12.06.2015 Views

Heterotrophic plate count in surface and waste water

Heterotrophic plate count in surface and waste water

Heterotrophic plate count in surface and waste water

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

TARTU ÜLIKOOL<br />

LOODUS- JA TEHNOLOOGIATEADUSKOND<br />

MOLEKULAAR- JA RAKUBIOLOOGIA INSTITUUT<br />

MOLEKULAARBIOLOOGIA ÕPPETOOL<br />

Peeter Laas<br />

P<strong>in</strong>na-, reo- ja heitvee kultiveeritavad heterotroofsed<br />

bakterid<br />

Magistritöö<br />

Juhendaja Veljo Kis<strong>and</strong>, Ph.D.<br />

Eve Vedler, PhD<br />

TARTU<br />

2010


Sisukord<br />

P<strong>in</strong>na-, reo- ja heitvee kultiveeritavad heterotroofsed bakterid .......................................... 1<br />

Sisukord .............................................................................................................................. 2<br />

Lühendid ............................................................................................................................. 4<br />

Sissejuhatus......................................................................................................................... 5<br />

Kirj<strong>and</strong>use ülevaade............................................................................................................ 6<br />

Mikrobioloogia pudelikael: bakterite kultiveeritavus................................................. 6<br />

Kultiveerim<strong>in</strong>e metagenoomika ajastul .......................................................................... 7<br />

Heterotroofne bakterplankton ..................................................................................... 9<br />

Heterotroofne plaadiloend ........................................................................................ 10<br />

St<strong>and</strong>ardsed külvitehnikad........................................................................................ 11<br />

Ülevaade töös kasutatavatest söötmetest: LB, R2A, ZoBell....................... 12<br />

Inkubeerimise t<strong>in</strong>gimused ja kestus. ............................................................... 14<br />

Pseudomonas spp...................................................................................................... 14<br />

Praktil<strong>in</strong>e osa..................................................................................................................... 15<br />

Materjal ja metoodika ................................................................................................... 15<br />

Tulemused..................................................................................................................... 24<br />

Võrtsjärv ................................................................................................................... 24<br />

Suur-Emajõgi ............................................................................................................ 27<br />

Tartu Reoveepuhasti ..................................................................................................... 28<br />

Arutelu .......................................................................................................................... 32<br />

Võrtsjärv ................................................................................................................... 32<br />

Kokkuvõte..................................................................................................................... 34<br />

Kasutatud kirj<strong>and</strong>us ...................................................................................................... 36<br />

Raamatud .................................................................................................................. 36<br />

Artiklid...................................................................................................................... 37<br />

Internet ...................................................................................................................... 41<br />

Muud dokumendid.................................................................................................... 41<br />

Lisad.................................................................................................................................. 42<br />

Lisa 1............................................................................................................................. 42<br />

2


Lisa 2............................................................................................................................. 43


Lühendid<br />

APHA - American Public Health Association<br />

BHT – bioloogil<strong>in</strong>e hapnikutarve<br />

CFU – kolooniat moodustav ühik, <strong>in</strong>gl. k. colony form<strong>in</strong>g unit<br />

EDTA - etüleendiami<strong>in</strong>tetraatsetaat<br />

GuSCN - guanidi<strong>in</strong>ium tiotsüanaat<br />

HTC – heterotroofne plaadiloend, <strong>in</strong>gl. k heterotrophic <strong>plate</strong> <strong>count</strong><br />

KHT – keemil<strong>in</strong>e hapnikutarve<br />

LB – Luria-Bertani sööde<br />

MF - membraanfilter<br />

MPN - kõige tõenäolisem arv (<strong>in</strong>gl. k. most probable number)<br />

mQ – milli Q vesi<br />

PCA – plaadiloendusagar <strong>in</strong>gl. k. <strong>plate</strong> <strong>count</strong> agar<br />

PK – p<strong>in</strong>dkülv<br />

RDP – ribosomaalse <strong>and</strong>mebaasi projekt<br />

SK – süviskülv<br />

ZB – sööde ZoBell 2216E<br />

YEA - pärmiekstrakti agar, <strong>in</strong>gl. k. yeast extract agar<br />

4


Sissejuhatus<br />

Bakterite olemaolu avastas Antonie Philips van Leeuwenhoeki juba rohkem kui kolm<br />

saj<strong>and</strong>it tagasi. Kulus kaks saj<strong>and</strong>it, ennem kui õpiti kasvatama baktereid puhaskultuuris<br />

(Koch) ja selgitati paljude haiguste põhjustajad.<br />

Esmalt keskenduti täiesti arusaadavatel põhjustel põhiliselt patogeensete bakterite<br />

uurimisele ja koos sellega kogunesid olulised teadmised prokarüootsete organismide<br />

füsioloogia ja geenetika kohta.<br />

20 saj<strong>and</strong>i lõpus koos kultiveerimisest-sõltumatute meetodite kasutuselevõtmisega<br />

avastati „üleöö“ kümneid uusi kultiveerimata bakterite hõimkondi n<strong>in</strong>g selgus, et seni<br />

teadaolnud liigid moodustavad looduslikes mikroobikooslustes alla 1 % suuruse osa<br />

(Curtis ja Sloan, 2004).<br />

Uute bakteriliikide isoleerim<strong>in</strong>e on olul<strong>in</strong>e samm õppimaks tundma nende liikide<br />

füsioloogiat, biogeokeemilist rolli ja rolli er<strong>in</strong>evates ökosüsteemides. Arvatakse, et<br />

ookenides peituv mitmekesis on väärt umbes umbes kümnete miljardite dollarite<br />

väärtuses uusi ravimeid, kosmeetikatooteid, ensüüme jne.<br />

Käesolevas töö üheks eesmärgiks sai isoleerida kahest eutroofse kasvukeskkonnast<br />

(Võrtsjärv ja Tartu reovesi) baktereid isoleerida ja identifitseerida n<strong>in</strong>g nende <strong>and</strong>mete<br />

järgi h<strong>in</strong>nata antud kasvukeskkondi ja kultiveerimiseks kasutatud meetodeid.<br />

Tahaks<strong>in</strong> tänada oma juhendajat n<strong>in</strong>g oma geneetilisi ja vaimseid eelkäijaid.<br />

JA kõiki kergeid ja raskeid erguteid, mis on selle töö v6imalikuks te<strong>in</strong>ud. Jep, ma kirjutan<br />

selle siia.<br />

5


Kirj<strong>and</strong>use ülevaade<br />

Mikrobioloogia pudelikael: bakterite kultiveeritavus<br />

Juba 20 saj<strong>and</strong>i alguses paljud mikrobioloogid (Z. R. Radsimovsky, V. S. Radsimovsky,<br />

C. E. ZoBell jt.) märkasid, et otsesel bakterplanktoni arvukuse määramisel<br />

(mikroskoobiga otsesel loendamisel) saadakse bakterite arvukused, mis on kuni neli<br />

suurusjärku suuremad, kui kaudsete meetoditega nagu MPN (kõige tõenäolisema arvu,<br />

<strong>in</strong>gl. k. most probable number) või plaadimeetodiga saadud loendid (Jannasch ja Jones,<br />

1959). Alguses oletati, et tegemist on organofoobsete autotroofidega (Radsimovsky) või<br />

“surnud” rakkudega (Radsimovsky), kuid biokeemilised analüüsid neid väiteid ei<br />

toetanud (Reasoner, 1990).<br />

Saj<strong>and</strong>i viimasel poolel oli probleem ikka veel lahendamata. Staley ja Konopka (1985)<br />

nimetasid selle nähtuse “suureks plaadiloenduse anomaaliaks” (<strong>in</strong>gl. k. great <strong>plate</strong> <strong>count</strong><br />

anomaly). See probleem hakkas vaikselt lahenema, kui C. R. Woese ja G. E. Fox (1977)<br />

pakkusid välja 16S rRNA geeni kui tööriista organismide fülogeneesi uurimiseks ja N. R<br />

Pace kolleegidega (1986 ja 1997) otsustasid kasutada polümeraasi ahelrakstiooni (PCR)<br />

selle geeni amplifitseerimiseks otse keskkonnas olevast DNA-st.<br />

Uus kultiveerimisest sõltumatu molekulaarbioloogil<strong>in</strong>e lähenemisviis pani alguse<br />

“metagenoomika” ajajärgule mikroobimaailma uurimisel. Kui 1987. aastal jaotati<br />

kirjeldatud bakterid 12-sse fülogeneetilisse li<strong>in</strong>i, siis aastal 2003 juba 52-sse, neist 26-s ei<br />

ole ühtegi kultiveeritud es<strong>in</strong>dajat (Rappé ja Giovannoni, 2003). Joonisel 1 on toodud<br />

ülevaatlik graafik uute bakterite ja arhede hõimkondade avastamisest.<br />

Avastati, et seni kultiveerimata organismid olid er<strong>in</strong>evates ökosüsteemides palju<br />

arvukamad kui laborit<strong>in</strong>gimustes kultiveeritavad liigid. Näiteks SAR11 fülogeneetilise<br />

klaadi es<strong>in</strong>dajad moodustavad rRNA järjestuste alusel 26% maailmamere<br />

bakterplanktonist. Hoolimata selle fülogeneetilise grupi laiast levikust ja suurest<br />

arvukusest, isoleeriti esimene es<strong>in</strong>daja puhaskultuuri alles 2002 aastal (Rappe et al,<br />

2002).<br />

6


1. Joonis 1. Molekulaarsed meetodid on viimase paarikümne aasta jooksul oluliselt<br />

par<strong>and</strong>anud mikroobikoosluste liigilise mitmekesisuse h<strong>in</strong>damist (Ala<strong>in</strong> ja Querellou<br />

2009).<br />

Kultiveerim<strong>in</strong>e metagenoomika ajastul<br />

1991. kuni 1997. aastatel 65% mikrobioloogiateemalistest publikatsioonidest olid<br />

pühendatud 8 perekonna uurimisele: Escherichia (18%), Helicobacter (8%),<br />

Pseudomonas (7%), Bacillus (7%), Streptococcus (6%), Mycobacterium (6%),<br />

Staphylococcus (6%) ja Salmonella (5%). Need 8 perekonda es<strong>in</strong>davad a<strong>in</strong>ult kolme<br />

hõimkonda (Galvez et al, 1998). Samas a<strong>in</strong>ult väikest osa mikroobidest (olenevalt<br />

keskkonnast


umbrohtude” suunas. Näiteks Kuigi kultiveerimisest sõltumatu bakterite 16S rRNA geeni<br />

fülogeneesi uurim<strong>in</strong>e on vi<strong>in</strong>ud teadlasi bakterite uurimisel oluliselt edasi, jätab see palju<br />

küsimusi nende organismide kohta vastamata, nagu näiteks mill<strong>in</strong>e biokeemil<strong>in</strong>e<br />

aktiivsus kasvukeskkonnas või millised <strong>in</strong>novatiivsed muutused nende rakkude<br />

funktsioonis on mõjutanud nende evolutsiooni (Rappé ja Giovannoni, 2003).<br />

Sekveneerimisjõudluse kasvades on käima lä<strong>in</strong>ud suured projektid metagenoomilise<br />

<strong>in</strong>formatsiooni kogumiseks, neist üks tähtsamaid on J. Craig Venteri juhitav Sorcerer II<br />

ekspeditsioon. Kogutud on juba üle 7,7 miljoni järjestuse, mille analüüsimisel on<br />

k<strong>in</strong>dlaks tehtud umbes 4000 valku kodeerivate geenide klastrit, kuid millest 1700-l<br />

puudub homoloogia teadaolevate geenidega.<br />

Joonis 2. Er<strong>in</strong>evad uurimismeetodid mikrobioloogias moodustavad <strong>in</strong>tegreeritud<br />

süsteemi, milles nad te<strong>in</strong>eteist toetavad (Giovannoni ja St<strong>in</strong>gl, 2007).<br />

