1) Grupa: Ekofizjologia Mikroorganizmów Jeziornych Koordynator: Prof. dr hab. Ryszard J. Chróst tel. +4822 554 14 13; e-mail: chrost@biol.uw.edu.pl; rjchrost@me.com 2) Członkowie grupy Dr. Iwona Jasser tel. +4822 554 14 44; e-mail: i.jasser@zemuw.pl, jasser.iwona@biol.uw.edu.pl Dr B. Kiersztyn tel. +4822 554 14 12; e-mail: kiersztyn@zemuw.pl, kiersztyn@biol.uw.edu.pl Mgr Aleksandra Bukowska tel. +4822 554 14 15; e-mail: a.bukowska@biol.uw.edu.pl Mgr Katarzyna Jakubiec tel. +4822 554 14 15; e-mail: k.jakubiec@biol.uw.edu.pl 3) Tematyka badawcza: Wpływ zmian klimatycznych na mikrobiologiczne cykle krążenia pierwiastków biogennych (C,N,P), różnorodność fizjologiczną i genotypową mikroorganizmów oraz procesy eutrofizacyjne w ekosystemach jeziornych. Celem programu badawczego jest zbadanie zależności tempa procesów mikrobiologicznych krążenia biogenów C, N i P, produktywności biologicznej oraz eutrofizacji jezior, a także zmian 1
różnorodności mikroorganizmów (w szczególności dominacja cyjanobakterii) w warunkach zmian klimatycznych (podwyższona temperatura wód oraz zawartość CO 2 w wodach jezior, radiacja słoneczna). W zakresie zainteresowań grupy badawczej leżą również biochemiczne i molekularne aspekty procesów dekompozycji i transformacji organicznej materii upostaciowanej i rozpuszczonej w wodach jeziornych, mikrobiologiczna detoksyfikacja wód naturalnych: degradacja cyjanotoksyn, oraz ekologiczne podstawy racjonalnej gospodarki rybackiej Wielkich Jezior Mazurskich: rola mikroorganizmów pętli mikrobiologicznej (microbial loop) w transferze węgla organicznego do wyższych poziomów troficznych ekosystemów jeziornych. 4) Metodyka i aparatura badawcza: Badania prowadzone są w oparciu o klasyczne i nowoczesne metody ekofizjologiczne obejmujące techniki biochemii i biologii molekularnej, radiochemiczne, hydrochemii analitycznej i fizycznej, fluorymetrii, mikroskopii epifluorescencyjnej, limnologiczne i instrumentalne pomiary in situ. W pracy posiadamy i wykorzystujemy sprzęt taki jak m.in.: Microplate reader wielokanałowy (Biotek) PCR (Eppendorf) System DGGE (BioRad) wieloparametryczna sonda do pomiaru parametrów fizykochemicznych wody jeziornej in situ (Yellow Spring Instruments) spektrofotometry i spektrofluorymetry Komputerowy system analizy obrazu mikroskopowego w UV (Nikon epifluorescencja + NIS) Mobilny sprzęt do poboru próbek wody (łodzie motorowe wyposażone w systemy nawigacji nawodnej i echosondy GPS) oraz transportu do laboratorium (samochód terenowy) 5) Miejsce realizacji badań Badania realizowane są w laboratorium terenowym zlokalizowanym na terenie Stacji Hydrobiologicznej PAN w Mikołajkach (woj. warmińsko mazurskie) oraz w warszawskich laboratoriach wydziału Uniwersytetu Warszawskiego 6) Wybrane zrealizowane projekty oraz publikacje. Projekty: Ocena przydatności i zastosowanie wybranych procesów mikrobiologicznych i biochemicznej aktywności mikroorganizmów do kontroli jakości wód jeziornych oraz ich przydatności do racjonalnej gospodarki rybackiej; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 2011-2014 Bioróżnorodność strukturalna i funkcjonalna bakterii swobodnie pływających i osiadłych kolonizujących tonące cząstki sestonu; kierownik projektu: Bartosz Kiersztyn; 2009 2012 2
Bioróżnorodność i funkcja planktonowych mikroorganizmów prokariotycznych (PMP) w zróżnicowanych troficznie ekosystemach wodnych; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 2007 2011 Występowanie i zróżnicowanie morfologiczne bakterii oraz ich aktywność i produkcja biomasy w jeziorach o różnej trofii wód; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 2006 2008 Różnorodność zespołów mikroorganizmów w obrębie pętli mikrobiologicznej (microbial loop), a procesy produkcji, utylizacji i dekompozycji materii organicznej w pelagialu jezior; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 2003 2007 Microbial dynamics in the lagoon at Douglas Cay (Atlantic Coral Reef off Belize, Central America); kierownik tematu: Ryszard Chróst w ramach Caribbean Coral Reef Ecosystem Project, Smithsonian Institution, USA; 2002 2004 Wolne kwasy nukleinowe w ekosystemach jeziornych. Występowanie, charakterystyka molekularna, degradacja mikrobiologiczna oraz ekologiczne znaczenie rozpuszczonego w wodzie pozakomórkowego RNA i DNA; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 2001 2004 Efficiency of microbial loop in subtropical coastal waters off Belize; kierownik tematu: Ryszard Chróst w ramach Caribbean Coral Reef Ecosystem Project, Smithsonian Institution, USA; 2001 2003 Pętla