Sprawozdanie z zajęć terenowych i laboratoryjnych z Biogeochemii

Uczestnicy:

Ewa Krępa, Sylwia Hajska, Bartosz Bieda, Milena Zawadzka, Monika Żgiet

Studia biologiczno-geograficzne, II rok

Wstęp

Ćwiczenia odbyły się 8 i 13 maja. Zajęcia terenowe miały miejsce na Zakrzówku. Jest to część dzielnicy Krakowa. Na Zakrzówku znajduje się zalew Zakrzówek, który powstał w 1990 po zalaniu starego kamieniołomu wapienia. Składa się on z dwóch zbiorników, połączonych przesmykiem. W sąsiedztwie zalewu znajdują się grupy skałek i ścian skalnych, nazywane Skałkami Twardowskiego. Do 1990 roku były one eksploatowane jako wapienny kamieniołom.

1. Cel zajęć: Ocena roli wybranych grup organizmów procesach glebotwórczych, obserwacja interakcji roślin z mikroorganizmami.

2. Zajęcia terenowe:

1. Ocena procentowego udziału poszczególnych gatunków porostów, stwierdzenie obecności antrachinonów przy zastosowaniu 10% KOH

Gatunek :	Kolor :
Lecanora	Zielony
Caloplaca crenulatella	Fioletowo-czerwony
Caloplaca decipiens	Czerwony
Verrucaria paruigera	Żółty w brąz
Verrucaria	Brak reakcji

2. Zbiór korzeni roślin motylkowych.

Zbiór korzeni wybranych gatunków roślin do barwienia mikoryzy arbuskularnej: Koniczyna (Trifolium) , Babka lancetowata (Plantago lanceolata), Pięciornik (Potentilla.

Na terenie poboru korzeni występowała roślinność: Plantago media, Fragaria , Crucifera , Arenaria serpyllifolia, Glechoma hederacea

Pobór podłoża z terenu bagnistego - dno stojącego zbiornika wodnego.

3. Zajęcia laboratoryjne I.

• Część pierwsza:

1. Izolacja ektomikoryz

2. Analiza aktywności enzymatycznej pojedynczych ektomikoryz:


Kolumna 1 - próba kontrolna

Kolumna 2 - Pinus + Hebelona

Kolumna 3 - Pinus + Suilus

Kolumna 4 - Picea + Hebelona

Kolumna 5 - Picea + Paxillus

Rysunek 1 Fosfataza

Interpretacja wyników:

Fosfataza - intensywność zabarwienia rośnie w prawo.

Największą aktywność enzymatyczną ma Picea+Paxillus, najmniejszą Pinus+Hebelona, wartości pośrednie wykazały Pinus+Suilus oraz Picea+Hebelona.

Różnorodność otrzymanych rezultatów może być wynikiem różnej wielkości próbek zaaplikowanych do ektomikoryz.




Kolumna 1 - próba kontrolna

Kolumna 2 - Pinus + Hebelona

Kolumna 3 - Pinus + Suilus

Kolumna 4 - Picea + Hebelona

Kolumna 5 - Picea + Paxillus

Rysunek 2 Lakkaza

Interpretacja wyników:

Lakkaza - intensywność zabarwienia największa w kolumnie 2 ( Pinus+Hebelona) oraz 5 (Picea+Paxillus). Najmniejszą aktywność enzymatyczną wykazała kolumna 3 (Pinus+ Suilus). Wartość pośrednią wykazała kolumna 4 (Picea+ Hebelona), w tej kolumnie, intensywność wzrastała w dół. Taka różnica intensywności zabarwienia prawdopodobnie jest wynikiem różnorodnej wielkości aplikowanych próbek korzeni.

3. Obserwacja struktury morfologicznej porostów

Porost Xantoria parietika


kulka - Trebouxia glon

4. Szczepienie mikroorganizmów na pożywkach wykazujących: detekcję produkcji sideroforów, wiązanie azotu, rozpuszczanie fosforanów

Mikroorganizmy	Lipaza	Produkcja sideroforów	Rozpuszczanie fosforanów	Wiązanie azotu
Trichoderma	-	-	-	X
Penicillum	+	+	+	X
Bacillius megaterium	X	+	-	-
Shinorizobium	X	+	-	+/-

X- brak pomiaru; + - pozytywny wynik; - - negatywny wynik

Nasza grupa wykonywała ćwiczenie na próbce z grzybem Trichoderma.

Na podstawie otrzymanych rezultatów, nie można stwierdzić produkcji sideroforów oraz reakcji na lipazę - brak granatowego halo. Trichoderma nie reagowała z fosforanami - pożywka była mętna. Dla naszej próby nie dokonywano sprawdzenia wiązań azotowych.