Praeguseks on olemas juba kogu genoomi järjestused, mis on kokku p<strong>and</strong>ud a<strong>in</strong>ult<br />

metagenoomiliseste <strong>and</strong>mete põhjal (Glöckner et al, 2003). Sell<strong>in</strong>e lähenem<strong>in</strong>e on<br />

võimalik väikese liigilise mitmekesisusega proovide puhul ja kõige usaldusväärsem viis<br />

on siiski terve genoomi sekveneerimiseks lähtuda DNA-st, mis on ekstraheeritud<br />

bakterite puhaskultuurist (Giovannoni ja St<strong>in</strong>gl, 2007).<br />

Metagenoomilise <strong>in</strong>formatsiooni abil metaboolsete võrgustike modelleerimist on hakatud<br />

kasutama, et komponeerida söötmeid vastavate mikroobide kultiveerimiseks (Renesto et<br />

8


al, 2003). Samas, metagenoomiliste järjestuste analüüsimiseks võrreldakse neid<br />

kultiveeritud bakterite genoomidega. Eraldiseisvate meetodite kitsaskohtadest aitab üle<br />

saada <strong>in</strong>tegreeritud lähenem<strong>in</strong>e (joonis 2).<br />

Kuigi kultiveerimis-põhised meetodid on vanemad, tunduvalt aeganõudvamad ja<br />

vähemefektiivsed mikroobimaailma liigilise mitmekesisuse uurimiseks, siis bakterite<br />

füsioloogia uurimiseks on need siiski möödapääsmatud.<br />

Heterotroofne bakterplankton<br />

Arvuliselt bakterid dom<strong>in</strong>eerivad vesikeskkonda. Meie planeedil elab osadel h<strong>in</strong>nangutel<br />

umbes 4 – 6 x 10 30 prokarüootset organismi, neist 1,2 x 10 29 avaookeanis n<strong>in</strong>g 2,312 x<br />

10 26 jõgedes ja järvedes (Whitman et al, 1998). Maailmamere liigiliseks mitmekesisuseks<br />

on h<strong>in</strong>natud kuni 2 x 10 6 er<strong>in</strong>evat prokarüoodi liiki (Curtis ja Sloan, 2004).<br />

Bakterplankton (joonis 3) on planktoni ehk hõljumi osa, mis koosneb hetero-, auto-, ja<br />

miksotroofsetest bakteritest. Suurem osa heterotroofsetest bakteritest on<br />

kemoheterotroofsed, nad kasutavad energia saamiseks keemilisi ühendeid ja<br />

süs<strong>in</strong>ukuallikana teiste organismide poolt toodetud orgaanilisi a<strong>in</strong>eid, sellised mikroobid<br />

on universaalselt lev<strong>in</strong>ud: er<strong>in</strong>evates vesikeskkondades, toidus, mullas ja õhus.<br />

Heterotroofsed bakterid mängivad globaalses a<strong>in</strong>er<strong>in</strong>gluses tähtsat rolli omastades<br />

lahustunud orgaanilist a<strong>in</strong>et ja seda tagasi toiduahelasse lülitades. Sellesse gruppi<br />

kuuluvad ka kõik primaarsed ja oportunistlikud patogeenid nagu näiteks kolibakterid<br />

(Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Serratia) ja Pseudomonas<br />

aerug<strong>in</strong>osa (Bitton, 2005).<br />

Kuna ookeanid on madala toita<strong>in</strong>etesisaldusega, siis heterotroofset bakterplanktonit<br />

dom<strong>in</strong>eerivad aeglase kasvuga oligotroofsed bakterid. Paljud neist on obligatoorsed<br />

oligotroofid, ehk a<strong>in</strong>ult toita<strong>in</strong>evaeses keskkonnas kasvada suutvad bakterid. Need<br />

mikroobid ei moodusta traditsioonilistel toita<strong>in</strong>erikastel agarsöötmetel kolooniaid (Rappe<br />

et al, 2002).<br />

9


Joonis 3. Planktonisse kuuluvate lev<strong>in</strong>umate arhede ja bakterite fülogeneetilised klastrid.<br />

(Giovannoni ja St<strong>in</strong>gl, 2005).<br />

Heterotroofne plaadiloend<br />

Saksa teadlast H. H. R. Kochi (1843 – 1910) loetakse üheks kaasaegse mikrobioloogia<br />

rajajaks. Ta isoleeris esimese bakteri puhaskultuuri (Bacillus anthracis) n<strong>in</strong>g tõestas selle<br />

abil, et siberi katku (nagu ka paljusid teisi nakkushaigusi) põhjustavad mikroorganismid.<br />

Lisaks avaldas ta 1883. aastal artikli (“About Detection Methods for Microorganisms <strong>in</strong><br />

Water”, eesti k. “Vee mikroorganismide detekteerimise meetoditest“), kus ta tutvustas<br />

esmakordselt meetodeid, millega läbi viia vee mikrobioloogilist seiret ja h<strong>in</strong>nata vee<br />

puhastusprotsesse (WHO, 2003).<br />

20. saj<strong>and</strong>i jooksul võeti kasutusele palju er<strong>in</strong>evaid “st<strong>and</strong>ardseid” plaadimeetodeid<br />

veeproovide mikrobioloogiliseks analüüsimiseks. Üheks oluliseks selleteemaliseks<br />

10


välja<strong>and</strong>eks oli “St<strong>and</strong>ard Methods for the Exam<strong>in</strong>ation of Water <strong>and</strong> Waste<strong>water</strong> “(eesti<br />

k. “St<strong>and</strong>ardsed meetodid vee ja reovee uurimiseks”) 1. väljaanne, mis ilmus 1905 aastal<br />

(APHA et al,1985).<br />

1985. aastal võeti kasutusele uus term<strong>in</strong> “heterotrophic <strong>plate</strong> <strong>count</strong>” (HPC, eesti k.<br />

heterotroofne plaadiloend), mis ühendab endas aastate jooksul veemikrobiloogide<br />

kasutusele võetud agarsöötme-põhiseid meetodeid, mis er<strong>in</strong>evad omavahel söötmete<br />

koostise, <strong>in</strong>okuleerimise tehnika, <strong>in</strong>kubeerimise t<strong>in</strong>gimuste (temperatuur, aereeritus) ja<br />

<strong>in</strong>kubeerimise ajalise kestvuse poolest (APHA et al,1985).<br />

Kõik HPC meetodid põh<strong>in</strong>evad eeldusel, et igast tardsöötmele sattunud elusrakust areneb<br />

üks koloonia. See eeldus ei ole alati tagatud, sest bakterid võivad olla agregeerunud või<br />

sattuda juhuslikult lähestikku ja koos moodustada ühe koloonia. Sellepärast väljendatakse<br />

arvukuse tulemused kolooniaid moodustavate ühikutena (CFU, <strong>in</strong>gl. k. colony form<strong>in</strong>g<br />

unit) ml kohta. Loendamiseks kõige sobivam CFU-de arvukus Petri tassil jääb vahemikku<br />

30 kuni 300, selle saavutamiseks tuleb teha vajadusel proovidest lahjendused.<br />

HPC-i bakterid on see osa mikroobikooslustest, mis on nende meetoditega<br />

kultiveeritavad. Samas puudub üks universaalne meetod (t<strong>in</strong>gimuste komb<strong>in</strong>atsioon),<br />

millega oleks võimalik kultiveerida korraga kõiki HPC baktereid (Reasoner, 1990).<br />

St<strong>and</strong>ardsed külvitehnikad<br />

Süviskülvi (SK) puhul pipeteeritakse väike kogus <strong>in</strong>okulumi (tavaliselt kuni 1 ml) tühja<br />

Petri tassi põhja, seejärel valatakse sellele soe (44 – 46 ˚C) agarsööde peale (joonis 4) ja<br />

segatakse ettevaatlikult (APHA et al, 1985; Bitton, 2005). SK-le on iseloomulikud<br />

väikesed ja kergesti eristatavad kolooniad, mis ei kasva nii kiiresti kokku kui p<strong>in</strong>dkülvi<br />

(PK) meetodiga. Samas paiknevad kolooniad kogu söötme maatriksis laiali, ka üksteise<br />

kohal, mis raskendab loendamist ja üksikkolooniate isoleerimist söötmelt. Teiseks<br />

mi<strong>in</strong>useks on loetud kuumašokki sooja agari pealevalamisel, mis võib baktereid<br />

<strong>in</strong>aktiveerida. Vähendatud on obligatoorsete aeroobide kolooniate loend, sest tassi põhjas<br />

on nende kasv <strong>in</strong>hibeeritud (Heritage et al 1998).<br />

PK tehnika puhul pipeteeritakse <strong>in</strong>okulum (tavaliselt kuni 0,5 ml) agarsöötme p<strong>in</strong>nale ja<br />

hõõrutakse steriilse spaatliga söötme p<strong>in</strong>nakihti. Seal on kolooniate morfoloogia selgesti<br />

11


eristatav ja neid on kerge puhaskultuuri isoleerida. Mi<strong>in</strong>useks on asjaolu, et <strong>in</strong>okulum<br />

peab söötmesse imenduma ja see piirab oluliselt selle mahtu (APHA et al, 1985).<br />

Mitmetes HPC katsetes on PK <strong>and</strong>nud keskmiselt rohkem kolooniaid kui SK (Reasoner<br />

ja Geldreich, 1985; Gibbs ja Hayes 1988; Massa et al, 1998)<br />

Membraanfiltri (MF) külvitehnika puhul imetakse proov (joogivee puhul tavaliselt 100<br />

ml) vaakumpumbaga läbi filtri, kuhu bakterirakud k<strong>in</strong>ni jäävad, mis seejärel asetatakse<br />

agarsöötmele. See külvitehnika sobib madala bakterite arvukusega proovide külvamiseks<br />

(WHO, 2003).<br />

Joonis 4. Kolm st<strong>and</strong>ardset agarsöötme <strong>in</strong>okuleerimise tehnikat. A. P<strong>in</strong>dkülv. B.<br />

Süviskülv. C. Membraanfiltrikülv.<br />

Ülevaade töös kasutatavatest söötmetest: LB, R2A, ZB<br />

Kasutusele on võetud tuh<strong>and</strong>eid er<strong>in</strong>evaid söötmeid (Atlas, 2005), mis varieeruvad<br />

omavahel olekufaasi, koostise ja kasutusotstarbe poolest. Olekufaas on määratud<br />

geelistava ühendi olemasolu ja kontsentratsiooni poolest.<br />

LB (Luria-Bertani, koostis tabelis 2) on toita<strong>in</strong>erikas sööde, mida kasutatakse tavaliselt<br />

mudelorganismi Escherichia coli kasvatamiseks ja seetõttu on väga laialdaselt kasutusel<br />

laborit<strong>in</strong>gimustes. 2009. aastal Oh ja kolleegid isoleerisid antibiootikumidele resistentseid<br />

baktereid kasutades LB ja R2A söötmeid. LB söötmest tehti ka 10, 10 2 , 10 3 ja 10 4<br />

kordsed lahjendused, et par<strong>and</strong>ada oligotroofide detekteerimist. Keskmiselt saadi suurim<br />

