ környezetbĘl származó Pseudomonas törzsek sziderofor-termelését és az ennek révén különbözĘ tesztnövényekre kifejtett növekedés-serkentĘ hatását igazolta, de a szideroforok által kiváltott direkt antagonista hatást nem vizsgálta. Ez utóbbi antagonizmus jelen munkában – ha egyetlen kórokozó gomba esetében is – közvetlen bizonyítást nyert. A Pseudomonas aeruginosa baktériumtörzsek növényi kórokozó gombákkal szembeni gátló hatása kevéssé kutatott terület, mivel ez a faj opportunista emberi kórokozó is egyben. Ezzel együtt azonban gyakori, ubikvista tagjai a talaj-ökoszisztémának, így a talajok mikrobaközösségével állandó kölcsönhatásban vannak. Jelen vizsgálat során a tesztgombákkal szemben az egyéb nem patogén Pseudomonas spp. törzsekhez képest szignifikánsan nagyobb mértékĦ gátló hatást mutattak. A fluorescens-putida csoport tagjai ugyanakkor szintén sikerrel alkalmazhatóak a talajban elĘforduló növényi kórokozókkal szemben, pl. az alma talajuntság elleni védekezésben, melyet tenyészedényes vizsgálatok bizonyítanak (BUYSENS et al. 1996, BIRÓ et al. 1998). E vizsgálatot követĘen a Pseudomonas aeruginosa baktériumtörzseket a következĘ felmérésekbĘl kirekesztettem, illetve a nem tenyésztettem tovább Ęket, mert lehetséges, hogy emberben bĘrallergiát okozó faktort is hordozhatnak, amit nem tudtam kizárni. A szelektált baktériumtörzsek növekedés-serkentĘ hatása a gazdanövényekre axénikus kultúrában A szöszös bükköny, fehérvirágú csillagfürt és rozs tesztnövények – melyek egyben a Westsik Vilmos-féle homokjavító vetésforgó-tartamkísérletbĘl izolált, rhizoszférában élĘ baktériumtörzsek gazdanövényei is – a baktériumokkal történt kezelésre (magoltás) eltérĘ módon reagáltak. Fehérvirágú csillagfürt esetében gyakorlatilag mindegyik baktériumtörzs a kontrollhoz képest szignifikáns mértékben növelte a gazdanövény valamely föld feletti, vagy -alatti részének hosszát és tömegét. A növény ezen belül elsĘsorban a gyökér hosszának és tömegének megnövekedésével jelezte a baktérium partnerek tevékenységét, mely feltehetĘen az auxin hormonhoz hasonló hatású anyagcseretermék jelenlétével analóg. ValószínĦsíthetĘ, hogy a kiválasztott törzsek a magoltást követĘen meg tudtak telepedni a csillagfürt hajszálgyökerein. A bükköny néhány kezelésre a hajtás, de több törzs esetében a gyökér tömegének gyarapodásával reagált. ElĘbbi a gibberellin (GS3) hatású másodlagos anyagcseretermékek által gyakorolt effektussal mutat hasonlóságot. FeltehetĘ 18

azonban, hogy a baktériumok terméke nem egymagában helyezĘdött a hajtásba, a gibberellinek ugyanis számos élettani hatást az auxinokkal együttmĦködésben, azok endogén koncentrációjának fokozása révén fejthetnek ki (EGAMBERDIYEVA és HÖFLICH 2004, PARK et al 2005). A rozs egyszikĦ növény, mely néhány kezelés esetében a gyökerek tömegének szignifikáns megnövekedésével válaszolt a baktériumok jelenlétére. E reakció szintén az auxin-hatású másodlagos anyagcseretermékek által indukált növekedéshez hasonlít, de feltehetĘen inkább a növény tápanyagfelvételének intenzitása fokozódott, melynek révén nedves tömege kiugróan gyarapodott. A baktériumtörzsek mindegyik gazdanövényre gyakorolt hatását figyelembe véve a következĘ hét törzset választottam ki lehetséges oltóanyag-komponensként, melyeket saját törzsgyĦjteményben, liofilizált állapotban tartósítva helyeztem el: Bacillus subtilis W.32, Bacillus thüringiensis C.69, Pseudomonas spp. W.1, Pseudomonas corrugata W.34, Pseudomonas gessardii B.83, Pseudomonas veronii D.111 és P. veronii W.10.