• Część druga:

1. Barwienie mikoryzy arbuskularnej

Koniczyna	1 ( brak)
Babka lancetowata	3 (silne nagromadzenie)
Pięciornik	4 (duże nagromadzenie)

2. Pomiar fotosyntezy roślin

	Lp.	F0	Fv/Fm	PI
Koniczyna	1.	319	0,839	3,804
	2.	306	0,841	3,548
	3.	343	0,831	2,537
średnia		323	0,837	3,296
Babka lancetowata	4.	278	0,855	6,100
	5.	295	0,821	2,932
	6.	299	0,822	2,475
średnia		291	0,833	3,836
Pięciornik	7.	327	0,812	2,917
	8.	335	0,810	2,919
	9.	343	0,757	1,534
średnia		335	0,793	2,457

Fluorymetrem badaliśmy poszczególne parametry w 3 seriach:
F₀ - fluorescencja minimalna lub zerowa -Poziom fluorescencji, gdy pole akceptora elektronu plastokinonowego (Qa) jest w pełni utlenione
Fv/Fm - maksymalna wydajność kwantowa fotosystemu II
PI-  wskaźnik witalności PSII

F₀ i Fm są wykorzystywane do obliczania wartości fluorescencji zmiennej Fv Parametr Fv/Fm jest wskaźnikiem stanu fizjologicznego PSII, tzn. jego wartość określa  czy  PSII  

Pracuje w warunkach  komfortowych,  czy  w stanie stresu. Fv/Fm liści roślin przebywających w warunkach komfortowych przyjmuje wartość ok. 0.83. Wprowadzenie roślin w  stan stresu świetlnego (lub innego rodzaju stresu środowiskowego) przed adaptacją ciemnościową i  właściwym  pomiarem  powoduje  iż rejestrujemy  wartość Fv/Fm niższą niż obserwowana  w  warunkach komfortowych; różnica między tymi wartościami jest tym większa im silniejszy stan stresu. Przyczyną tego spadku jest, między innymi, fotouszkodzenie PSII do jakiego dochodzi w  trakcie działania stresu świetlnego, wyrażające się zmniejszeniem liczby funkcjonalnych cząstek  tego kompleksu. Zatem porównując wartości Fv/Fm dla liści eksponowanych na światła o zmiennym  natężeniu oczekujemy, że będą one niższe od 0.83 jeśli światło będzie wywoływało stan stresu. 

Średnia wartość Fv/Fm dla liści  Pięciornika  jest niższa od wartości średniej dla liści kontrolnych co oznacza, że zostały one wprowadzone w stan stresu świetlnego

4. Zajęcia laboratoryjne II.

1. Ocena pH ryzosfery

Podłoże zasadowe:

Wartość pH badanej przez nas ryzosfery nie różniła się od pozostałej części gleby. Podłoże wykazało zabarwienie zasadowe - nie nastąpiły żadne zmiany barwne na agarze z bromokrezolem puryny ( agar pozostał fioletowy). Takie pH utrzymywane było dzięki roślinom: łubin, babka lancetowata oraz kukurydza.

Detekcja redukcji manganu- proces uwidoczniony przez odbarwienie ( wzdłuż korzeni, białe smugi) filtra impregnowanego MnO₂ położonego na powierzchni otwartego ryzoboksu.

Podłoże kwasowe:

Wartość pH badanego ryzoboks różniła się w różnych jego częściach. pH (ok. 3,5-4) najsilniej zmieniło się w obrębie korzeni - na agarze z bromokrezolem widoczna zmiana zabarwienia z fioletowego na żółto-pomarańczowe. Kwaśny odczyn znajdował się w okolicy korzeni roślin: borówka (pH 4, barwa agaru żółta) oraz świerk (pH 5, barwa agaru żółto-pomarańczowa). W przypadku poziomki, zaobserwowano minimalne zmiany, co świadczy o tym, iż nie miała ona znaczącego wpływu na pH badanego ryzoboksu.

Korzenie wykazały kwaśną fosfatazę. Detekcja redukcji manganu zaobserwowana w minimalnym stopniu.

2. Kolumna Winogradskiego - obserwacje poszczególnych warstw.

Kolumna Winogradskiego- technika pozwalająca na obserwację mikroorganizmów tlenowych i beztlenowych . W kolumnie widoczne są strefy zasiedlone przez organizmy o zróżnicowanej tolerancji na obecność tlenu i siarkowodoru. W kolumnie można zaobserwować charakterystyczny gradient dwóch głównych składników: tlenu i siarkowodowru. Wraz z głębokością maleje zawrtość tlenu, natomiast rośnie zawartość siarkowodoru. Zatem gatunki bakterii które zużywają siarkowodów i równocześnie są wrażliwe na obecność tlenu, rozwijają się blisko dna kolumny.

Pobraliśmy do obserwacji próbki z tlenowej części Kolumny Winogradskiego. W jednej próbce pobraliśmy część kożucha będącego głównym pokarmem mikroorganizmów. W tej próbce spotkaliśmy się z różnorodnością gatunków, które występowały w licznych ilościach. Wśród mikroorganizmów znajdujących się w naszych próbkach wyróżniliśmy:

• Wrotki Rotifera

• Euglena Euglena

• Ameba Amoeba

• Pantofelek Paramecium caudatum

• Wirczyk Vorticella

• Sinice Cyanobacteria

• Śrubowce Spirillum

• Krętki Spirochaetes

• Inne Orzęski Ciliophora

---