thesis

Potentially toxic diatom genus Pseudo-nitzschia in the northern Adriatic Sea: ecological, taxonomic and molecular features

Abstract

Uzorci fitoplanktona na području sjevernog Jadrana sakupljani su na dvije postaje, RV001 i SJ107, od 1972. do 2009. godine. Analiza ovog tridesetsedmogodišnjeg niza podataka omogućila je značajne spoznaje o dinamici fitoplanktona, višegodišnjim ciklusima, sukcesiji vrsta, te promjenama unutar fitoplanktonske zajednice sjevernog Jadrana. Ustanovljeno je da se abundancija ukupnog fitoplanktona, dijatomeja i nanofitoplanktona značajno smanjila nakon 2000 te godine, te je došlo do promjena u sastavu vrsta i razdobljima cvjetanja. Vrste roda Pseudo nitzschia dominirale su fitoplanktonskom zajednicom tijekom čitavog istraživanog razdoblja, a opažena je promjena u sastavu vrsta unutar roda. Krajem osamdesetih godina prošlog stoljeća fitoplanktonskom zajednicom sjevernog Jadrana dominirale su vrste iz grupe P. seriata, dok se grupa P. delicatissima po prvi put pojavila u 1978. i od tada joj učestalost pojavljivanja stalno raste. Grupa P. delicatissima u razdoblju od 1993.-2010. ima učestalost pojavljivanja od 76-97 %. Posljednjih godina praćena su ekološka, morfološka i toksična svojstva roda Pseudo nitzschia, a sustavno su uzimani i uzorci za kulture koje su taksonomski i molekularno okarakterizirane. Na osnovi detaljnijih morfoloških obilježja: broja strija i fibula, strukture areola, postojanju ili izostanku središnje pore za sada je potvrđeno postojanje sedam vrsta Pseudo nitzschia u sjevernom Jadranu. Određene su tri vrste iz P. seriata grupe i to su: P. fraudulenta, P. pungens i P. subfraudulenta, te četiri vrste iz grupe P. delicatissima i to su: P. manii, P. pseudodelicatissima, P. delicatissima i P. calliantha. Rod Pseudo nitzschia specifičan je i po tome što neke vrste imaju mogućnost sinteze domoične kiseline (DK), snažnog neurotoksina. Posebna pažnja posvećena je potencijalno toksičnoj vrsti P. calliantha koja je dominirala 2007. Većina pronađenih vrsta potvrđena je i molekularnim metodama sa različitim genetičkim markerima (18S, ITS1-5, 8S-ITS2, 28S). Napravljene su analize sličnosti, filogenetske rekonstrukcije i analize populacija vrsta Pseudo nitzschia. Regija ITS1 5, 8S ITS2 omogućila je analizu populacija, te je statističkom analizom parsimonije određeno i njihovo geografsko i evolucijsko podrijetlo. Najznačajniji rezultati pokazuju da su populacije iz sjevernog Jadrana autohtone i genetički odvojene od populacija iz Sredozemlja i ostalih regija diljem svijetaPhytoplankton samples were collected at two stations, RV001 and SJ107, in the northern Adriatic Sea from 1972 to 2009. The analysis of this 37 years long data set provided significant insights in the phytoplankton dynamics, species succession and changes in the phytoplankton community. It was found that the total abundance of phytoplankton, diatoms and nanophytoplankton significantly decreased after the year 2000, and a change in the species composition and blooming periods has been observed. Species from the genus Pseudo-nitzschia were among the most abundant and most frequent diatoms during the entire investigated period. Changes in the species composition within the genus have been observed. In the 1980ies the phytoplankton community was dominated by the P. seriata group. While the group P. delicatissima first appeared in the '80s and since then their frequency continuously increased. P. delicatissima has a frequency of appearance from 76-97% in the period from 1993-2010. Morphological, ecological and toxic properties of the genus Pseudo-nitzschia were studied in the recent years in the northern Adriatic. Monoclonal cultures were established for taxonomical and molecular identification. The existence of 7 different Pseudo-nitzschia species is confirmed in the northern Adriatic on the basis of detailed morphological characteristics. Three in the P. seriata group: P. fraudulenta, P. pungens and P. subfraudulenta, and four species in P. delicatissima group: P. mannii, P. pseudodelicatissima, P. delicatissima and P. calliantha. The genus Pseudo-nitzschia is associated with the production of domoic acid (DA), a strong neurotoxin. Special attention was given to a potentially toxic P. calliantha that dominated the bloom in 2007. Most of the identified species were confirmed by molecular methods with different genetic markers (18S, ITS1-5,8S-ITS2, 28S). Similarity representation after Neighbourjoining analysis, most parsimoneous phylogenetic reconstruction and analysis of populations confirmed that populations from the Northern Adriatic are separated and genetically different from the rest of the Mediterranean and the world (ITS1-5.8S-ITS2). It could be demonstrated that the investigated Pseudo-nitzschia populations of the northern Adriatic are indigenous and genetically separated from populations in the Mediterranean and other regions of the world

    Similar works