Új tudományos eredmények 1. A Westsik-féle vetésforgóból származó izolátumokból diszkontinuus natív PAGE módszerrel 56 reprezentatív baktériumtörzset állítottam elĘ, melyek közül BIOLOGTM módszerrel 36-ot meghatároztam. A parlagoltatással, gyökér- és zöldtrágyázással, valamint istállótrágyázással végzett homokjavítást bemutató parcellákból további 26 Pseudomonas spp. törzset izoláltam, melyeket API 20 NETM teszttel határoztam meg. A FelsĘ-Tisza mintavételi területeirĘl 24 reprezentáns baktériumtörzset azonosítottam 16S rDNS molekuláris módszerrel, melyek filogenetikai helyét ábrázoltam. 2. A Westsik-vetésforgóból származó 24 baktériumtörzs nitrogénkötĘ aktivitását és közvetlen növényi növekedés-serkentĘ hatását csíranövényteszttel hasonlítottam össze. A fiziológiai teszt és az ARA eredményei korreláltak, de a csíranövényteszt nem volt megfelelĘ a növekedésserkentĘ hatás gyors és megbízható vizsgálatára. 3. A Westsik-vetésforgóból valamint a FelsĘ-Tisza árterületérĘl származó negyvenhét (47) szelektált baktériumtörzs közül tizenhárom (13) törzs az alábbi csökkenĘ sorrendben szignifikánsan serkentette mind a gyökér-, mind a hajtáskezdemény növekedését félkvalitatív csíranövénytesztben: Pseudomonas gessardii B.83 > Pseudomonas spp. W.35 (CDC group EF4) > Bacillus spp. W.7 > Pasteurella spp. W.30 > Pseudomonas spp. C.115 > Pseudomonas syringae I.110 > Pseudomonas spp. W.1 > Pseudomonas veronii D.111 P. veronii > III.119 > P. veronii VI.404 > Bacillus thüringiensis C.69 > B. thüringiensis III.108 > Pseudomonas spp. W.36. 4. A Westsik-féle vetésforgó különbözĘ parcelláiból származó Pseudomonas spp. törzsek egy-egy Fusarium solani és Rhizoctonia solani növényi kórokozó gombával szembeni antagonista képessége egyfelĘl sziderofor-termelésük révén kialakult vaskompetíció, másfelĘl antibiotikus másodlagos anyagcseretermékek termelése útján valósulhat meg. A Fusarium solani gombával szemben egyes törzsek sziderofor-termelése önmagában antagonista hatást fejtett ki. 5. Az így szelektált, kultúr- és természetes területrĘl származó baktériumtörzsek, valamint a FelsĘ-Tisza mentérĘl származó azonosított baktériumtörzsek cianiddal és 10 nehézfémvegyülettel szembeni toleranciája leginkább törzsfüggĘ tulajdonság, de nincs összefüggésben azzal, hogy adott baktériumtörzs kultúr- vagy természetes (vad) környezetbĘl származik. A Tisza még nem szennyezett szakaszáról származó minták faji sokfélesége, illetve az ebbĘl nyert baktériumtörzsek toleranciája viszont mindig kisebb volt. 6. A fent említett környezeti tényezĘknek legjobban ellenálló, a tesztnövényeken (csillagfürt, bükköny és rozs) magoltást követĘen közvetett növényi növekedés-serkentĘ hatású baktériumtörzseket kiválogattam, majd saját törzsgyĦjteményben, liofilizáltan tartósítottam: Bacillus subtilis W.32, Bacillus thüringiensis C.69, Pseudomonas spp. W.1, Pseudomonas corrugata W.34, Pseudomonas gessardii B.83, Pseudomonas veronii D.111 és P. veronii W.10. 19

KÖVETKEZTETÉSEK ÉS JAVASLATOK Az eredmények alapján a laboratóriumi módszerekkel szelektált baktériumtörzseket a biológiai növényvédelemben történĘ felhasználás szempontjából ígéretesnek ítélem meg. Munkám során az alábbi következtetések és javaslatok fogalmazódtak meg: A törzsek csoportosítása céljára alkalmazott diszkontinuus natív PAGE módszerrel különbséget találtam a Westsik-féle vetésforgóból származó, morfológiailag hasonló baktériumizolátumok között, melyet a reprezentatív törzsek kiválasztása során fel tudtam használni. A következĘ lépésben BIOLOGTM kit segítségével az elkülönített baktériumtörzsek többsége – legalább génusz szinten – azonosítható volt. A Gram-negatív baktériumok közül elsĘsorban Pseudomonas, a Gram-pozitívok közül pedig Corynebacterium és Staphylococcus fajok kerültek elĘ. a gyártó által is elismert tény, hogy a BIOLOGTM teszt jellegébĘl fakadóan környezeti mintákból inkább anyagcseretípusok, mintsem konkrét fajok meghatározására képes. Sikerrel alkalmazzák azonban más, specifikus mikrokozmoszok (pl. bélflóra, kórházi mĦszerek, stb.) karakterizálásához. Újabb vizsgálatok alapján 2000-ben megjelent a BIOLOG EnviroPlateTM, mely már szélesebb spektrummal, illetve adatbázissal rendelkezik. Több módosítás után környezeti minták vizsgálatában sikerrel alkalmazzák, a változatos, de csekély létszámban elĘforduló ún. „élĘ, de nem tenyészthetĘ” (VBNC) mikroorganizmusok meghatározására azonban talán sosem lesz alkalmas. A csak Pseudomonas spp. törzsek meghatározása céljából használt API 20 NETM teszt viszont nem váltotta be a hozzá fĦzött reményeket: a negyvennyolc baktériumtörzsbĘl 26 esetben adott közelítĘ információt a törzs faji hovatartozásáról, de ezen belül is csak tizenhárom P. aeruginosa meghatározását vehetjük pontosnak. További tizenhárom, vélhetĘen P. fluorescens és P. putida fajokkal rokon törzset a módszer összefoglalóan „P. fluorescens-putida” csoportba sorolt. A FelsĘ-Tisza vizének és árterének talajából ezzel szemben csaknem mindegyik, a vizsgálatba bevont izolátum azonosítható volt a 16S rDNS molekuláris módszer segítségével. Ebben az esetben a meghatározott taxonok száma is sokkal több volt, noha a vizsgálatot nem közvetlenül környezeti mintából (melybĘl vélhetĘen még több baktériumfajt került volna elĘ), hanem a fentivel azonos táptalajokon kitenyésztett izolátumok felhasználásával végeztem el. Itt a megfelelĘ primer tervezése a legfontosabb, mert (NIKOLAUSZ et al. 2004, 2005) eredményei szerint az általánosan használt 27f primer – kb. 500-1500 bp hosszú szakaszt vizsgálva – nem minden baktérium esetében szaporítja fel a DNS megfelelĘ régióját. A Westsik-vetésforgó bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájából izolált, szabadon élĘ baktériumtörzsek esetében kétféle módszerrel (fiziológiai és ARA-teszt) kimutattam, hogy azok egy csoportja légköri nitrogén megkötésére képes. Az Ashby-féle szilárd táptalajon történt tenyésztés és az ARA teszt eredményei jól korreláltak egymással, ami lehetĘvé teszi e táptalaj nemcsak anaerob, hanem aerob (vagy mikroaerofil) diazotróf baktériumok szelektív izolálása céljából történĘ felhasználását. MegfelelĘ eredmény eléréséhez azonban biztosítani kell a felhasznált vegyszerek nagy tisztaságát, valamint azt, hogy az elĘkészítés és az inkubáció során a levegĘbĘl ne kerülhessen ammónia a táptalajba. A fehér mustár felhasználásával végzett, a közvetlen növekedés-serkentés kimutatását célzó csíranövényteszt eredményei viszont csak a legaktívabb baktériumtörzsek esetében vágnak egybe az elĘzĘ tesztekkel. Itt valószínĦleg más növekedési faktorok, pl. a gyökérizzadmányok baktériumok általi felvétele is befolyásolhatták a csíranövények fejlĘdését; ami a vizsgált törzsek többsége esetében a növények fejlĘdését éppen gátolta. E folyamat egyébként elĘidézhette a csíranövények endogén nitrátképzését is, mely kisebb diazotróf aktivitással rendelkezĘ törzsek jótékony hatását vélhetĘen nem engedte kifejezĘdni. Félkvalitatív vizsgálat révén kimutattam, hogy az elĘzetesen nitrogénkötĘ aktivitásuk, illetve nehézfém- és cianidtĦrésük alapján szelektált, egyrészt a Westsik-féle homokjavító vetésforgótartamkísérlet bükköny, csillagfürt és rozs növényeinek rhizoszférájából, másrészt a FelsĘ-Tisza vizébĘl és árterének talajából származó – fĘleg Bacillus és Pseudomonas génuszba tartozó – baktériumtörzsek auxin-, illetve gibberellin-sztenderdekhez képest serkentették a búza 21