12


akteriarvukus R2A söötmel. Joogivee ja jõevee proovide puhul <strong>and</strong>sid LB lahjendused<br />

suuremad arvukused, kui orig<strong>in</strong>aalkoostis. Sigade väljaheidetest võetud proovide puhul<br />

oli parem lahjendamata LB.<br />

R2A ja R3A söötmed võeti kasutusele aastal 1985 alternatiiv<strong>in</strong>a PCA (<strong>plate</strong> <strong>count</strong> agar,<br />

eesti k. plaadilt loendamise agar) söötmele, et par<strong>and</strong>ada oligotroofsete bakterite<br />

kultiveeritavust. R3A sisaldab samu komponente kaks korda rohkem kui R2A (v. a.<br />

agar), mis on välja toodud tabelis 2. PCA, R2A ja R3A söötmeid võrreldi kasutades<br />

er<strong>in</strong>evaid külvitehnikaid (PK, SK ja MF). Kõige kõrgemad CFU arvukused saadi R2A<br />

söötmelt PK tehnikaga. Kõige vähem kolooniaid kasvas er<strong>in</strong>evate külvidega PCA<br />

söötmel. Võrreldi ka er<strong>in</strong>evaid kasvutemperatuure: 20, 28 ja 35 ˚C. Tunduvalt paremaks<br />

osutusid madalamad temperatuurid, 20 ˚C juures kasvatades saadi umbes 10 korda<br />

rohkem CFU-d kui 35 ˚C juures (Reasoner ja Geldreich, 1985).<br />

Gibbs ja Hayes (1988) võrdlesid R2A söödet YEA (pärmiekstrakti agar, <strong>in</strong>gl. k. yeast<br />

extract agar) söötmega, mida kasutati Inglismaal st<strong>and</strong>ardmeetod<strong>in</strong>a (süviskülv, 20 – 22<br />

˚C, 3 päeva) joogivee bakterite arvukuse määramiseks. Mõlemad söötmed <strong>in</strong>okuleeriti<br />

SK ja PK külvimeetoditega. Kolooniate arvukused loendati 3 ja 7 päeva pärast külvi.<br />

R2A söötmel kasvas keskmiselt 4 korda rohkem kolooniaid 3-ndal päeval ja 8 korda<br />

enam kolooniaid 7-ndal päeval võrreldes YEA söötmega.<br />

Massa ja kolleegid (1998) kultiveerisid m<strong>in</strong>eraalvee proove R2A ja PCA söötmetel<br />

kasutades PK ja SK külvitehnikat. Nagu ka Reasoner ja Geldrich (1985), said nad<br />

suuremad kolooniate arvukused R2A söötmel. Suurema liigilise mitmekesisusega<br />

Pseudomonas, Comamonas ja Ac<strong>in</strong>etobacter perekondade es<strong>in</strong>dajaid isoleeriti nii PCA<br />

kui ka R2A söötmetelt. Flavobacterium ja Arthrobacter perekondade es<strong>in</strong>dajaid isoleeriti<br />

vaid R2A söötmelt. CFU-de arvukuselt <strong>and</strong>is parima tulemuse R2A sööde süviskülvi<br />

tehnikaga, mis oli 3,43 korda parem kui st<strong>and</strong>ardne meetod (Mass et al, 1998).<br />

ZoBell 2216E sööde (ZB, Oppenheimer ja ZoBell, 1952; koostis tabelis 2) on<br />

edasiarendus ZB 2216 söötmest (ZoBell, 1941), millele on täiendavalt lisatud 1 g<br />

pärmiekstrakti. ZB on põhil<strong>in</strong>e meremikrobioloogias kasutatav sööde. Katsed ZB<br />

koostisa<strong>in</strong>ete kontsentratsioonide muutmisega ei <strong>and</strong>nud oluliselt paremaid tulemusi<br />

(Park et al, 2002).<br />

13


Inkubeerimise t<strong>in</strong>gimused ja kestus.<br />

Kuigi paljud söötmed pole otseselt def<strong>in</strong>eeritud kui selektiivsöötmed, on nad igal juhul<br />

selekteerivad vastavalt koostisele n<strong>in</strong>g t<strong>in</strong>gimustele, mille juures neid <strong>in</strong>kubeeritakse.<br />

Kõrgemal temperatuuril (35 – 37 ˚C) ja lühiajal<strong>in</strong>e (34- 48 tundi) <strong>in</strong>kubeerim<strong>in</strong>e sobib<br />

<strong>in</strong>imestelt ja loomadelt võetud proovide jaoks. Madalamatel temperatuuridel (20 – 28 ˚C)<br />

ja pikaajalisem <strong>in</strong>kubeerim<strong>in</strong>e (5 – 7 päeva) sobib looduslikest veeproovidest võetud<br />

proovidele (Reasoner, 1990).<br />

Pseudomonas spp.<br />

Pseudomonaadid on looduses väga laialdaselt lev<strong>in</strong>ud heterotroofsete<br />

gammaproteobakterite selts, kuhu kuulub perekond Pseudomonas, mis kirjeldati esimest<br />

korda juba 19. saj<strong>and</strong>i lõpus (Migula, 1894). Nimi Pseudomonas tuleneb kreeka<br />

keelsetest sõnadest “ψευδο” ja “µονος”, mis tähendavad vastavalt “vale” ja “ühik”. Selle<br />

perekonna es<strong>in</strong>dajad on Gram-negatiivsed kepikujulised polaarse viburiga bakterid.<br />

Perekonda Pseudomonas kuulub mitmekülgne rühm laialtlev<strong>in</strong>ud γ-proteobaktereid, mis<br />

asustavad mulda, veekogusid, taimi ja loomi n<strong>in</strong>g on tuntud oma metaboolse n<strong>in</strong>g<br />

geneetilise mitmekülgsuse poolest (Clarke ja Richmond, 1975, Clarke, 1982). Nad<br />

kasvavad kiiresti n<strong>in</strong>g on võimelised metaboliseerima väga laia spektrit toita<strong>in</strong>eid, sh.<br />

toksilisi orgaanilisi ühendeid nagu näiteks alifaatsed ja aromaatsed süsives<strong>in</strong>ikke<br />

(Re<strong>in</strong>eke, 1998; Timmis <strong>and</strong> Pieper, 1999).<br />

Pseudomonas perekonna liigid ja tüved on tihti tolerantsed või resistentsed<br />

antibiootikumidele, des<strong>in</strong>fektsioonivahenditele, detergentidele, raskemetallidele n<strong>in</strong>g<br />

orgaanilistele lahustitele. Sellest tulenevalt ka selle töö huvi Pseudomonase vastu<br />

Süs<strong>in</strong>ikuallikate metabolism ja resistentsus kahjulikele ühenditele on tihtilugu plasmiidi<br />

või transposooni peal kodeeritud tunnused, kusjuures tavaliselt sisaldavad Pseudomonas<br />

perekonna es<strong>in</strong>dajad mitut konjugatiivset või edasik<strong>and</strong>uvat plasmiidi ja transposooni.<br />

Mõned liigid toodavad a<strong>in</strong>eid, mis stimuleerivad taimede kasvu või <strong>in</strong>hibeerivad<br />

taimekahjureid. Teised on taimede või loomade oportunistlikud patogeenid (Ramos<br />

et al., 1987; Gilbert et al ., 2003).<br />

14


Praktil<strong>in</strong>e osa<br />

Materjal ja metoodika<br />

Lühiülevaade Võrtsjärvest<br />

P<strong>in</strong>dalaga 270 km 2 on Võrtsjärv Eestis suuruselt te<strong>in</strong>e järv. Võrtsjärv asub Lõuna-Eestis<br />

n<strong>in</strong>g moodustab koos Emajõe ja Peipsi järvega hüdroloogiliselt ühtse süsteemi.<br />

Võrtsjärve alamvesikonna moodustab Võrtsjärve valgala koos järvega. Võrtsjärve<br />

maksimaalne sügavus on 6 m, keskm<strong>in</strong>e sügavus 2,8 m. Järve maht on umbes 0,8 km 3 ,<br />

pikkus on 34,8 km ja laius põhjaosas 14,8 km, kaldajoone pikkus on 96 km (Järvet,<br />

2003).<br />

Võrtsjärv on tugevalt eutroofne järv. Üldlämmastiku (üld-N) keskm<strong>in</strong>e kontsentratsioon<br />

on umbes 2 mg/l ja üldfosfori (üld-P) 50 µg/l. Vesi on vähese läbipaistvusega; vee<br />

läbipaistvus jäävabal ajal on kuni 1 meetrit (Kis<strong>and</strong> ja Nõges, 2004). Rakkude otsesel<br />

loendamisel on saadud bakterplanktoni arvukuseks 1 - 6 x 10 6 rakku ml kohta (Kis<strong>and</strong> ja<br />

Nõges, 1998).<br />

Võrtsjärve valgala on Eesti keskmisest madalama rahvastiku tihedusega (21 <strong>in</strong>imest km 2<br />

kohta). 2000. aasta <strong>and</strong>metel elab seal 80 000 <strong>in</strong>imest, neist 10 000 Läti Vabariigi<br />

territooriumil. Kuigi Vilj<strong>and</strong>i jääb a<strong>in</strong>ult osaliselt valgala territooriumile, aga kuna kogu<br />

l<strong>in</strong>na reovesi puhastatakse Võrtsjärve alamvesikonna territooriumil ja heitvesi juhitakse<br />

Tänassilma jõkke, siis arvestatakse Vilj<strong>and</strong>i elanikkond t<strong>in</strong>glikult Võrtsjärve<br />

alamvesikonda kuuluvaks (Keskkonnam<strong>in</strong>isteerium, 2008). Põllumaj<strong>and</strong>usmaad on<br />

Võrtsjärve alamvesikonnas 1130 km 2 (36,5%) (Järvet, 2003). Üle 1000 loomühikuga<br />

loomakasvatushooneid on Võrtsjärve alamvesikonnas 4. Kokku on loomakasvatusest<br />

tulenev koormus umbes 28 000 loomühikut (Keskkonnam<strong>in</strong>isteerium, 2008). Võrtsjärve<br />

keskkonnale avaldab mõju ka 15 000 loomühikuga Viiratsi Seakomb<strong>in</strong>aat, mis paikneb<br />

küll Pärnu alamvesikonnas, kuid millest pär<strong>in</strong>evat sõnnikut laotatakse ka Võrtsjärve<br />

alamvesikonnas (Keskkonnam<strong>in</strong>isteerium, 2008).<br />

15


Lühiülevaade Suur-Emajõest<br />

Suur-Emajõgi on 101 km pikk ja omab 9 740 km 2 suurust valgala. Keskm<strong>in</strong>e äravool on<br />

70 m 3 /s. Jõe lähe asub Võrtsjärve kirdenurgas 33,0 m kõrgusel merep<strong>in</strong>nast. Jõe suue<br />

asub Peipsi järve edelanurgas 29,3 m kõrgusel merep<strong>in</strong>nast. See teeb jõe languks a<strong>in</strong>ult 4<br />

cm/km (Keskkonnam<strong>in</strong>isteerium, 2002).<br />

Lühiülevaade Tartu reoveepuhastusseadmest<br />

Reovesi suunatakse puhastusseadmesse kahe kollektori kaudu. Neist ühes on vesi<br />

Tammel<strong>in</strong>na ja Tähe tänava piirkonnast ( ca 25%) ja teises ülejäänud Tartu l<strong>in</strong>nast (75%).<br />

Puhastusseade kuulub Tartu Veevärk AS-le, heitvesi juhitakse sellest Emajõkke.<br />

Reovee mehhaanil<strong>in</strong>e puhastus toimub võrede, liivapüüniste ja eelsetitite abil. Võrepraht<br />

viiakse prügimäele, liivapüünistes eraldunud liiva kasutatakse puhasti territooriumil<br />

täitematerjal<strong>in</strong>a. Eelsetiteid on kaks, orgaanika vähesuse tõttu juhitakse enamus veest<br />

