<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><p>Eutrophication process is a serious problem in water ecosystems. There is a great need to study the relation between the physico-chemical condition of water and the influence of these parameters on the diversity of biological life, especially on changes in the structure of microbiocenoses. The most interesting are bacteria and microalgae, due to the important roles they play in maintaining the balance of the aquatic environment. In this study, biodiversity analysis of eukaryotic microalgae and bacteria in two artificial water ecosystems - fish farming ponds - was performed. Aquaculture was based on IMTA technology, in which every part of the trophic chain plays a significant role in maintaining the balance in the ecosystems. Experimental intensive - extensive systems differed in terms of nutrient loads, ponds were characterized by high loads of organic and inorganic nitrogen and phosphorus. During the experimental period, the physicochemical conditions, quantitative genotypic structure of the two biocenoses being studied and the relation between these factors were monitored and investigated. For the biodiversity analysis, the PCR - DGGE technique was used. The results of preliminary research showed that there is a correlation between nutrient loads, diversity expressed in the Shannon-Wiener Index and the overall condition of experimental systems. Higher loadings of nutrient promote the development of bacteria and microalgae without any influence on the balance in the artificial ecosystem being tested.</p></abstract>

Eutrophication process is a serious problem in water ecosystems. There is a great need to study the relation between the physico-chemical condition of water and the influence of these parameters on the diversity of biological life, especially on changes in the structure of microbiocenoses. The most interesting are bacteria and microalgae, due to the important roles they play in maintaining the balance of the aquatic environment. In this study, biodiversity analysis of eukaryotic microalgae and bacteria in two artificial water ecosystems - fish farming ponds - was performed. Aquaculture was based on IMTA technology, in which every part of the trophic chain plays a significant role in maintaining the balance in the ecosystems. Experimental intensive - extensive systems differed in terms of nutrient loads, ponds were characterized by high loads of organic and inorganic nitrogen and phosphorus. During the experimental period, the physicochemical conditions, quantitative genotypic structure of the two biocenoses being studied and the relation between these factors were monitored and investigated. For the biodiversity analysis, the PCR - DGGE technique was used. The results of preliminary research showed that there is a correlation between nutrient loads, diversity expressed in the Shannon-Wiener Index and the overall condition of experimental systems. Higher loadings of nutrient promote the development of bacteria and microalgae without any influence on the balance in the artificial ecosystem being tested.

Molecular Monitoring Of Bacterial And Microalgal Biocenoses’ Biodiversity In High Loaded Farming Ponds

Environmental Biotechnology Department, The Silesian University of Technology, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, Poland, phone +48 32 237 29 15, fax +48 32 237 29 46

The Institute of Ichthyobiology and Aquaculture of the Polish Academy of Sciences, ul. Kalinowa 2, 43-520 Chybie, phone +48 33 856 15 51, fax +48 33 858 92 92

Ecological Chemistry and Engineering S

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

<trans-abstract xml:lang="pl" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><p>Aktualny stan zbiorników i cieków wodnych budzi wiele zastrzeżeń. Jednym z poważniejszych zagrożeń dla ekosystemów wodnych jest zjawisko eutrofizacji, polegające na nadmiernym wzbogacaniu wody w pierwiastki biogenne. Aby chronić systemy wodne przed tym zjawiskiem, konieczne jest określenie mechanizmów jego powstawania. Z tego względu istnieje potrzeba badania zależności pomiędzy parametrami fizykochemicznymi wody, a także ich wpływu na różnorodność życia biologicznego, zwłaszcza na zmiany struktury mikrobiocenoz. Bakterie oraz mikroglony występujące w wodach są bardzo interesującymi grupami organizmów ze względu na rolę, jaką pełnią w zachowaniu homeostazy środowiska wodnego. Na ich liczebność i strukturę genotypową w znacznym stopniu wpływa nadmierne użyźnianie zbiorników wodnych. Stąd też badania złożoności takich mikrobiocenoz bakteryjnych i glonowych w aspekcie zmian spowodowanych eutrofizacją są konieczne i uzasadnione. W pracy przedstawiono analizę bioróżnorodności biocenozy bakteryjnej oraz mikroglonów eukariotycznych w dwóch sztucznych ekosystemach wodnych - rybnych stawach hodowlanych. Akwakultura oparta była o technologię IMTA (ang. Integrated Multi-Trophic Aquaculture), w której każdy człon łańcucha pokarmowego pełni ważną rolę w zachowaniu równowagi w ekosystemie. Dwa eksperymentalne, intensywno-ekstensywne stawy hodowlane różniły się ładunkiem biogenów i charakteryzowały podwyższonym stężeniem organicznego oraz nieorganicznego azotu i fosforu. Podczas sezonu wegetacyjnego w systemach monitorowano warunki fizykochemiczne i skład jakościowy interesujących mikrobiocenoz. Do analizy bioróżnorodności wykorzystano technikę PCR-DGGE. Wyniki badań wstępnych pokazują, że istnieje zależność pomiędzy ładunkiem związków biogennych, różnorodnością określoną poprzez Indeks Shannona-Wienera oraz ogólną kondycją systemów stawowych. Wyższe stężenia biogenów wpływały pozytywnie na rozwój bakterii i mikroglonów, nie powodując jednocześnie negatywnego wpływu na równowagę w badanym, sztucznym ekosystemie.</p></trans-abstract>