csíranövények növekedését. E hatás mind a hajtás-, mind a gyökérkezdemény vonatkozásában észlelhetĘ volt a megfelelĘ sztenderddel szemben. Megállapítottam a Westsik-féle vetésforgó különbözĘ parcelláiból izolált huszonhat Pseudomonas spp. baktériumtörzs sziderofor-termelését, melyek közül tizenhárom, fluorescensputida csoportba tartozó törzs antagonista hatását Fusarium solani és Rhizoctonia solani növénypatogén gombákkal szemben két különbözĘ biológiai teszttel (pontoltás és szélesztés) mértem fel. A pontoltás esetében kisebb mértékĦ gátlást tapasztaltam, de a baktériumok ekkor is megakadályozták a patogének kifejlĘdését az inkubáció teljes ideje alatt. Az oltásnál alkalmazott két technika között statisztikailag igazolható különbség volt, mert e módszerek immanens tulajdonsága, hogy szélesztéssel hatékonyabb antagonizmust tapasztalható, mivel a biológiai kontroll ágens és a patogén mikroorganizmusok közvetlenül érintkezhetnek egymással. A fenti baktériumtörzsek antagonista képessége egyfelĘl a sziderofor-termelésük révén kialakult vaskompetíció, másfelĘl antibiotikus hatású másodlagos anyagcseretermékek termelése útján valósulhat meg. ElĘbbi stratégia elsĘsorban a Fusarium solani, utóbbi viszont a Rhizoctonia solani mikroszkopikus gombával szemben bizonyult hatékonynak. A Fusarium esetében a szideroforok által kiváltott direkt antagonizmus is közvetlen bizonyítást nyert. A 2000. évben történt tiszai cianid- és nehézfémszennyezés kapcsán reprezentatív baktériumtörzseket izoláltam a FelsĘ-Tisza vizébĘl és hullámterének talajából. Néhány környezeti tényezĘ baktériumokra gyakorolt hatásának felmérése során e törzseket együtt vizsgáltam a Westsik-féle vetésforgó tartamkísérletbĘl származó baktériumtörzsekkel. Meghatároztam a törzsek cianiddal és néhány nehézfémmel szembeni toleranciáját, melynek során azt az eredményt kaptam, hogy a fémvegyületek közül a kiemelten veszélyes ólom vegyületei a réz- és cink-vegyületekhez képest csak kevésbé gátolták törzsek szaporodását; ezért feltételezhetĘ, hogy a baktériumok a származási hely szennyezettségéhez adaptálódtak, és ólomvegyületekbĘl nagyobb mennyiséget toleráltak. A tiszai cianid- és nehézfémszennyezés által okozott zavar mértéke azonban aláhúzza, hogy az a teljes ökoszisztéma szintjén sokkalta nagyobb romboló hatást fejt ki, ahogy ezt pl. a nagyarányú halpusztulás során is láthattuk. Az alternatív anyagcsere-utakat beindító „forró foltokból” – mint amilyenek az erĘsen szennyezett folyószakaszok – szelektálódott baktériumtörzsek ezért a bioremediáció eszközeiként fontos szerepet játszhatnak. Nehézfémek oligodinámiás hatását a fent említett kétféle mintavételi helyrĘl származó, növényi növekedést szabályozó, illetve serkentĘ hatásuk és antagonista képességük alapján szelektált baktériumtörzsek bevonásával vizsgáltam. A törzsek egyedi reakciói adott nehézfémre vonatkozóan eltérĘek voltak, nem mutatkozott viszont szignifikáns különbség a Westsik-féle homokjavító vetésforgóból és a FelsĘ-Tisza árterén vett talaj-és vízmintákból származó törzsek nehézfém-érzékenységi spektruma között, ami rezisztenciájuk egyedi, illetve sejtfalszerkezetük szerint eltérĘ jellegére enged következtetni. A nehézfémek szulfát formái általában nagyobb mértékben gátolták a törzsek szaporodását, míg a nehézfém-vegyületekben szereplĘ nitrát ellensúlyozta az adott fém toxikus hatását, ennek révén a kisebb fém-koncentrációknál serkentette a baktériumok szaporodását. A vas-vegyületek esetében a mikroelem-hatás is szerepet játszhat, melyet a vasvegyületekkel szembeni nagy tolerancia támasztott alá. A kiválasztott baktériumtörzsek rekolonizációs képességét és gazdanövényekre gyakorolt növekedés-serkentĘ (PGPR) hatását tenyészedényes kísérletben, axénikus kultúrában vizsgáltam. A szöszös bükköny, fehérvirágú csillagfürt és rozs tesztnövények a baktériumokkal történt magoltásra eltérĘ módon reagáltak. A kétszikĦ növényekhez tartozó bükköny és csillagfürt esetében leginkább a gyökér hossza és tömege növekedett meg, mely az auxin hormonhoz hasonló hatású anyagcseretermék jelenlétére utal. Bükköny esetében viszont néhány baktériumtörzs hatására a hajtás tömege gyarapodott igen nagymértékben. Ez utóbbi a gibberellin (pl. GS3) hatású másodlagos anyagcseretermékek jelenlétére enged következtetni. A rozs, mely egyszikĦ növény, néhány kezelés hatására a gyökerek tömegének szignifikáns megnövekedésével válaszolt a baktérium jelenlétére. A leghatékonyabb törzsek mind a hajtás, mind a gyökér növekedését serkentették a gazdanövényekben. Ez arra vezethetĘ vissza, hogy a gibberellinek számos élettani hatást az 22

auxinokkal együttmĦködésben, azok endogén koncentrációjának fokozása révén fejthetnek ki (EGAMBERDIYEVA és HÖFLICH 2004, PARK et al 2005).