(80%) otse biopuhastuse. Ülejäänud reovesi läbib enne veel ka mehhaanilise osa<br />

kolm<strong>and</strong>a etapi ehk eelsetid. Eelsetititest väljuv vesi juhitakse biopuhastusse, sete<br />

mudatihendajasse. (AS Tartu Veevärk)<br />

Esimeseks biopuhastuse astmeks on anaeroobsed kambrid. Need on vajalikud reovees<br />

leiduva fosfori bioloogiliseks eraldamiseks. Järgmiseks astmeks on anoksilised kambrid,<br />

kuhu juhitakse lisaks puhastatavale veele ka aerotankide lõpust nitraadirikast vee ja<br />

aktiivmuda segu. Bakterid ta<strong>and</strong>avad nitraadid gaasiliseks lämmastikuks ja tarbivad ära<br />

nitraadis oleva hapniku. Lämmastik lendub protsessist. Kui orgaanikat on reovees liiga<br />

vähe, siis protsessi tõhususe suurendamiseks doseeritakse vette metanooli. Edasi tulevad<br />

aerotankid, kus toimub lõplik bioloogil<strong>in</strong>e puhastus. Need on varustatud<br />

peenmullaeraatoritega, mille aeratsiooni <strong>in</strong>tensiivsust reguleeritakse automaatika abil nii,<br />

et lahustunud hapniku kontsentratsioon püsiks 1,0-1,5 mg/l piires. (AS Tartu Veevärk)<br />

Fosfori täiendavaks ärastamiseks on võimalik vette lisada raud(III)sulfaati, kuid<br />

bioloogilise fosforiärastuse kõrge efektiivsuse tõttu reegl<strong>in</strong>a seda ei tehta. Aktiivmuda<br />

eraldatakse veest järelsetitites. Osa sellest tagastatakse biopuhastuse algusetappi<br />

(anaeroobsesse kambrisse), te<strong>in</strong>e osa eelsetititesse ja ülejäänu suunatakse<br />

mudatihendajasse. Peale tihendamist muda pressitakse l<strong>in</strong>tfilterpressiga, kasutades<br />

16


orgaanilist flokulanti. Pressitud muda viiakse kompostimise väljakutele, kus ta segatakse<br />

puukoorega ja kääritatakse aeroobselt kompostiks. (AS Tartu Veevärk)<br />

Peale puhasti rekonstrueerimist 2003. aastal oli Tartu puhastusseadme hüdrauliliseks<br />

jõudluseks kuni 25000 m 3 /d. 2009. aasta rekonstrueerimise järel on võimalik lühiajaliselt<br />

töötada kuni 75000 m3/d jõudlusega. Veeloa alusel võib puhastist jõkke juhtida heitvett<br />

mille reoa<strong>in</strong>ete maksimaalne sisaldus võib olla järgm<strong>in</strong>e: hõljuva<strong>in</strong>ed 15 mg/l, BHT 7<br />

(bioloogil<strong>in</strong>e hapnikutarve) 15 mg/l, KHT (keemil<strong>in</strong>e hapnikutarve) 125 mg/l, N-üld 10<br />

mg/l, P-üld 1,0 mg/l.<br />

Tegeliku koormuse vastavust jõudlusele ja väljavoolava heitvee vastavust veeloa nõuetele<br />

jälgib AS Tartu Veevärk omaseire käigus. Vooluhulka mõõdetakse puhasti sissevoolus<br />

pidevalt. Vee proovide võtmiseks on puhasti sisse- ja väljavoolus statsionaarsed<br />

proovivõtjad. Üldnäitajaid ja naftaprodukte analüüsitakse vähemalt 1 kord nädalas,<br />

raskemetalle 1 kord kvartalis.<br />

Proovide võtm<strong>in</strong>e<br />

Veeproovid Võrtsjärvest ja Suurest-Emajõest koguti st<strong>and</strong>ardse batomeetri abil umbes 1<br />

meetri sügavuselt. Proovid Tartu reoveepuhastist võeti sisse- ja väljavoolust<br />

statsionaarsete proovivõtjate abil, mis määratud <strong>in</strong>tervalliga k<strong>in</strong>dla koguse proovi<br />

koguvad. Käesoleva töö jaoks koguti proovi <strong>in</strong>tegreeritult 24 tundi jooksul et ühtlustada<br />

reovee koguste n<strong>in</strong>g allikate ööpäevast varieeruvust. Vesi koguti steriilsetesse nõudesse ja<br />

transporditi tunni aja jooksul laborisse ja hoiti +4 ˚C juures kuni edasiste protseduurideni<br />

(kuni 4 tundi).<br />

17


Joonis 5. Proovide võtmise kohad: Võrtsjärvest Tondisaare lähedusest (A) ja Suur-<br />

Emajõest Käravere sillalt (B), ja Suur-Emajõest Ihastest (C) umbes 120 m allavoolu<br />

kohast, kus Tartu reovesi jõkke voolab.<br />

Bakterite kultiveerim<strong>in</strong>e ja isoleerim<strong>in</strong>e puhaskultuuri<br />

Käesoleva töö käigus kasutati heterotroofseks plaadiloenduseks kolme söödet: LB, 10%<br />

LB (kõikide komponentide v. a. agar kontsentratsioon 10 x väiksem), R2A ja ZB (viited<br />

ja koostis toodud tabelis 1). Ülevaade söötmete taustast on kirj<strong>and</strong>use ülevaates. Proovide<br />

E3, E4 ja T1 – T4 plaadiloendamise kasutati Pseudomonas sp. selekteeriva ühend<strong>in</strong>a<br />

tsetrimiidi (CTAB; N,N,N-trimetüül-1-heksadekaanami<strong>in</strong>iumbromiidi, Applichem;<br />

Brown ja Lowbury, 1965).<br />

Söötmed autoklaaviti (Sanyo Labo Autoclave MLS-3780) enne kasutamist 15 m<strong>in</strong>utit<br />

121 °C juures.<br />

2. Tabel 1. Eksperimentides kasutatud söötmed.<br />

Söötme nimi Koostis ja pH temperatuuril 25 ˚C Allikas<br />

18


(tootja)<br />

LB Agar, Lennox’i Trüptoon .................................. 10 g/l Lennox, 1955<br />

järgi<br />

(Difco)<br />

Pärmi ekstrakt ............................ 5 g/l<br />

NaCl ........................................... 5 g/l<br />

Agar .......................................... 15 g/l<br />

pH .........................................7,0 ± 0,2<br />

R2A<br />

Peptoon .................................... 0,5 g/l Reasoner ja Geldreich, 1985<br />

(Fluca)<br />

Pärmi ekstrakt .......................... 0,5 g/l<br />

Dekstroos ................................. 0,5 g/l<br />

Tärklis ...................................... 0,5 g/l<br />

Kasei<strong>in</strong>i hüdrolüsaat ................ 0,5 g/l<br />

K 2 PO 4 .......................................0,3 g/l<br />

Naatriumpüruvaat .................... 0,3 g/l<br />

MgSO 4 ................................. 0,024 g/l<br />

Agar .......................................... 15 g/l<br />

pH ........................................7,2 ± 0,2<br />

ZoBell 2216E* Peptoon (Bacto TM ) ....................... 5 g/l<br />

Pärmi ekstrakt (Amresco TM )......... 1 g/l<br />

Oppenheimer ja ZoBell<br />

(1952)<br />

Agar (Bacto TM ) .......................... 15 g/l<br />

pH**<br />

* - 1 liitri söötme valmistamiseks kasutatakse 800 ml GF/F (Whatman) filtreeritud<br />

proovivett ja 200 ml destilleeritud vett.<br />

** - Söötme pH väärtus sõltub proovist, mida kasutatakse valmistamiseks.<br />

Proovide söötmele k<strong>and</strong>miseks kasutati kahte meetodit: PK ja SK, detailsemalt<br />

kirjeldatud kirj<strong>and</strong>use ülevaates. Esimesel juhul kanti proov juba tardunud agarsöötmega<br />

Petri tassidele n<strong>in</strong>g hõõruti spaatliga sisse. Süviskülvi puhul lasti agarsöötmel jahtuda<br />

temperatuur<strong>in</strong>i 40 – 45 °C, seejärel kanti proov Petri tassi põhja ja valati jahutatud sööde<br />

proovile peale, samal ajal tassi ettevaatlikult loksutades, et toimuks ühtlane segunem<strong>in</strong>e.<br />

Inokuleerim<strong>in</strong>e toimus hiljemalt kuue tunni möödumisel proovi võtmisest. E4 (tabel 2)<br />

19


proovi kultiveerimisel kasutati tardsöötme saamiseks paralleelselt madalal temperatuuril<br />

(~ 17 ˚C) geelistuvat agaroosi (Low Melt S, Applichem).<br />

Võrtsjärvest võetud proovide külve (V1 – V9, vt. tabel 2) <strong>in</strong>kubeeriti temperatuuril 17 °C,<br />

ülejäänud juhtudel toatemperatuuril (20 – 22 °C). Kolooniad loendati kahe nädala<br />

möödudes ja arvutati proovide CFU arvukus ml kohta.<br />

Puhaskultuuri isoleerim<strong>in</strong>e<br />

Järgmise etap<strong>in</strong>a valiti tassidelt kolooniad, mida hakata puhaskultuuri isoleerima.<br />

Valitavate kolooniate arv varieerus er<strong>in</strong>evate proovide tasside vahel 1 – 4. Kolooniate<br />

valik toimus koloonia morfoloogia alusel, isoleeriti võimalikult er<strong>in</strong>evaid, aga eelistati<br />

kõige arvukamaid. Ümberkülv toimus samale söötmele uuele Petri tassile, mida<br />

<strong>in</strong>kubeeriti toatemperatuuril 20 - 22 °C kuni piisava rakumassi kasvamiseni. Seejärel tehti<br />

uus ümberkülv üksikkoloonia (puhaskultuuri) saamiseks.<br />

Puhaskultuurist tehti ümberkülv 3 ml vedelsöötmega (sama, millelt isoleeriti) katseklaasi<br />

ja kasvatati baktereid eksponentsiaalse faasi lõppjärku (kultuur muutus silmaga nähtavalt<br />

häguseks). Seejärel pipeteeriti 900 µl kultuuri suspensiooni kolme 1.5 ml tuubi<br />

(Eppendorf). Kahest tehti genoomse DNA eraldamiseks pelletid (tsentriuugiti 5 m<strong>in</strong>utit<br />

8000 g juures, et rakud tuubi põhja suruda, suspensioon eemaldati) ja ühele lisati 50%<br />

(v/v) filter-steriliseeritud glütserooli (lõppkontsentratsioon 15%) ja p<strong>and</strong>i külmutuskappi<br />

( - 85 °C) pikaajaliseks säilitamiseks.<br />

Genoomse DNA ekstraheerim<strong>in</strong>e<br />

Puhaskultuurist saadud bakterite pelletitest DNA eraldamiseks kasutati meetodit, mille<br />

puhul nuklei<strong>in</strong>happed seonduvad ränile kaotroopsete ühendite juuresolekul (GuSCN -<br />

guanidi<strong>in</strong>ium tiotsüanaat; Boom et al, 1990). Ekstraheerimise etapid olid järgmised:<br />

1. Bakterirakud suspendeeriti 50 µl mQ (milli Q)vees.<br />

2. Lisati 900 µl lüüsipuhvrit L6 (120 g GuSCN + 100 ml 0,1M Tris HCl pH 6,4 + 22<br />

ml 0,1M EDTA (etüleendiami<strong>in</strong>tetraatsetaat; pH 8,0 + 2,6 g Triton), segati.<br />