Aktualny stan zbiorników i cieków wodnych budzi wiele zastrzeżeń. Jednym z poważniejszych zagrożeń dla ekosystemów wodnych jest zjawisko eutrofizacji, polegające na nadmiernym wzbogacaniu wody w pierwiastki biogenne. Aby chronić systemy wodne przed tym zjawiskiem, konieczne jest określenie mechanizmów jego powstawania. Z tego względu istnieje potrzeba badania zależności pomiędzy parametrami fizykochemicznymi wody, a także ich wpływu na różnorodność życia biologicznego, zwłaszcza na zmiany struktury mikrobiocenoz. Bakterie oraz mikroglony występujące w wodach są bardzo interesującymi grupami organizmów ze względu na rolę, jaką pełnią w zachowaniu homeostazy środowiska wodnego. Na ich liczebność i strukturę genotypową w znacznym stopniu wpływa nadmierne użyźnianie zbiorników wodnych. Stąd też badania złożoności takich mikrobiocenoz bakteryjnych i glonowych w aspekcie zmian spowodowanych eutrofizacją są konieczne i uzasadnione. W pracy przedstawiono analizę bioróżnorodności biocenozy bakteryjnej oraz mikroglonów eukariotycznych w dwóch sztucznych ekosystemach wodnych - rybnych stawach hodowlanych. Akwakultura oparta była o technologię IMTA (ang. Integrated Multi-Trophic Aquaculture), w której każdy człon łańcucha pokarmowego pełni ważną rolę w zachowaniu równowagi w ekosystemie. Dwa eksperymentalne, intensywno-ekstensywne stawy hodowlane różniły się ładunkiem biogenów i charakteryzowały podwyższonym stężeniem organicznego oraz nieorganicznego azotu i fosforu. Podczas sezonu wegetacyjnego w systemach monitorowano warunki fizykochemiczne i skład jakościowy interesujących mikrobiocenoz. Do analizy bioróżnorodności wykorzystano technikę PCR-DGGE. Wyniki badań wstępnych pokazują, że istnieje zależność pomiędzy ładunkiem związków biogennych, różnorodnością określoną poprzez Indeks Shannona-Wienera oraz ogólną kondycją systemów stawowych. Wyższe stężenia biogenów wpływały pozytywnie na rozwój bakterii i mikroglonów, nie powodując jednocześnie negatywnego wpływu na równowagę w badanym, sztucznym ekosystemie.

ANALIZA BIORÓŻNORODNOŚCI BIOCENOZY BAKTERYJNEJ I GLONOWEJ W SILNIE OBCIĄŻONYCH STAWACH HODOWLANYCH

Eutrophication process is a serious problem in water ecosystems. There is a great need to study the relation between the physico-chemical condition of water...

Molecular Monitoring Of Bacterial And Microalgal Biocenoses’ Biodiversity In High Loaded Farming Ponds

Online veröffentlicht: 05. Okt. 2015

Seitenbereich: 425 - 437

DOI: https://doi.org/10.1515/eces-2015-0024

Schlüsselwörter
bacteria, microalgae, biodiversity, eutrophication, Shannon-Wiener Index, fish farming ponds

© Agata Karło et al.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Molecular Monitoring Of Bacterial And Microalgal Biocenoses’ Biodiversity In High Loaded Farming Ponds

Online veröffentlicht: 05. Okt. 2015

Seitenbereich: 425 - 437

DOI: https://doi.org/10.1515/eces-2015-0024

Schlüsselwörterbacteria, microalgae, biodiversity, eutrophication, Shannon-Wiener Index, fish farming ponds

© Agata Karło et al.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Schlüsselwörter
bacteria, microalgae, biodiversity, eutrophication, Shannon-Wiener Index, fish farming ponds