*** A laboratóriumi és klímakamrás eredmények további vizsgálatok (pl. koinokuláció, kompatibilitás más rhizoszféra-baktériumokkal) nélkül nem extrapolálhatók a szabadföldi körülményekre, de a korábban idézett, mások által is szerzett tapasztalatok a lehetséges oltótörzsek elĘzetes, laboratóriumi módszerekkel történĘ kiválogatására irányítják a figyelmet. Bár a kiválasztott baktériumtörzsek néhány környezeti tényezĘvel szembeni tĦrĘképességének vizsgálata során legtöbbjük szaporodásának jelentĘs visszaesését tapasztaltam, növényi növekedés-serkentĘ képességük pedig jelentĘs eltéréseket mutatott, a megfelelĘ szelekciós módszerek alkalmazásával ellenállóbb és hatékony törzsekhez jutottam. Az ily módon szelektált, a tesztnövények növekedését serkentĘ, illetve – két növénypatogén gombával szembeni antagonista képességük alapján – támogató, néhány szennyezĘ ágenssel szemben ellenálló baktériumtörzseket a homoktalajon termesztett csillagfürt, bükköny, valamint rozs takarmánynövények erĘteljes kelésének biztosítása érdekében ígéretesnek tartom.

A továbblépés lehetĘségei A laboratóriumi módszerekkel szelektált, növényi növekedést serkentĘ, növényoltásra elvileg felhasználható baktériumtörzsek gyökereken történĘ rekolonizációs képességére a tenyészedényes kísérletben tapasztalt növekedés-serkentĘ hatás alapján következtettem. A rekolonizációt in situ UV- illetve immunofluoreszcens mikroszkópiával lehetséges kimutatni, pl. a LiveDead BackLight kit alkalmazásával, vagy Auroprobe LM (Amersham) festéssel (DALTON et al 2004). MegfelelĘ – s talán kevésbé költséges – megoldásnak tĦnik a fluoreszcens in situ hibridizációs (FISH, LOY et al. 2003) módszer alkalmazása is. A baktériumtörzsek növényi növekedést serkentĘ (PGPR) hatásáért felelĘs anyagcseretermékek meglétére szintén közvetett bizonyíték adódott. Ezek egzakt minĘségi (pl. növényi hormonok, vitaminok, antibiotikumok, stb.) és mennyiségi meghatározása HPLC, vagy GC-MS technikával lehetséges, melyet a saját törzsgyĦjteményben szereplĘ baktériumok esetében célszerĦ lenne elvégezni. Érdemes megvizsgálni azt is, hogy az egyes bakteriális anyagcseretermékek milyen egyéb gazdanövényekre fejtenek ki serkentĘ hatást, valamint, hogy a különbözĘ növények milyen mechanizmus szerint hasznosítják azokat; pl. melyek azok a faktorok, amelyek meghatározzák, hogy adott exkrétum az illetĘ növény gyökér-, vagy föld feletti részébe helyezĘdik át (FRENYÓ 1985). Mindezek érdekében az itt vizsgáltaknál még több, speciális ökológiai feltételek között elĘforduló gazdanövényekkel (pl. más pillangós takarmánynövények, gabonák, vagy futóhomokon termeszthetĘ fajok), valamint rhizoszférájukból izolált baktériumokkal, esetleg specifikus csoportokkal (pl. Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium, stb.) további, egy-egy említett részterületre koncentráló kutatómunkát célszerĦ végezni.