20


3. Lisati 20 µl räni suspensiooni (segati eelnevalt Vortexil), suspendeeriti,<br />

<strong>in</strong>kubeeriti toa-temperatuuril 5 m<strong>in</strong>utit. Lahust tsentrifuugiti 2300 g juures 10<br />

sekundit (Eppendorf Centrifuge 5415R)<br />

4. vedelik eemaldati.<br />

5. Lisati 1 ml pesupuhvrit L2 (5M GuSCN), suspendeeriti, tsentrifuugiti 2300 g<br />

juures 10 sekundit, vedelik eemaldati.<br />

6. Lisati 1 ml 50% etanooli, suspendeeriti, tsentrifuugiti 10 000 g juures 30 sekundit,<br />

vedelik eemaldati.<br />

7. Inkubeeriti lahtiselt 5 m<strong>in</strong>utit 37 °C juures.<br />

8. Lisati 50 L mQ vett, <strong>in</strong>kubeeriti 37 °C juures 5 m<strong>in</strong>utit.<br />

9. Tsentrifuugiti 16 000 g juures 1 m<strong>in</strong>ut.<br />

10. Saadud DNA lahus pipeteeriti uude puhtasse Eppendorfi 1,5 ml tuubi.<br />

Ekstraheerimise õnnestum<strong>in</strong>e tehti k<strong>in</strong>dlaks geelelektroforeesiga 1% agaroosgeelil 1X<br />

TAE puhvris (50 mM Tris-atsetaat, 1 mM EDTA, pH 8,2). Kasutati 4 µl DNA lahust, mis<br />

värviti 1 µl broomfenools<strong>in</strong>isega. Geelelektroforees toimus toatemperatuuril ja p<strong>in</strong>gel 90<br />

– 100 V (EPS 301, GE Healthcare). DNA säilitati külmutuskapis temperatuuril – 20 °C.<br />

Joonis 6. Kasutatud praimerite 16S rRNA geenile k<strong>in</strong>nitumise skeem konserveerunud<br />

aladega ja kasutatud paimerite k<strong>in</strong>nitumise positsioonid E. coli 16S rRNA geenis (Lane,<br />

1991).<br />

21


16S rRNA geeni amplifitseerim<strong>in</strong>e<br />

Isolaatidest ekstraheeritud DNA-ga viidi läbi PCR-i, selleks kasutati Bacteria domeeni<br />

16S rRNA geenile universaalseid praimereid: 27F (5' AGAGTTGATCATGGCTCAG 3';<br />

k<strong>in</strong>nitub positsioonidele 8 kuni 27 Escherichia coli 16S rRNA geenis) ja 1492R (5'<br />

TACGGYTACCTTGTTACGACTT 3'; k<strong>in</strong>nitub positsioonidele 1492 kuni 1507 E. coli<br />

16S rRNA geenis; Lane 1991). Joonisel 6 on esitatud bakterite rRNA väikse subühiku<br />

skeem ja praimerite k<strong>in</strong>nitumiskohad. Praimeri lõppkontsentratsioon PCR-i segus oli 10<br />

µM. PCR toimus järgmise programmi järgi:<br />

• 96 °C 5 m<strong>in</strong>;<br />

• 94 °C 1 m<strong>in</strong>, 47 °C 1 m<strong>in</strong>, 72 °C 2 m<strong>in</strong> (29X);<br />

• 72 °C 5 m<strong>in</strong>;<br />

• 4 °C ∞.<br />

PCR viidi läbi aparaadiga GenAmp PCR Syctem 2700 (Applied Biosystems) ja 25 µl<br />

reaktsioonisegude valmistamiseks kasutati PCR Master Mix 2X (Fermentas). Reaktsiooni<br />

õnnestumist<br />

PCRi segust puhastati DNA, milleks kasutati Quantum MSB® Sp<strong>in</strong> PCRapace kitti<br />

(Invitek) vastavalt tootja etteantud antud protokollile. Lahuse DNA sisaldus mõõdeti<br />

spetrofotomeetri abil (NanoDrop ND-1000). Sekveneerimisreaktsiooniks valmistati<br />

lahus, mis sisaldas 20-40 ng DNA-d, 1,6 pmol 27F praimerit (Lane, 1991).<br />

Sekveneerim<strong>in</strong>e viidi läbi Tartu Ülikooli Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituudi<br />

tuumiklabori sekvenaatoril ABI 3730XL DNA Analyzer (Applied Biosystems).<br />

Järjestused joondati ja korrastati kromatogrammi alusel programmiga Sequencher 4.9<br />

(Gene Codes Corporation kodulehekülg). Seejärel joondatud järjestused ekspoditi<br />

FASTA failiformaadis ja laaditi Ribosomal Database Project (RDP-II; <strong>in</strong>gl. k.<br />

ribosomaalse <strong>and</strong>mebaasi projekt) töökanalisse (Cole et al, 2009). RDP-II pakub kiiret ja<br />

usaldusväärset 16S RNA geenijärjestuse analüüsimise tarkvara (sekundaarstruktuure<br />

arvestav joondam<strong>in</strong>e) ja <strong>and</strong>mebaasi (rohkem kui 600 000 järjestust), mida uuendatakse<br />

ja kontrollitakse igakuiselt (Cole et al, 2009). Fülogeneetiliste puude koostamiseks<br />

kasutati programmi MEGA4 (Tamura et al 2007).<br />

22


3. Tabel 2. Proovide võtmise kuupäevad ja asukohad.<br />

Lühend Kuupäev Proovi võtmise koht Kasutatud söötmed<br />

V1 20.07.2007 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V2 08.08.2007 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V3 22.08.2007 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V4 26.09.2007 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V5 31.10.2007 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V6 14.01.2008 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V7 12.02.2008 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V8 05.03.2008 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

V9 14.06.2008 Võrtsjärv LB, R2A ja ZB<br />

E1 31.10.2009 Emajõgi R2A, R2A + CTAB, LB + CTAB,<br />

ZB + CTAB<br />

E2 12.11.2009 Emajõgi R2A, R2A + CTAB, LB + CTAB,<br />

ZB + CTAB<br />

T1 11.12.2009 Tartu reoveepuhasti LB, R2A ja ZB;<br />

LB + CTAB, R2A + CTAB, ZB + CTAB<br />

T2 20.01.2010 Tartu reoveepuhasti LB, R2A ja ZB;<br />

LB + CTAB, R2A + CTAB, ZB + CTAB<br />

T3 26.02.2010 Tartu reoveepuhasti LB, R2A ja ZB;<br />

LB + CTAB, R2A + CTAB, ZB + CTAB<br />

T4 30.03.2010 Tartu reoveepuhasti LB, R2A ja ZB;<br />

LB + CTAB, R2A + CTAB, ZB + CTAB<br />

23


Tulemused<br />

Võrtsjärv<br />

Proovid Võrtsjärvest võeti tabelis 2 toodud kuupäevadel. Kasutati kahte külvitehnikat<br />

(PK ja SK) komb<strong>in</strong>atsioonis kolme söötmega (tabel 2) ehk kuus er<strong>in</strong>evat komb<strong>in</strong>atsiooni,<br />

mis kõik külvati kolmes korduses. Külvid tehti lahjendamata järveveest (150 µl)<br />

Kolooniad loendati korduvalt kuni 10 päeva möödudes ja arvutati CFU ml -1 (toodud<br />

joonisel 7).<br />

16<br />

14<br />

CFU/ml X 1000<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

ZB PK<br />

ZB SK<br />

R2A PK<br />

R2A SK<br />

LB PK<br />

LB SK<br />

2<br />

0<br />

20.07.2007<br />

08.08.2007<br />

22.08.2007<br />

26.09.2007<br />

31.10.07<br />

14.01.08<br />

12.02.08<br />

05.03.08<br />

14.06.08<br />

Joonis 7. Üheksa Võrtsjärve proovi (kuupäev antud) keskmised CFU-d ml -1 saadud kolme<br />

er<strong>in</strong>eva söötme (LB, R2A ja ZB) ja kahe külvitehnikaga (PK - p<strong>in</strong>dkülv, SK - süviskülv).<br />

Kõik komb<strong>in</strong>atsioonid külvati kolmes korduses, st<strong>and</strong>ardhälve antud tulbal.<br />

Kõikidel söötmetel kasvas SK tehnikaga keskmiselt rohkem kolooniaid, kui PK tehnikaga<br />

<strong>in</strong>okuleeritud tassidel: 1,8 ± 1,2 (LB), 1,5 ± 0,98 puudu (R2A) ja 3,3 ± 1,5 (ZB) korda<br />

rohkem. Er<strong>in</strong>evaid komb<strong>in</strong>atsioonide võrreldi st<strong>and</strong>ardse R2A SK suhtes (joonis 8).<br />

24


Statistiliselt usaldusväärselt er<strong>in</strong>esid (p


Tabel 3. Süvis- ja p<strong>in</strong>dkülvi meetodite tulemuste korrelatsioon er<strong>in</strong>evatel söötmetel.<br />

Paaris T-test N r p<br />

ZB ZB PK ja ZB SK 9 ,921 ,000<br />

LB LB PK ja LB SK 9 ,797 ,010<br />

R2A R2 PK ja R2 SK 9 ,667 ,050<br />

Joonis 9. 75 isoleeritud tüve jaotusid 5 hõimkonna vahel (eraldatud paksema<br />

punase joonega). Peenema punase joonega on eraldatud α-, β- ja γ-<br />

Proteobacteria klassid. Liig<strong>in</strong>imed on alla joonitud vastavalt söötmele, millelt see<br />

isoleeriti: LB-lt (kollane), R2A-lt (s<strong>in</strong><strong>in</strong>e), ZB (rohel<strong>in</strong>e) ja mitmelt (hall). Puu<br />

26


vamistamiseks kasutati WWNJ (Weighbor weighted neighbor-jo<strong>in</strong><strong>in</strong>g)<br />

algoritmiga.<br />

Suur-Emajõgi<br />

Suurest-Emajõest võeti proovid koodiga E1 ja E2 (tabel 2). E1 proovi üldarvukuse<br />

loendiks (ilma CTAB-ta) külvid tehti R2A SK komb<strong>in</strong>atsiooniga (<strong>in</strong>okulum 150 µl<br />

lahjendamata jõevett). Saadud keskmised CFU-d on toodud joonisel 10. CTAB-ga (0,3<br />

gl -1 ) tehti samati kõik külvid SK tehnikaga ja LB, R2A ja ZB söötmetele. Kõigi plaatide<br />

peale kokku kasvas a<strong>in</strong>ult üks koloonia (enne Tartu l<strong>in</strong>na, R2A söötmega), 16S rDNA<br />

järjestus <strong>and</strong>is RDP <strong>and</strong>mebaasis 100% sarnasuse Pseudomonas fragii-iga.<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

CFU/ml<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

SK PK SK PK<br />

Enne Tartut<br />

Pärast Tartut<br />

Joonis 10. Suure-Emajõe proovi (E1) R2A söötme n<strong>in</strong>g PK ja SK tehnika saadud<br />

kolooniate arv ml kohta enne (Käravere sild) ja pärast Tartu l<strong>in</strong>na (Ihaste). Studenti t-<br />

testid <strong>and</strong>is tulemuseks, et keskmiste er<strong>in</strong>evus enne ja pärast l<strong>in</strong>na pole kummagi tehnika<br />

puhul statistiliselt olul<strong>in</strong>e (Student t, p>0,05).<br />

E2 proovi (tabel 2) külvid tehti sarnaselt E1 proovi külvidele, v. a. <strong>in</strong>okulumi mahuks 300<br />

µl ja üldarvukuse loendamiseks kasutati a<strong>in</strong>ult R2A süviskülvi. Keskmiselt oli CFU-de<br />

arvukus ml kohta (± st<strong>and</strong>ardhälve) 7765 ± 820 (enne Tartut) ja 7277 ± 501 (pärast<br />

Tartut), statistiliselt olul<strong>in</strong>e er<strong>in</strong>evus puudus (Student t, p=0,85). CTAB-ga<br />

selektiivsöötmetel kasvas kõigi plaatide peale kokku 3 kolooniat (enne Tartu l<strong>in</strong>na,<br />