mikrobiologiczna w ekosystemach jeziornych; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 2001 2004 Mikrobiologiczne wskażniki eutrofizacji wód; kierownik projektu: Ryszard Chróst; 1999 2001 Consequences of high solar radiation for bacterial secondary production and growth rates in subtropical coastal waters off Belize; kierownik tematu: Ryszard Chróst w ramach Caribbean Coral Reef Ecosystem Project, Smithsonian Institution, USA; 1996 1999 Publikacje: Jasser I., Królicka A., Jakubiec K. and Chróst R.J. Seasonal and spatial diversity of picocyanobacteria community in the Great Mazurian Lake system derived from DGGE analyses of 16S rdna and cpcba-igs markers. Journal of Microbiology and Biotechnology. (http://dx.doi.org/10.4014/jmb.1208.08002) Kalinowska, K., Guśpiel, A. & Chróst, R.J. 2013. Factors controlling bacteria and protists in selected Mazurian eutrophic lakes (North-Eastern Poland) during spring. Aquatic Biosystems doi:10.1186/2046-9063-9-9 Jasser, I., Karnkowska-Ishikawa, A. & Chróst, R.J. 2013. Acidophilic picocyanobacteria isolated from humic lakes genetic or phenotypic adaptation? J. Hydrobiol. (in press) 3
Kiersztyn, B., Siuda, W. & Chróst, R.J. 2012. Persistence of bacterial proteolytic enzymes in lake ecosystems. FEMS Microbiol. Ecol. 80: 124 134 Adamczewski, T., Chróst, R.J., Kalinowska, K. & Skowrońska, A. 2010. Relationships between bacteria and heterotrophic nanoflagellates in lake water examined by means of different techniques controlling grazing pressure. Aquat. Microb. Ecol. 60: 203-213 Chróst R.J., Adamczewski, T. & Siuda W. 2010. Do microbial communities and their processes monitor the trophic status of the Great Mazurian lakes, str. 57-67. W: Olańczuk-Neyman, K. & Mazur-Marzec H. (eds.), Microorganisms In The Environment And Environmental Engineering: From Ecology To Technology. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, vol. 64. Chróst, R.J., Adamczewski, T., Kalinowska, K. & Skowrońska, A. (2009): Effect of organic phosphorus and nitrogen enrichment of mesotrophic lake water on dynamics and diversity of planktonic microbial communities, DNA and protein case studies (mesocosm experiments). Polish J. Microbiol. 58: 163-180 Chróst, R.J., Adamczewski, T., Kalinowska, K. & Skowrońska, A. 2009. Inorganic phosphorus and nitrogen modify composition and diversity of microbial communities in water of mesotrophic lake. Polish J. Microbiol. 58: 77-90 Chróst, R.J., Adamczewski, T., Kalinowska, K. & Skowrońska, A. 2009. Abundance and structure of microbial loop components (bacteria and protists) in lakes of different trophic status. J. Microbiol. Biotechnol. 19: 858-868 Chróst, R.J. 2008. Mikroorganizmy wodne a natlenienie wód rola w eutrofizacji jezior, str. 101-105. W: Zdanowski, B. (ed.), Ochrona i Rekultywacja Wód Wielkich Jezior Mazurskich Narzędziem Rozwoju Naukowego, Gospodarczego, Społecznego i Kulturowego Regionu. IRŚ, Olsztyn. Siuda,W., Kiersztyn, B., & Chróst, R.J. 2007. The dynamics of protein decomposition in lakes of different trophic status Reflections on the assessment of the real proteolytic activity in situ. J. Microbiol. Biotechnol. 17: 897-904 Chróst, R.J. & Siuda, W. 2006. Microbial production, utilization, and enzymatic degradation of organic matter in the upper trophogenic water layer in the pelagial zone of lakes along the eutrophication gradient. Limnol. Oceanogr. 51:749-762 Siuda, W. & Chróst, R. J. 2006. Urea and ureolytic activity in lakes of different trophic status. Polish J. Microbiol. 55:211-225 Li Y. & Chróst, R.J. 2006. Enzymatic activities in petroleum wastewater purification system by an acivated sludge process. J. Microbiol. Technol. 16:200-204 Li Y. & Chróst, R.J. 2006. Microbial enzymatic activities in aerobic activated sludge model reactors. Enzyme and Microbial Technology 39:568-572 4
Koton-Czarnecka, M. & Chróst, R.J. 2003. Protozoans prefer large and metabolically active bacteria. Polish J. Environ. Stud. 12:325-334 Chróst, R.J. & Siuda, W. 2002. Ecology of microbial enzymes in lake ecosystems, str. 35-72. W: Burns, R. & Dick, R. (eds.), Enzymes In The Environment: Activity, Ecology, and Applications. Mercel Dekker, Inc., New York Chróst, R.J., Koton, M. & Siuda, W. 2000. Bacterial secondary production and bacterial biomass in four Mazurian lakes of differing trophic status. Pol. J. Environ. Stud. 9: 255-266 Chróst, R.J. & Faust, M.A. 1999. Consequences of high solar radiation for bacterial secondary production and growth rates in subtropical coastal waters off Belize. Aquat. Microb. Ecol. 20: 39-48 5