23

IRODALOMJEGYZÉK ALTSCHUL S.F., MADDEN T.L., SCHÄFFER A.A., ZHANG J., ZHANG Z., MILLER W., LIPMAN D.J. (1997): Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acid Research, 25 (17): 3389-3402. p. ANGERER P., BIRÓ B., ANTON A., KÖVES-PÉCHY K., KISS E. (1998): Indicator microbes of chlorsulfon addition detected by a simplified plate counting method. Agrokémia és Talajtan, 47 (1-4): 297-305. p. ARSHAD M., FRANKENBERGER W.T. (1998): Plant-growth regulating substances in the rhizosphere: microbial production and functions. 46-151. p. In: Sparks D. L. (Szerk.): Advances in agronomy. Volume 62. San Diego (CA), London: Academic Press, 308 p. BIRÓ B., MAGYAR K., VÁRADY GY., KECSKÉS M. (1998): Specific replant disease reduced by PGPR rhizobacteria on apple seedlings. ISHS Acta Horticulturae, 477: 75-82. p. BOCHNER B.R. (1989a): Sleuthing out bacterial identities. Nature, 339 (6220): 157-158. p. BOCHNER B.R. (1989b): “Breathprints” at the microbial level. ASM News, 55 (10): 536-539. p. BUCHANAN R.E., GIBBONS R.F. (1974): Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. 8. kiadás. Baltimore: Williams and Wilkins, 1268 p. BUYSENS S., HEUNGENS K., POPPE J., HOFTE M. (1996): Involvement of pyochelin and pyoverdin in suppression of Pythium-induced damping-off of tomato by Pseudomonas aeruginosa 7NSK2. Applied and Environmental Microbiology, 62 (3): 865-871. p. ÇAKMAKÇI R., DÖNMEZ F., ùAHIN F. (2005): Growth promotion of plants by plant growth-promoting rhizobacteria under greenhouse and two different field soil conditions. Soil Biology and Biochemistry, In Press. COOK R.J. (1993) Making greater use of introduced microorganisms for biological control of plant pathogens. Annual Review of Phytopathology, 31: 53-80. p. DALTON D.A., KRAMER S., AZIOS N., FUSARO S., CAHILL E., KENNEDY C. (2004): Endophytic nitrogen fixation in dune grasses (Ammophila arenaria and Elymus mollis) from Oregon. FEMS Microbiology Ecology, 49: 469-479. p. DILWORTH M.J. (1966): Acetylen reduction by nitrogen-fixing preparations from Clostridium pasteurianum. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects, 127 (2): 285-294. p. EGAMBERDIYEVA D., HÖFLICH G. (2004): Effect of plant growth-promoting bacteria on growth and nutrient uptake of cotton and pea in a semi-arid region of Uzbekistan. Journal of arid Environments, 56: 293-301. p. ELLIOT L.F., GILMOUR G.M., LYNCH J.M., TITTEMORE D. (1984): Bacterial colonization of plant roots. 1-16. p. In: TODD R. L., GIDDENS J. E. (Szerk.): Microbial Interactions. Madison (WIS): Soil Science Society of America, 248 p. ELO S., MAUNUKSELA L., SALKINOJA-SALONEN M., SMOLANDER A., HAAHTELA K. (2000): Humus bacteria of Norway spruce stands: plant growth promoting properties and birch, red fescue and alder colonizing capacity. FEMS Microbiology Ecology, 31: 143-152. p. FRANCO-BUFF A., DOMENICO P., BOCHNER B.R. (1998): Inhibition of capsule production in bacteria by thioglycolate. ASM Abstracts, 98: 432. p. FRENYÓ V. (1958): Növényrészek oldható N, K, P tartalmának gyors meghatározása. Agrokémia és Talajtan, 7 (3-4): 401-402. p. FRENYÓ V. (1985): Nitrifikálás talajbaktériumok nélkül? Agrokémia és Talajtan, 34 (1-2): 171-178. p. GARRITY G.M., BELL J.A., LILBURN T.G. [2004]: Taxonomic Outline of the Prokaryotes. Második kiadás, ötödik változat (Release 5.0). [New York (NY): Springer-Verlag.] (Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology) 399 p. HARDY R.W.F., KNIGHT E. JR. (1967): ATP-dependent reduction of azide and HCN by N2-fixing enzymes of Azotobacter vinelandii and Clostridium pasteurianum. Biochimica et Biophysica Acta, 139: 69-90. HORVÁTH S. (1980): Mikrobiológiai praktikum. Budapest: Tankönyvkiadó. 590 p. 25

KARDOS J. (1983): Az acetilénredukciós teszt alkalmazása a biológiai nitrogénkötés tanulmányozásában. Szemlecikk. Agrokémia és Talajtan, 32 (1-2): 239-245. p. KEMÉNY S., DEÁK A. (2000): Kísérletek tervezése és értékelése. Budapest: MĦszaki Könyvkiadó, 492 p. KIMURA M. (1980): A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences. Journal of Molecular Evolution, 16: 111-120. KUNZ D.A., CHEN J-L., PAN G. (1998): Accumulation of Į-keto acids as essential components in cyanide assimilation by Pseudomonas fluorescens NCIMB 11764. Applied and Environmental Microbiology, 64 (11): 4452-4459. p. LAEMMLI U.K. (1970): Cleavage of structural proteins during the assembly of the bacteriophage T4. Nature, 227 (5259): 680-685. p. LAZÁNYI J. (1994): A homokjavító vetésforgókkal végzett kísérletek eredményei. Nyíregyháza: Debreceni Agrártudományi Egyetem Kutató Központja, 238 p. LETHAM D.S. (1968): A new cytokinin bioassay. 19-23. p. In: WIGHTMAN-SETTERFIELD M. (Szerk.): Biochemistry and physiology of plant growth substances. Ottawa: Carleton University Press, 249 p. LOPER J.E., SCHROTH M.N. (1986): Influence of bacterial sources of indole-3-acetic acid on root elongation of sugar beet. Phytopathology, 76 (4): 386-389. p. LOY A., HORN M., WAGNER M. (2003): probeBase – an online resource for tRNA-targeted oligonucleotide probes. Nucleic Acid Research, 31: 514-516. p. MANCZEL J. (Szerk.) (1983): Statisztikai módszerek alkalmazása a mezĘgazdaságban. Budapest: MezĘgazdasági Kiadó, 459 p. MÃRTENNSON A. (1993): Heterotrophic nitrogen fixation in soil. 85-90. p. In: TORSTENNSON L. (Szerk.): Soil Biological Variables in Environmental Hazard Assessment. Guidelines. Uppsala: Swedish Environmental Protection Agency, GEO Tryckeriet, Uppsala University. MARTENSSON A.M. (1992): Effects of agrochemicals and heavy metals on fast-growing rhizobia and their symbiosis with small-seeded legumes. Soil Biology nad Biochemistry, 24 (5): 435-445. p. MATTARELLI P., BIAVATI B., CROCIANI F., SCARDOVI V., PRATI G. (1993): Bifidobacterial cell wall proteins (BIFOP) in Bifidobacterium globosum. Research in Microbiology, 144 (7): 581-590. p. MATTARELLI P., BIAVATI B., PESENTI M., CROCIANI F. (1998): Effect of growth temperature on the biosynthesis of cell wall proteins from Bifidobacterium globosum. Research in Microbiology, 150: 117127. p. NIKOLAUSZ M., MÁRIALIGETI K., KOVÁCS G. (2004): Comparison of RNA- and DNA-based species diversity investigations in rhizoplane bacteriology with respect to chloroplast sequence exclusion. Journal of Microbiological Methods, 56 (3): 365-373. p. NIKOLAUSZ M., SIPOS R., RÉVÉSZ S., SZÉKELY A., MÁRIALIGETI K. (2005): Observation of bias associated with re-amplification of DNA isolated from denaturing gradient gels. FEMS Microbiology Letters, 244 (2): 385-390. p. OLDAL B., JEVCSÁK I., KÖDÖBÖCZ L., ROMÁN F., VARGHA M., BAYOUMI HAMUDA H.E.A.F., BIRÓ B., NAÁR Z., KECSKÉS M. (2001): Cyanide and heavy metal sensitivity of microbial isolates from polluted Tisza river. University of Baia Mare Scientific Bulletin C, 15 (4): 197-202. p. OLDAL B., VARGHA M., JEVCSÁK I., KÖDÖBÖCZ L., KECSKÉS M. (2004): Characteristic bacterial forms of Upper Tisza river under cyanide and heavy metal pollution. [105-110. p.] In: CHROĕÁKOVÁ A., KRIŠTģFEK V., ELHOTTOVÁ D., MALÝ S. (Szerk.): Proceedings of the 9th Methodological workshop. Present methods for investigation of microbial community biodiversity in soils and substrates. Institute of Soil Biology AS CR. ýeské BudČjovice, Czech Republic, March 2-3, 2004. [CD:\Proceedings from 9th Methodological Workshop, ýB.pdf] PAL K.K., TILAK K.V.B.R., SAXENA A.K., DEY R., SINGH C.S. (2001): Suppression of maize root diseases caused by Macrophomina phaseolina, Fusarium moniliforme and Fusarium graminearum by plant growth promoting rhizobacteria. Microbial Research, 156: 209-223. p. PARK M., KIM C., YANG J., LEE H., SHIN W., KIM S., SA T. (2005): Isolation and characterization of diazotrophic growth promoting bacteria from rhizosphere of agricultural crops of Korea. Microbiological Research, 160: 127-133. p. PODANI J. (1997): Bevezetés a többváltozós biológiai adatfeltárás rejtelmeibe. Budapest: Scientia, 412 p. 26