R2A). 16S rDNA järjestuse järgi sarnanes ta kõige enam Azospirillum brasilense-ga.<br />

27


Tartu Reoveepuhasti<br />

Proovid Tartu reoveepuhastist võeti tabelis 2 näidatud kuupäevadel Tartu<br />

reoveepuhastusjaama sissevoolust ja väljavoolust. Kõik külvid tehti SK tehnikaga.<br />

Inokum<strong>in</strong>a kasutati kuni 1000 kordset sissevoolu ja kuni 10 kordset väljavoolu<br />

lahjendust, mille valmistamiseks kasutati steriilset fosfaatpuhvrit (pH 7,2). Söötmetena<br />

kasutati LB, R2A ja ZB söötmeid ilma ja 0,3 gl -1 (CTAB tsetrimiidiga). Tassid loeti kahe<br />

nädala möödudes ja arvutati CFU ml kohta. Keskmised CFU ml -1 on toodud joonisel 11<br />

(ilma CTAB-ta) ja joonisel B (CTAB-iga). CTAB-ta söötmetel moodustab väljavoolu<br />

bakterite arvukus sissevoolu omast 0,55 – 8,2%. CTAB-iga jäid need suhted vahemikku<br />

0,03 – 4,1%.<br />

HPC sissevoolust (S) ja väljavoolust (V)<br />

10000,0<br />

CFU/ml x 1000<br />

1000,0<br />

100,0<br />

10,0<br />

S LB<br />

V LB<br />

S R2A<br />

V R2A<br />

S ZB<br />

V ZB<br />

1,0<br />

11.12.2009 20.01.2010 26.02.2010 30.03.2010<br />

Joonis 11. CFU-de arvukus loetud kolmel er<strong>in</strong>eval söötmel (LB, R2A ja ZB) sissevoolus<br />

(S) ja väljavoolust (V). Kõik komb<strong>in</strong>atsioonid (v. a. 11.12.09 tehtud S LB, S R2A ja S ZB)<br />

tehti kolmes korduses, tulpadele on kantud st<strong>and</strong>ardhälve.<br />

Kokku koguti 204 isolaati, millest 183-st õnnestus saada piisava pikkusega ja<br />

kvaliteediga 16S rDNA järjestused, mis 99% sarnasuse alusel joondamisel jagunesid 42-<br />

ks genotüübiks (nimekiri lisas 2; nende jaotum<strong>in</strong>e söötmete n<strong>in</strong>g sissevoolu/väljavoolu<br />

vahel toodud joonisel 14.) Isolaatide hulgas kõige sagedam<strong>in</strong>i es<strong>in</strong>evad liigid on välja<br />

toodud joonisel 13 Kõik 42 tüve kuulusid Proteobacteria hõimkonda.<br />

28


HPC sissevoolust (S) ja väljavoolust (V)<br />

tsetrimiidiga selektiivsöötmetel<br />

100000<br />

CFU/ml<br />

10000<br />

1000<br />

100<br />

10<br />

S LB C<br />

V LB C<br />

S R2A C<br />

V R2A C<br />

S ZB C<br />

V ZB C<br />

1<br />

11.12.2009 20.01.2010 26.02.2010 30.03.2010<br />

Joonis 12. CFU-de arvukus loetud kolmel er<strong>in</strong>eval söötmel (LB, R2A ja ZB) sissevoolus<br />

(S) ja väljavoolust (V).Kõikidele söödetele on lisatud tsetrimiid (0,3 gl -1 ). Tulpadele on<br />

kantud st<strong>and</strong>ardhälve.<br />

Pseudomonas fluorescens<br />

Serratia marcescens<br />

Pseudomonas putida<br />

Pseudomonas fragi<br />

Aeromonas salmonicida<br />

Rhizobium radiobacter<br />

Pseudomonas putida<br />

Pseudomonas putida<br />

Aeromonas hydrophila<br />

Pseudomonas chlororaphis<br />

Pseudomonas mosselii<br />

Pseudomonas putida<br />

Pseudomonas aerug<strong>in</strong>osa<br />

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18%<br />

Joonis 13. Tartu reovee lev<strong>in</strong>umad CTAB-il kasvada suutvad bakterid (% isolaatidest)<br />

29


Joonis 14. Tartu reoveest isoleeritud 42 tüve jaotus 16S rDNA alusel, välisgrup<strong>in</strong>a<br />

kasutusel RDP <strong>and</strong>mebaasist valitud järjestus. Allajoonitus ja kastide märgistus seletatud<br />

legendis. Number nime järel olev number näitab sarnasust, sulgudes number näitab<br />

30


antud tüve % es<strong>in</strong>emissagedust isolaatide hulgas. Ära on märgitud ka sööde ja koht, kus<br />

antud tüve leiti. Värvid seletatud legenidis. Fülogeneetilise puu välisgrupiks on valitud<br />

järjestus RDP <strong>and</strong>mebaasist (Aerococcus christensenii), algoritm<strong>in</strong>a kasutati WWNJ.<br />

183-st tüvest kasvasid 37 LB söötmel (20,2%), 79 R2A-l (43%), 67 ZB-l (36,6%). 94<br />

(51%) isolaati koguti sissevoolust ja 89 (49%) väljavoolust.<br />

31


Arutelu<br />

Võrtsjärv<br />

Antud töö käigus bakterite arvukust otseste meetoditega ei h<strong>in</strong>natud, võib kirj<strong>and</strong>use<br />

põhjal oletada, et bakterioplanktoni arvukus jääb vahemikku 1 - 6 x 10 6 rakku ml kohta<br />

(Kis<strong>and</strong> ja Nõges, 1998), mille alusel võib pakkuda, et kultiveeritavate bakterite osakaal<br />

jääb alla 1%.<br />

SK on olnud st<strong>and</strong>ardne tehnika joogivee proovide kultiveerimisel. Sellele vastuseisuks<br />

on ilmunud mitmed artiklid, kus on näidatud, et R2A söötmel kasvab joogivee proovide<br />

puhul PK tehnikaga rohkem kolooniaid (Gibbs ja Hayes 1988; Massa et al 1998). Kuna<br />

PK ja SK R2 arvukused olid kõikuvad, siis võib oletada, et seda põhjustab mõni a<strong>in</strong>ult sel<br />

söötmel kasvav bakter. Joonisel 15. On toodud a<strong>in</strong>ult R2A söötmel kasvanud liigid.<br />

4. Joonis 15 Võrtsjärve proovidest (V1 – V9) a<strong>in</strong>ult R2A söötmelt isoleeritud<br />

bakterplanktoni tüved. S<strong>in</strong>ise alusjoonega on märgitud süviskülvi tehnikaga ja punase<br />

alusjoonega p<strong>in</strong>dkülvi tehnikaga isoleeritud bakteri. Välisgrup<strong>in</strong>a kasutas<strong>in</strong> De<strong>in</strong>ococcus<br />

aquaticus-t, algoritm<strong>in</strong>a WWNJ.<br />

32


E1 (tabel 2) võetud proovilt kasvas kõikidel söötmetel keskmiselt mitu korda rohkem<br />

kolooniaid, kui teistest proovidest. Üheks põhjuseks on sügisene bakterplanktoni<br />

arvukuse tõus (Kis<strong>and</strong> ja Nõges, 1998), kuid oktoobri lõpp võib olla selleks juba liiga<br />

hil<strong>in</strong>e. 31.10.07 isoleeritud tüvide hulgas oli mitu Rhodococcus faciensi (fütopatogeen) ja<br />

Aeromonas veronii.<br />

Katsed (külvid E1 ja E2) Emajõest selektiivsöötmega Pseudomonas sp. tüvesid isoleerida<br />

luhtusid ja kokku isoleeriti a<strong>in</strong>ult üks tüvi, mis 99% sobivusprotsendi alusel joondus<br />

reoveepuhastusjaamast isoleeritud P. fragii tüvedega.<br />

Tabel. Tartu reoveepuhastusjaama läbiva heitvee kogus ja keskm<strong>in</strong>e CFU/ml R2A<br />

söötmel.<br />

Kuupäev: m 3 /päevas CFU/ml X 1000 St<strong>and</strong>ardhälve<br />

11.12.2009 41860 400 2,4041631<br />

19.01.2010 26630 6606 0,8717798<br />

25.02.2010 23620 5300 11,619954<br />

30.03.2010 73610 1561 0,9960087<br />

Tabelis on näha, et elujõuliste bakterite arv sissevoolus sõltub päevasest läbivoolust, mida<br />

suurem on läbivool, seda lahjem on proov. Läbivoolu hulk sõltub märtsis võetud proovi<br />

puhul põhiliselt sademetest.<br />

Lämmastukku fikseeriv Rhizobium radiobacter es<strong>in</strong>es reovees tihti, kekmiselt 7,1%<br />

kõigidest isolaeeritud bakteritest. Lämmastikku fikseerivale bakterile on k<strong>in</strong>dlasti<br />

anoksil<strong>in</strong>e kamber kõige sobivam keskkond, kus kasvada, sest vabaneb N 2 ja puudub<br />

hhapnik, mis enüümile konkureeriks.<br />

Reoveepuhasti sissevoolust isoleeriti mitmeid patogeene, sealhulgas Salmonella eneterica<br />

ssb. enterica ja Pseudomonas aerug<strong>in</strong>osa jt. Väljavoolus neid baktereid ei isoleeritud.<br />

Sellest võib oletada, et puhastusjaam töötab efektiivselt.<br />

33


Kokkuvõte<br />

Käesoleva töö käigus rakendati er<strong>in</strong>evaid heterotroofsete bakterite<br />

kultiveerimismeetodeid.<br />

Võeti proove kolmest er<strong>in</strong>evast eutroofsest vesikeskkonnast (Võrtsjärv, Suur-Emajõgi ja<br />

Tartu reoveepuhastusjaam) 15 er<strong>in</strong>eval korral. Heterotroofsete bakterite kultiveerimiseks<br />

kasutati kolme er<strong>in</strong>evat söödet: LB, R2A ja ZB n<strong>in</strong>g kahte külvitehnikat.<br />

Isoleeriti üle kolmesaja bakteritüve, mis jagunesid 117-ks er<strong>in</strong>evaks tüveks, mis<br />

omakorda kuulusid viide kultiveeritavate bakterite hõimkonda: Proteobacteria,<br />

Firmicutes, Bacteroidetes, Act<strong>in</strong>obacteria, ja De<strong>in</strong>ococcus-Thermus.<br />

Süviskülviga tassidel kasvas suurema koloooniate arvukusega poolest kuid er<strong>in</strong>evaid<br />

tüvesid isoleeriti rohkem p<strong>in</strong>dkülvi meetodiga. Ükski sööde ei pasitnud teistest otseselt<br />

välja, sest paljud bakterid kasvasid a<strong>in</strong>ult ühe söötmega tassil ja nii kõikide söötmetega.<br />

Tartu reovees isoleeriti palju Pseudomonas es<strong>in</strong>dajaid, neist arvukaimad P. Fluorescens ja<br />

aerug<strong>in</strong>osa.<br />

34


<strong>Heterotrophic</strong> <strong>plate</strong> <strong>count</strong> <strong>in</strong> <strong>surface</strong> <strong>and</strong> <strong>waste</strong> <strong>water</strong><br />

Peetetr Laas<br />

Summary<br />

<strong>Heterotrophic</strong> <strong>plate</strong> <strong>count</strong> was performed with euthrophic lake <strong>and</strong> <strong>waste</strong><strong>water</strong> samples,<br />

total 15 different samples. Three different growth media were used (LB, R2A <strong>and</strong> ZB)<br />

comb<strong>in</strong>ed with to different cultivation methods.<br />

More than 300 different bacterial isolates were collected <strong>and</strong> 177 different stra<strong>in</strong>s were<br />

identified. They all belonged to five phyla: Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes,<br />