RAINEY F.A., WARD-RAINEY N., KROPPENSTEDT R.M., STACKEBRANDT E. (1996): The genus Nocardiopsis represents a phylogenetically coherent taxon and distinct actinomycete lineage: proposal of Nocardiopsaceae fam. nov. International Journal of Systematic Bacteriology, 46 (4): 1088-1092. p. ROHLF F.J. (1963): Classification of Aedes by numerical taxonomic methods (Diptera, Culicidae). Systematic Zoology, 12: 97-117. p. RÓĩYCKI H., DAHM H., STRZELCZYK E., LI C.Y. (1999): Diazotrophic bacteria in root-free soil and in the root zone of pine (Pinus sylvestris L.) and oak (Quercus robur L.). Applied Soil Ecology, 12: 239-250. p. SAITOU N., NEI M. (1987): The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular Biology and Evolution, 4 (4): 406-425. SAMBROOK J., FRITSCH E.F., MANIATIS T. (1989): Molecular cloning: a laboratory manual. Második kiadás. Cold Spring Harbor (NY): Cold Spring Harbor Laboratory Press, 804 p. SARWAR M., KREMER R.J. (1995): Enhanced suppression of plant growth through production of Ltryptophan-derived compounds by deleterious rhizobacteria. Plant and Soil, 172 (3): 261-269. p. SCHWYN B., NEILANDS J.B. (1987): Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores. Analytical Biochemistry, 160 (1): 47-56. p. SIMON A., ROVIRA A.D., SAUDS D.C. (1973): An improved selective medium for the isolation of fluorescent pseudomonas. Journal of Applied Bacteriology, 36 (1): 141-145. p. SOKAL R.R., MICHENER C.D. (1958): A statistical method for evaluating systematic relationships. University of Kansas Scientific Bulletin, 38: 1409-1438. p. SZEGI J. (1979): Talajmikrobiológiai vizsgálati módszerek. 171-177. p. Budapest: MezĘgazdasági Kiadó, 311 p. TEPPER E.C. (1945): Metodika ucseta tipicsnüh bakterij rizoszferü szelszkohozjajsztvennüh rasztenij. [Második, átdolgozott és bĘvített kiadás.] Moszkva: TSZHA dokladü, 131 p. HozzáférhetĘ a SZIE Környezettudományi Doktori Iskola, MezĘgazdasági-, Környezeti Mikrobiológia és Talajbiotechnológia c. tudományági részterület könyvtárában (1111 Budapest, Budafoki út 59.). VÁRADY GY. (2001): Környezeti stresszekkel szemben toleráns Rhizobium és Pseudomonas törzsek ökofiziológiai szelekciója. Doktori értekezés. GödöllĘ: Szent István Egyetem, 124 p. VARGHA M., OLDAL B., KÖDÖBÖCZ L., JEVCSÁK I., ROMÁN F., KECSKÉS M.L., NAÁR Z., BAYOUMI HAMUDA H.E.A.F., BIRÓ B., KECSKÉS M. (2001): Characteristic bacterial forms of Upper Tisza in river water, soils of banks and flood area. Scientific Bulletin of Uzhgorod National University. Series: Biology. Bookshelf of Carpathian Land, 9 (127): 176-179. p.

27

AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉHEZ KAPCSOLÓDÓ PUBLIKÁCIÓK Folyóiratcikkek – IF-es folyóiratcikk HegedĦs A., Oldal B., Kecskés M., Bayoumi H.E.A.F. (2005): A búzafajták talajeredetĦ Fusarium spp. okozta gyökérkárosodásának megelĘzése antagonista baktériumtörzsek felhasználásával. Növénytermelés 54: 3. p. 1–10. (IF 2003: 0,206). Oldal B., Maloschik E., Uzinger N., Anton A., Székács A. (2006): Pesticide residues in Hungarian soils. Geoderma (in press; IF 2004: 1,345)

Folyóiratcikkek – nem IF-es (lektorált) folyóiratcikk – idegen nyelvĦ Földes, T., Oldal, B. (1997): Inhibitory effect of secondary metabolite product of Bacillus IFS01 strain on the growth of various facultative plant pathogenic fungi. North University of Baia Mare. Scientific Bulletin. Serie C, Volume XI. Part A 2-A. 1997. Baia Mare. Romania. p. 57–62. Oldal B., Jevcsák I., Ködöböcz L., Román F., Vargha M., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Biró B., Naár Z., Kecskés M. (2001): Cyanide and heavy metal sensitivity of microbial isolates from polluted Tisza river. North University of Baia Mare. Scientific Bulletin. Serie C, Volume XV. Part IV. 2001. Baia Mare. Romania. p. 197–202. Vargha M., Oldal B., Ködöböcz L., Jevcsák I., Román F., Kecskés M.L., Naár Z., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Biró B., Kecskés M. (2001): Characteristic bacterial forms of Upper Tisza in river water, soils of banks and flood area. Scientific Bulletin of Uzhgorod National University. Series: Biology. „Bookshelf of Carpathian Land” ʋ 9 (127). 2001. Uzhgorod. Ukraine. p. 176–179. Jevcsák I., Oldal B., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2001): Antagonistic rhizobacteria from longterm field experiment against Rhizoctonia solani and Fusarium solani. Scientific Bulletin of Uzhgorod National University. Series: Biology. „Bookshelf of Carpathian Land” ʋ 9. (127). 2001. Uzhgorod. Ukraine. p. 179–182. Jevcsák I., Oldal B., Ködöböcz L., Kecskés M. (2002): Testing methods affecting the antagonistic ability of Pseudomonas biocontrol strains. Agrokémia és Talajtan. 51: 1-2. p. 107–114. ISSN 0002-1873 Oldal B., Jevcsák I., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2003): Effect of different heavy metal salts on the growth of pre-selected PGPR bacterial strains. North University of Baia Mare. Scientific Bulletin. Serie C, Volume XVII. Part II. 2003. Baia Mare. Romania. p.383–388. ISSN 1224-3264

Folyóiratcikkek – nem IF-es (lektorált) folyóiratcikk – magyar nyelvĦ Oldal B., Jevcsák I., Kecskés M. (2002): A sziderofortermelĘ képesség szerepe Pseudomonas-törzsek növénypatogén-antagonista hatásának biológiai vizsgálatában. Biokémia. 26: 3. p. 57–63. ISSN 01338455 HegedĦs A., Oldal B., Kecskés M., Bayoumi Hamuda H.E.A.F. (2003): Növénynövekedést serkentĘ rizobaktériumok hatása az üvegházi szegfĦ virághozamára és minĘségére. Agrokémia és Talajtan 52: 12. p. 157–168. HegedĦs A., Oldal B., Jevcsák I., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2003): Néhány kukoricahibrid mikroorganizmussal történĘ vetĘmag-kezelésének hatása a termés hozamára és minĘségére. Agrokémia és Talajtan 52: 3-4. p. 383–394. Khalif A.A., Abdorhim H., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Oldal B., Kecskés M. (2005): Mikrobaszám és enzimaktivitás változása szárazbab-fajták (Phaseolus vulgaris L.) rizoszférájában sóterhelés hatására. Agrokémia és Talajtan 54: 3-4. p. 451–464. Abdorhim H., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Khalif A.A., Oldal B., Kecskés M., Heltai Gy. (2005): Szennyvíziszap-kezelés hatása egy étkezési szárazbabfajta (Phaseolus vulgaris L.) növekedésére és rizoszférájának mikrobiális változására. Agrokémia és Talajtan 54: 3-4. p. 465–476.

29

Konferencia kiadványok – magyar nyelvĦ (teljes) Jevcsák I., Biró B. Oldal B., Bayoumi Hamuda H.E.A.F. és Kecskés M. (1999): Környezeti stressztényezĘkkel szemben toleráns mikrobák szelekciójának laboratóriumi lehetĘségei. MTA Szabolcs-Szatmár-Bereg megyei Tudományos Testülete 8. – közgyĦléssel egybekötött – Tudományos Ülésének Közleményei (szerk.: Sikolya L.). Rím Nyomda, Nyíregyháza. p. 18–19. Oldal B., Jevcsák I., Kecskés M. (2002): Növénypatogén gombákat gátló Pseudomonas spp. törzsek antagonista hatásának vizsgálata bioteszt-módszerekkel. MTA Szabolcs-Szatmár-Bereg megyei Tudományos Testülete 10. – közgyĦléssel egybekötött – Jubileumi Tudományos Ülésének Közleményei II. p. 402–409. Oldal B., Jevcsák I., Bayoumi H.E.A.F., Kecskés M. (2003): Rizoszféra-baktériumok kiválasztása nehézfémtĦrés alapján. MTA Szabolcs-Szatmár-Bereg megyei Tudományos Testülete 11. – közgyĦléssel egybekötött –Tudományos Ülésének Közleményei (szerk.: Sikolya L., Páy Gábor). p. 161– 166.

Konferencia kiadványok – magyar nyelvĦ (absztrakt) Jevcsák I., Ködöböcz L., Kecskés M., Oldal B., Szili-Kovács T., Biró B. (2000): Kommunális szennyvíziszap adagok hatása borsó rizoszféra néhány mikrobiológiai jellemzĘjére hazai talajokon. Magyar Mikrobiológiai Társaság NagygyĦlése. 2000. augusztus 24-26. Keszthely. ElĘadások összefoglalói. Oldal B., Jevcsák I., Ködöböcz L., Román F., Vargha M., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Biró B., Naár Z. és Kecskés M. (2000): Szennyezett Tiszából származó baktérium- és mikrogomba-törzsek cián-, cink-, rézés ólom-érzékenysége. MTA Szabolcs-Szatmár-Bereg megyei Tudományos Testülete 9. – közgyĦléssel egybekötött – Tudományos Ülésének Közleményei (szerk.: Sikolya L.). START Rehabilitációs Vállalat és Intézményei Nyírségi Nyomda Üzeme - 1156. p. 13–14. Oldal B., Jevcsák I., Kecskés M.L., Györke B., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2001): Rizoszféra, talaj- és vízi baktériumtörzsek növekedésserkentĘ hatása csíranövénytesztben. Magyar Mikrobiológiai Társaság Jubileumi NagygyĦlése. 2001. október 10-12. Balatonfüred. ElĘadások összefoglalói. p. 122. Oldal B., Ködöböcz L., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2002): KülönbözĘ nehézfém-vegyületek hatása növényi növekedést serkentĘ, szelektált baktériumtörzsek szaporodására. Magyar Mikrobiológiai Társaság NagygyĦlése. 2002. október 8-10. Balatonfüred. ElĘadások összefoglalói. p. 108. Oldal B., Biró B., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2004): Rhizoszférából származó oltóanyag törzsek öko-fiziológiai szelekciója homoktalajokra. Magyar Mikrobiológiai Társaság NagygyĦlése és a X. Fermentációs Kollokvium. 2004. október 7-9. Keszthely. ElĘadás kivonatok. p. 91–92.