Act<strong>in</strong>obacteria, ja De<strong>in</strong>ococcus-Thermus.<br />

More viable bacteria grew when pour <strong>plate</strong> method was used, spread <strong>plate</strong> method<br />

resulted smaller <strong>count</strong>s.<br />

No specific media can be highlighted because there were bacterial taxons that would have<br />

been left out if one of the media would been left out.<br />

Many different Pseudomonas sp. were isolated from <strong>waste</strong><strong>water</strong>, the most abundant ones<br />

were P. Putida <strong>and</strong> P. Fluorescens.<br />

35


Kasutatud kirj<strong>and</strong>us<br />

Raamatud<br />

APHA, AWWA ja WPCF (1985). St<strong>and</strong>ard Methods for the Exam<strong>in</strong>ation of Water <strong>and</strong><br />

Waste<strong>water</strong>, 16. väljaanne. American Public Health Association, American Water Works<br />

Association, Water Environment Federation.<br />

Atlas, R. M. (2005). H<strong>and</strong>book for media for environmental microbiology (te<strong>in</strong>e<br />

väljaanne). CRC Press.<br />

Bitton, G. (2005). Waste<strong>water</strong> Microbiology, 3rd edition. (Toim.) R. Wiley.<br />

Heritage, J; E. Glyn, V. Evans ja R. A.. Kill<strong>in</strong>gton (1998). Introductory microbiology.<br />

Cambridge University. Press 1998, lk 106 – 111.<br />

Järvet, A. (2003). Võrtsjärve asend ja valgala loodusolud. (Toim.) Haberman, J., Pihu.,<br />

Raukas, A.. Võrtsjärv lk 11-31. Tall<strong>in</strong>n: Eesti Entsüklopeediakirjastus.<br />

Lane, D. J. (1991). 16S/23S rRNA sequenc<strong>in</strong>g. Nucleic Acid Techniques <strong>in</strong> Bacterial<br />

Systematics, lk 115–175. (Toim.) E. Stackebr<strong>and</strong>t ja M. Goodfellow.<br />

Maier, R. M.; I. L. Pepper ja C. P. Gerba (2009). Environmental microbiology, te<strong>in</strong>e<br />

väljaanne. Elsevier Inc.<br />

Migula, N. (1894). Arbeiten aus dem Bakteriologischen Institut der Technischen<br />

Hochschule zu Karlsruhe 1, lk 235–238.<br />

Reasoner, D.R., 1990. Monitor<strong>in</strong>g heterotrophic bacteria <strong>in</strong> potable <strong>water</strong>. In: McFeters,<br />

G.A. (Ed.), Dr<strong>in</strong>k<strong>in</strong>g Water Microbiology— Progress <strong>and</strong> Recent Developments.<br />

Spr<strong>in</strong>ger-Verlag, New York, lk 452–477.<br />

36


Re<strong>in</strong>art, A. ja Nõges, P. (2003). Võrtsjärve valgusolud. (Toim.) Haberman, J., Pihu, E.<br />

& Raukas, A. Võrtsjärv. Loodus, aeg, <strong>in</strong>imene. Eesti Entsüklopeediakirjastus.<br />

WHO. <strong>Heterotrophic</strong> Plate Counts <strong>and</strong> Dr<strong>in</strong>k<strong>in</strong>g-<strong>water</strong> Safety (2003) . (Toim.) J.<br />

Bartram, J. Cotruvo, M. Exner, C. Fricker, A. Glasmacher. World Health Organization,<br />

Geneva.<br />

Artiklid<br />

Ala<strong>in</strong> K ja J Querellou (2009). Cultivat<strong>in</strong>g the uncultured: limits, advances <strong>and</strong> future<br />

challenges. Spr<strong>in</strong>ger 13, lk 583–594.<br />

Boom, R.; C. J. Sol; M. M. Salimans; C. L. Jansen; P. M. Wertheim-van Dillen ja J.<br />

van der Noordaa (1990). Rapid <strong>and</strong> Simple Method for Purification of Nucleic Acids.<br />

Journal of Cl<strong>in</strong>ical Microbiology, lk 495-503.<br />

Brown, V. I. ja Lowbury, E. J. L. (1965). Use of improved cetrimide agar medium <strong>and</strong><br />

other culture methods for Pseudomonas aerug<strong>in</strong>osa. - J. Cl<strong>in</strong>. Pathol., 18; lk 752-756.<br />

Cole, J. R.; Q. Wang; E. Cardenas; J. Fish; B. Chai; R. J. Farris; A. S. Kulam-Syed-<br />

Mohideen; D. M. McGarrell; T. Marsh; G. M. Garrity ja J. M. Tiedje (2009). The<br />

Ribosomal Database Project: improved alignments <strong>and</strong> new tools for rRNA analysis.<br />

Nucleic Acids Res. 37 (Andmebaasi väljaanne), lk 141-145.<br />

community structure <strong>in</strong> nature <strong>and</strong> implications for microbial ecology. Current Op<strong>in</strong>ion<br />

<strong>in</strong> Microbiology 7, lk 221–226.<br />

Curtis, T. P. ja W. T. Sloan (2004). Prokaryotic diversity <strong>and</strong> its limits: microbial<br />

Galvez, A.; M. Maqueda; M. Mart<strong>in</strong>ez-Bueno; E. Valdivia (1998). Publication rates<br />

reveal trends <strong>in</strong> microbiological research. ASM News 64, lk 269–75<br />

37


Gibbs, R. A. ja C. R. Hayes (1988). The use of R2A medium <strong>and</strong> the spread <strong>plate</strong><br />

method for the enumeration of heterotrophic bacteria <strong>in</strong> dr<strong>in</strong>k<strong>in</strong>g <strong>water</strong>. Letters Applied<br />

Mirrobiology 6, lk 19–21.<br />

Jannasch, H. W. ja G. E. Jones. (1959). Bacteria populations <strong>in</strong> sea <strong>water</strong> as determ<strong>in</strong>ed<br />

by different methods of enumeration. Limnol. Oceanogr. 4, lk 128 – 139.<br />

Kis<strong>and</strong> V. ja T. Nõges (2004). Abiotic <strong>and</strong> biotic factors regulat<strong>in</strong>g dynamics of<br />

bacterioplankton <strong>in</strong> a large shallow lake. Fems Microbiology Ecology 50, lk 51–62.<br />

Kis<strong>and</strong>, V. ja T. Nõges (1998). Seasonal dynamics of bacterio<strong>and</strong> phytoplankton <strong>in</strong> large<br />

<strong>and</strong> shallow eutropic Lake Võrtsjärv, Estonia. Int. Rev. Hydrobiol. 83, lk 205–216.<br />

Lennox, E. S. (1955). Transduction of l<strong>in</strong>ked genetic characters of the host by<br />

bacteriophage P1. Virology. 1:190.<br />

M. Achtman <strong>and</strong> M. Wagner, Microbial diversity <strong>and</strong> the genetic nature of microbial<br />

species, Nat. Rev. Microbiol. 6 , 431–440.<br />

Massa, S.; M. Caruso; F. Trovatelli ja M. Tosques (1998). Comparison of <strong>plate</strong> <strong>count</strong><br />

agar <strong>and</strong> R2A medium for enumeration of heterotrophic bacteria <strong>in</strong> natural m<strong>in</strong>eral <strong>water</strong>.<br />

World Journal of Microbiology & Biotechnology, 14, lk 727–730.<br />

Oh, J.; K. Lee; K. Kim; J. Kim; Y. Choung ja J. Park (2009). A novel laboratory<br />

cultivation method to exam<strong>in</strong>e antibiotic-resistance-related microbial risks <strong>in</strong> urban <strong>water</strong><br />

environments. Water Science <strong>and</strong> Technology, Volume: 59, Issue 2, lk 347-352.<br />

Oppenheimer, C. H. ja C. E. ZoBell (1952). The growth <strong>and</strong> viability of sixty-three<br />

species of mar<strong>in</strong>e as <strong>in</strong>fluenced by hydrostatic pressure. J. Mar. Res. 11, lk 10-18.<br />

Pace, N. R. (1997). A molecular view of microbial diversity <strong>and</strong> the biosphere. Science<br />

276, lk 734–40.<br />

38


Pace, N. R.; D. A. Stahl; D. J. Lane ja G. J. Olsen (1986). The analysis of natural<br />

microbial-populations by ribosomal-RNA sequences. Adv. Microb. Ecol. 9, 1–55<br />

Park, S. H.; K. K. Kwon; D. Lee ja H. K. Lee. (2002). Morphological Diversity of<br />

Mar<strong>in</strong>e Microorganisms on Different Isolation Media. The Journal of Microbiology, lk<br />

161-165.<br />

Parkes, R. J.; B. A. Cragg; S. J. Bale; J. M. Getlifff; K. Goodman; P. A. Rochelle J.<br />

C. Fry; A. J. Weightman ja S. M. Harvey (1994). Deep bacterial biosphere <strong>in</strong> Pacific<br />

Ocean sediments. Nature 371, lk 410 – 413.<br />

Rappe M. S.; S. A, Connon; K. L. Verg<strong>in</strong>; S. J. Giovannoni (2002). Cultivation of the<br />

ubiquitous SAR11 mar<strong>in</strong>e bacterioplankton clade . Nature 418, lk 630 – 633.<br />

Reasoner, D. J. ja E. E. Geldreich (1985). A new medium for the enumeration <strong>and</strong><br />

subculture of bacteria from potable <strong>water</strong>. Applied <strong>and</strong> Environmental Microbiology 49,<br />

lk 1-7.<br />

Renesto, P; N. Crapoulet, H. Ogata, B. La Scola, G. Vestris, J-M. Claverie, D.<br />

Raoult (2003). Genome-based design of a cell-free culture medium for Tropheryma<br />

whipplei, The Lancet, Volume 362, Issue 9382, lk 447-449.<br />

Rusch, D B; A. L. Halpern; G. Sutton; K. B. Heidelberg; S. Williamson; S. Yooseph;<br />

D. Wu; J. A. Eisen; J. M. Hoffman; K. Rem<strong>in</strong>gton; K. Beeson; B. Tran; H. Smith;<br />

H. Baden-Tillson; C. Stewart; J. Thorpe; J. Freeman; J; C. Andrews-Pfannkoch; J.<br />

E. Venter et al (2007). The Sorcerer II Global Ocean sampl<strong>in</strong>g expedition: northwest<br />

Atlantic through eastern tropical Pacific. PLoS Biol, Volume 5, Issue 3, lk 432 – 466.<br />

39


Staley, J. T. ja A. Konopka (1985). Measurement of <strong>in</strong> situ activities of<br />

nonphotosynthetic microorganisms <strong>in</strong> aquatic <strong>and</strong> terrestrial habitats. Applied <strong>and</strong><br />

Environmental Microbiology 39, lk 321 - 346.<br />

Tamura K.; J. Dudley; M. Nei ja S. Kumar (2007). MEGA4: Molecular Evolutionary<br />

Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular Biology <strong>and</strong> Evolution 24,<br />

lk1596-1599.<br />

Van Eldere, J (2003). Multicentre surveillance of Pseudomonas aerug<strong>in</strong>osa susceptibility<br />

patterns <strong>in</strong> nosocomial <strong>in</strong>fections. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 51, lk 347-<br />

352.<br />

Whitman, W.B.; D. C. Coleman ja W. J. Wiebe (1998). Prokaryotes: the unseen<br />

majority. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, lk 6578–6583<br />

Woese, C. R. ja G. E. Fox. (1977). Phylogenetic structure of the prokaryotic doma<strong>in</strong>: the<br />

primary k<strong>in</strong>gdoms. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, lk 5088–5090.<br />