Konferencia kiadványok – idegen nyelvĦ (teljes) Bayoumi Hamuda H.E.A.F, Biró B., Naár Z., Jevcsák I., Nemes M., Oldal B., Ködöböcz L., Kecskés M. (1998): Compatibility of some fungicides and Rhizobium leguminosarum inoculation of faba bean. Proceedings of 2nd International Regional Workshop of Science, Technology, and Development. Multidisciplinary Conference. Uzhgorod State University. 29-30 May 1998. Uzhgorod. Ukraine. p. 140–150. Jevcsák I., Oldal B., Ködöböcz L., Román F., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2000): Effect of some heavy metals on Pseudomonas strains isolated from different plant rhizospheres. Proceedings of “Ecology and Health 2000” Scientific and Technical Conference with International Participation. 26 October 2000. Plovdiv. Bulgaria. p. 235–238. Ködöböcz L., Jevcsák I., Oldal B., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2000): Effect of some pesticides on Rhizobium strains isolated from root-nodules of lupine plant. Proceedings of “Ecology and Health 2000” Scientific and Technical Conference with International Participation. 26 October 2000. Plovdiv. Bulgaria. p. 239–244. Oldal B., Jevcsák I., Ködöböcz L., Román F., Vargha M., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Biró B., Naár Z., Kecskés M. (2000): Cyanide, Zn2+, Cu2+ and Pb2+ sensitivity of bacterial and fungal strains isolated from polluted Tisza river. Proceedings of “Ecology and Health 2000” Scientific and Technical Conference with International Participation. 26 October 2000. Plovdiv. Bulgaria. p. 245–250.

30

Oldal B., Vargha M., Jevcsák I., Ködöböcz L., Kecskés M. (2004): Characteristic bacterial forms of Upper Tisza river under cyanide and heavy metal pollution. Proceedings of the 9th Methodological workshop: Present methods for investigation of microbial community biodiversity in soils and substrates. ChroĖáková A., KrištĤfek V., Elhottová D., Malý S. (eds.). Institute of Soil Biology AS CR. 2–3 March 2004. ýeské BudČjovice. Czech Republic. p. 105–110. Oldal B., Máthé-Gáspár G., Uzinger N., Anton A. (2005): Impact of metalloferrous ore on seed emergence: a preliminary phytoremediation study. e-Proceedings of Third European Bioremediation Conference. 47 July 2005. Chania, Crete. Greece. Paper No. P-110

Konferencia kiadványok – idegen nyelvĦ (absztrakt) Bayoumi Hamuda H.E.A.F, Kecskés M., Abdorihim H., Oldal B. (1998): Differentation and tolerance among (Brady)-Rhizobium strains due to influence of magnesium ions. Book of abstracts. 6th European Magnesium Congress. 13-16 May 1998. Budapest. p. 16. Bayoumi Hamuda H.E.A.F, Kecskés M., Abdorihim H., Oldal B. (1998): Response of Vicia faba and its Rhizobium microsymbiont in combination with PGPR Pseudomonas fluorescens strains to soil applied pesticides. I. Fungicide and insecticide impacts the symbiotic model. Book of abstracts. 2nd Conference on Progress in Plant Sciences. Pannon University of Agricultural Sciences. 15-17 June 1998. Mosonmagyaróvár, Hungary. p. 97. Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M., Oldal B., Khalif, A. (1999): Establishment of Rhizobium leguminosarum bv. viciae and Vicia faba symbiosis at different pH levels. Acta Microbiol. Immunol. Hung. 46. p. Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Oldal B., Gábor S., Kecskés M. (2000): Rhizobium growth and its symbiosis with Vicia faba stimulated by Pseudomonas fluorescens strains. Magyar Mikrobiológiai Társaság NagygyĦlése. 2000. augusztus 24-26. Keszthely. ElĘadások és poszterek összefoglalói. Oldal B., Jevcsák I., Kecskés M. (2003): Selection of soil-borne PGPR bacteria affected by heavy metal compounds. Poszter. 1st FEMS Congress of European Microbiologists. 29 June – 03 July 2003. Cankarjev Dom. Ljubljana. Slovenia. Abstract Book P11–120. p. 407–408. Oldal B., Jevcsák I., Kecskés M.L., Györke B., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2003): Plant growth regulating effect of bacterial strains isolated from rhizosphere, soil and water on wheat seedlings. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. 50: 2-3. p. 297–298. Oldal B., Jevcsák I., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2003): Pre-selected bacteria inhibiting soilborne phytopathogens by siderophore production. Abstracts of the 14th International Congress of the Hungarian Society for Microbiology. 9-11 October 2003. Balatonfüred. Hungary. p. 155. Oldal B., Ködöböcz L., Bayoumi Hamuda H.E.A.F., Kecskés M. (2004): Effect of different heavy metal salts on the proliferation of pre-selected plant growth promoting bacterial strains. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. 51: 1–2. p. 226–227. Oldal B., Máthé-Gáspár G., Uzinger N., Anton A. (2005): Impact of metalloferrous ore on seed emergence: a preliminary phytoremediation study. Third European Bioremediation Conference. 4-7 July 2005. Chania, Crete. Greece. Book of Abstracts p. 110. Oldal B., Anton A., Uzinger N., Fenyvesi É., Gruiz K., Murányi A. (2005): Environmental impacts of cyclodextrins enhancing bioremediation efficiency. 13th International Biodeterioration and Biodedgradation Symposium (IBBS-13). 4-9 September 2005. Madrid. Spain. Abstracts Book. Ana M. García, Diego A. Moreno (eds.). p. 279. (12BCSPSLD)

31