ZoBell, C. E. (1941). Studies on mar<strong>in</strong>e bacteria. I. The cultural requirements of<br />

heterotrophic aerobes. Journal of Mar<strong>in</strong>e Research 4, lk 42-75.<br />

Clarke, P. (1982). The metabolic versatility of pseudomonads.Antonie Van<br />

Leeuwenhoek 48, lk 105–130.<br />

Clarke, P. ja M. H. Richmond (1975). Genetics <strong>and</strong> Biochemistry of Pseudomonas.<br />

New York, USA: John Wiley & Sons.<br />

Re<strong>in</strong>eke, W. (1998). Development of hybrid stra<strong>in</strong>s for the m<strong>in</strong>eralization of<br />

chloroaromatics by patchwork assembly. Annu Rev Microbiol 52, lk 287–331.<br />

40


Timmis, K.N. ja D. H. Pieper (1999). Bacteria designed for bioremediation. Trends<br />

Biotechnol 17, lk 200–204.<br />

Ramos, J. L.; A. Wasserfallen; K. Rose ja K. N. Timmis (1987). Redesign<strong>in</strong>g<br />

metabolic routes: manipulation of TOL plasmid pathway for catabolism of<br />

alkylbenzoates. Science 235, lk 593–596.<br />

Gilbert, E.S.; A. W. Walker ja J. D. Keasl<strong>in</strong>g (2003) A constructed microbial<br />

consortium for biodegradation of the organophosphorus <strong>in</strong>secticide parathion. Appl<br />

Microbiol Biotechnol 61, lk 77–81.<br />

Internet<br />

International Lake Environment Committee koduleht -<br />

http://www.ilec.or.jp/database/eur/eur-47.html<br />

Gene Codes Corporation koduleht - http://www.genecodes.com/<br />

Muud dokumendid<br />

Keskkonnam<strong>in</strong>isteerium, Tartumaa keskkonnateenistus (2008). Käskiri nr 636.<br />

Võrtsjärve alamvesikonna veemaj<strong>and</strong>uskava.<br />

Keskkonnam<strong>in</strong>isteerium. AS Eesti Veevärk (2002). Eestis kuni 2000 ie suuruste<br />

reostusallikate reovee (sademe-, olme- ja tootmisvee) puhastustehnoloogiate ja<br />

reoveesette käitlemise soovitusliku juhendmaterjali koostam<strong>in</strong>e parima võimaliku tehnika<br />

tunnuste määramiseks (Rakenduslik töö). Lep<strong>in</strong>g nr 2-15-16/40.<br />

AS Tartu Veevärk (2010). Üld<strong>and</strong>med<br />

41


Lisad<br />

Lisa 1<br />

Perek (S_ab scorre RDP) Isolaate LB R2 Zob SK PK<br />

%<br />

kõikidest<br />

Massilia timonae 0,992 6 2 3 1 3 3 3,9<br />

Chryseobacterium sp. 0,971 5 3 2 2 3 3,9<br />

Arthrobacter agilis 0,989 5 4 1 3 2 3,9<br />

Aeromonas veronii 0,999 5 2 2 1 4 1 3,1<br />

Paracoccus marcusii 0,991 4 1 1 2 1 3 3,1<br />

Elizabethk<strong>in</strong>gia men<strong>in</strong>goseptica 0,998 4 1 3 2 2 3,1<br />

Brevundimonas vesicularis 0,995 4 1 1 2 1 3 3,1<br />

Ac<strong>in</strong>etobacter lwoffii 1,000 4 2 2 2 2 2,3<br />

Rhodococcus fascians 0,998 3 3 1 2 2,3<br />

Pedobacter cryoconitis 0,975 3 3 1 2 2,3<br />

Micrococcus luteus 1,000 3 2 1 3 2,3<br />

Microbacterium trichotecenolyticum 0,999 3 1 2 3 2,3<br />

Kocuria rosea 0,996 3 1 1 1 1 2 2,3<br />

Bacillus simplex 1,000 3 2 1 3 2,3<br />

Bacillus licheniformis 1,000 3 3 2 1 1,6<br />

Sph<strong>in</strong>gomonas faeni 1,000 2 1 1 1 1 1,6<br />

Rathayibacter tritici 1,000 2 2 2 1,6<br />

Oxalobacter sp. 0,996 2 2 2 1,6<br />

Methylobacterium hispanicum 1,000 2 1 1 1 1 1,6<br />

Bacillus safensis 1,000 2 2 2 1,6<br />

Bacillus <strong>in</strong>dicus 0,984 2 2 2 1,6<br />

Arthrobacter sulfonivorans 1,000 2 2 2 1,6<br />

Aeromonas sobria 1,000 2 2 2 1,6<br />

Ac<strong>in</strong>etobacter johnsonii 1,000 2 2 2 1,6<br />

Acidovorax defluvii 0,994 2 1 1 1 1 0,8<br />

Variovorax paradoxus 1,000 1 1 1 0,8<br />

Streptomyces griseus 1,000 1 1 1 0,8<br />

Stenotrophomonas maltophilia 0,997 1 1 1 0,8<br />

Sph<strong>in</strong>gobium amiense 0,984 1 1 1 0,8<br />

Sph<strong>in</strong>gobacterium sp. 0,962 1 1 1 0,8<br />

Sph<strong>in</strong>gobacterium faecium 0,979 1 1 1 0,8<br />

Rhe<strong>in</strong>heimera texasensis 0,992 1 1 1 0,8<br />

Ralstonia pickettii 0,990 1 1 1 0,8<br />

Pseudomonas veronii 0,999 1 1 1 0,8<br />

Pseudomonas fluorescens 0,999 1 1 1 0,8<br />

Pseudomonas alcaligenes 1,000 1 1 1 0,8<br />

Porphyrobacter sp. 0,999 1 1 1 0,8<br />

Pedobacter panaciterrae 0,989 1 1 1 0,8<br />

Paracoccus sp. 1,000 1 1 1 0,8<br />

42


Paracoccus marcusii 0,986 1 1 1 0,8<br />

Paenibacillus chondroit<strong>in</strong>us 0,999 1 1 1 0,8<br />

Paenibacillus borealis 0,995 1 1 1 0,8<br />

Paenibacillus amylolyticus 1,000 1 1 1 0,8<br />

Microbacterium phyllosphaerae 1,993 1 1 1 0,8<br />

Microbacterium phyllosphaerae 1,000 1 1 1 0,8<br />

Microbacterium esteraromaticum 0,997 1 1 1 0,8<br />

Massilia timonae 0,992 1 1 1 0,8<br />

Massilia brevitalea 0,989 1 1 1 0,8<br />

Janth<strong>in</strong>obacterium agaricidamnosum 0,982 1 1 1 0,8<br />

Janibacter mar<strong>in</strong>us 1,000 1 1 1 0,8<br />

Haloanella gall<strong>in</strong>arum 0,979 1 1 1 0,8<br />

Frigoribacterium faeni 1,000 1 1 1 0,8<br />

Flavobacterium succ<strong>in</strong>icans 0,991 1 1 1 0,8<br />

Flavobacterium limicola 0,989 1 1 1 0,8<br />

Flavobacterium johnsoniae 0,976 1 1 1 0,8<br />

Flavobacterium columnare 0,994 1 1 1 0,8<br />

Exiguobacterium undae 0,992 1 1 1 0,8<br />

Enterobacter hormaechei subsp. steigerwaltii<br />

0,999 1 1 1 0,8<br />

De<strong>in</strong>ococcus aquaticus 0,996 1 1 1 0,8<br />

Clavibacter michiganensis 0,991 1 1 1 0,8<br />

Chryseobacterium sp. 0,972 1 1 1 0,8<br />

Chryseobacterium sp. 0,965 1 1 1 0,8<br />

Caulobacter henricii 0,996 1 1 1 0,8<br />

Brevundimonas variabilis 0,991 1 1 1 0,8<br />

Brevundimonas variabilis 0,990 1 1 1 0,8<br />

Brevundimonas subvibrioides 0,986 1 1 1 0,8<br />

Brevundimonas sp. 0,992 1 1 1 0,8<br />

Brevundimonas bullata 1,000 1 1 1 0,8<br />

Brevundimonas bullata 0,991 1 1 1 0,8<br />

Bacillus sp.0,984 1 1 1 0,8<br />

Bacillus mycoides 0,997 1 1 1 0,8<br />

Bacillus barbaricus 1,000 1 1 1 0,8<br />

Bacillus barbaricus 1,000 1 1 1 0,8<br />

Arthrobacter sp. 0,990 1 1 1 0,8<br />

Aeromonas popoffii 0,997 1 1 1 ###<br />

Lisa 2<br />

Es<strong>in</strong>emis<br />

sagedus<br />

(%) Bakter/tüvi Isolaate LB R2 ZB<br />

0,55<br />

Achromobacter xylosoxidans subsp. xylosoxidans<br />

0,991 1 1<br />

1,09 Ac<strong>in</strong>etobacter haemolyticus 0,983 2 2<br />

43


0,55 Aeromonas allosaccharophila 1,000 1 1<br />

4,37 Aeromonas hydrophila subsp. hydrophila 1,000 8 1 6 1<br />

5,46 Aeromonas salmonicida 1,000 10 2 6 2<br />

1,64 Alcaligenes faecalis 0.996 3 1 2<br />

0,55 Alcaligenes faecalis 1,000 1 1<br />

1,09 Citrobacter amalonaticus 0,997 2 2<br />

0,55 Klebsiella oxytoca 0,996 1 1<br />

1,09 Klebsiella oxytoca 1,000 2 1 1<br />

0,55 Pantoea sp. 0,997 1 1<br />

0,55 Providencia alcalifaciens 0,993 1 1<br />

1,09 Providencia stuartii 0,991 2 2<br />

2,19 Pseudomonas aerug<strong>in</strong>osa 1,000 4 1 3<br />

0,55 Pseudomonas alcaligenes 0,998 1 1<br />

3,83 Pseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca 0,998 7 3 4<br />

16,39 Pseudomonas fluorescens 1,000 30 6 10 14<br />

0,55 Pseudomonas fluorescens 0,995 1 1<br />

1,09 Pseudomonas fluorescens 0,997 2 2<br />

0,55 Pseudomonas fluorescens 0,998 1 1<br />

1,09 Pseudomonas fluorescens 1,000 2 1 1<br />

6,01 Pseudomonas fragi 1,000 11 1 2 8<br />

1,09 Pseudomonas fragi 1,000 2 1 1<br />

3,83 Pseudomonas mosselii 1,000 7 2 4 1<br />

1,64 Pseudomonas nitroreducens 1,000 3 3<br />

0,55 Pseudomonas nitroreducens 1,000 1 1<br />

0,55 Pseudomonas pavonaceae 0,998 1 1<br />

1,09 Pseudomonas putida 0,975 2 2<br />

4,92 Pseudomonas putida 0,990 9 7 2<br />

6,56 Pseudomonas putida 0,993 12 2 8 2<br />

4,92 Pseudomonas putida 0,995 9 9<br />

0,55 Pseudomonas putida 0,996 1 1<br />

0,55 Pseudomonas putida 0,998 1 1<br />

2,19 Pseudomonas putida 1,000 4 1 3<br />

1,09 Pseudomonas tolaasii 0,993 2 1 1<br />

1,09 Rhizobium radiobacter 1,000 2 1 1<br />

1,09 Rhizobium radiobacter 0,908 2 2<br />

4,92 Rhizobium radiobacter 1,000 9 1 8<br />

0,55 Salmonella enterica subsp. enterica. 0,988 1 1<br />

1,09 Serratia marcescens subsp. marcescens 0,991 2 1 1<br />

9,84 Serratia marcescens subsp. marcescens 0,998 18 8 9 1<br />

0,55 Stenotrophomonas maltophilia 0,968 1 1<br />

100,00 Kokku: 183 37 79 67<br />

44

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!