MIKROBIÁLNÍ EKOLOGIE VODY (EKO/MIEV)

pocet hodin: 2 hod/týden
zakoncení: Zk
vyucující: Josef K Fuksa ( josef_fuksa@vuv.cz ),
Martin Rulík ( rulik@prfholnt.upol.cz )
pocet kreditu: 2
semestr zimní
maximální pocet studentu: 12
obory: SBE, OTŽP
predmet typu : B

Anotace :

Prednáška poskytuje základní informace o biologii a ekologii mikrooganismu ve vodních ekosystémech, jejich významu v biogeochemickém kolobehu látek a transformace energie, možnostech využití v antropogenních systémech a roli v hygiene vody

Lecture „Aquatic microbial ecology“ provides an basic overview of biology and ecology of microorganisms in water ecosystems, their importance in biogeochemical matter cycling and energy transformation, possibilities of using in anthropogenic system and their role in water borne infections

Syllabus prednášky Mikrobiální ekologie vody

1. Mikroorganismy ve vodách - charakteristika vybraných skupin (baktérie, archebaktérie, rasy, bezbarví bicíkovci a nálevníci, mikroskopické houby), základy fyziologie baktérií, metabolismus a rust baktérií, funkcní skupiny baktérií, extremofilní baktérie
2. Metody vodní mikrobiologie - prímé mikroskopické pocty vs kultivace, biomasa (analýza obrazu, biovolum/bakteriální C), aktivita (FDA, príjem glukózy, EEA), produkce (inkorporace 3 H-thymidinu a 14 C-leucinu), taxonomie a determinace (PCR, DGGE, TGGE, FISH, PLFA), detekce prvoku (protargol), rychlost žraní baktérií (FLB), biomasa hub (ergosterol)
   
   

   Přednášky

   Stanovení substrátové preference metanogenních bakterií pomocí metody stabilních izotopů

   Stanovení substrátové preference metanogenních bakterií pomocí metody stabilních izotopů

   Vybrané molekulární metody v mikrobiální ekologii vod

3. Mikrobiální smycka ve vodách - mikroorganismy vs trofická sít vodních ekosystému, viry a virové lýze, mortalita baktérií žraním, fenotypové zmeny baktérií jako dusledek predace, význam mikrobiální smycky v toku látek a živin, príkladové studie (Šumava, ….)
4. Mikrobiální biofilmy ve vodním prostredí – výskyt a význam biofilmu v prostredí, vznik a rust biofilmu, quorum sensing a diferenciace biofilmu, biofilmy a rezistence vuci ATB, biofilmy a koroze, biofilmy a patogenní infekce, biofilmy jako metabolické centrum
5. Mikrobiální respirace, fotosyntéza a symbióza ve vodách – aerobní vs anaerobní respirace, termodynamika procesu a dostupné elektronové akceptory, fermentace, hlavní a akcesorické pigmenty, oxygení vs anoxygenní organismy, príklady symbiózy ve vodách (herbivorní ryby, korálové útesy, nálevníci, riftie)
6. Role baktérií v biogeochemické kolobehu prvku ve vodních ekosystémech – autochtonní vs allochtonní uhlík, DOC a POC, metanogeneze, cyklus dusíku (fixace N 2 , nitrifikace, nitrátová respirace, denitrifikace), aerobní vs anaerobní cyklus síry a produkce DMS, bakteriální oxidace a respirace železa a manganu, baktérie vs cyklus vápníku a fosforu
7. Baktérie v jednotlivých typech vodních ekosystému – more, jezera a nádrže, tekoucí vody, podzemní vody, extrémní biotopy, umelé systémy (pitné vody, COV), rízená biodegradace (bioremediace)
8. Zdravotní a hygienické aspekty vodní mikrobiologie - výskyt a osud indikátorových organismu ve vodách (planktonní vs biofilmová spolecenstva, sedimenty vod), voda jako vektor patogenních organismu ( E. coli, Salmonella, Vibrio, Legionella , Naegleria, Hartmanella ) a nákaz (kryptosporidie, leptospiry…)

 

Doporucená studijní literatura:

• Atlas R, Bartha R (1998): Microbial ecology: Fundamentals and applications . 4th ed. Benjamin/Cummings Science Publishing, Menlo Park, California, 694 pp.
• Brock TD, Madigan MT (1991): Biology of microorganisms. 6th ed. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 874 pp.
• Burlage RS, Atlas R, Stahl D, Geesey G, Sayler G (eds)(1998): Techniques in microbial ecology. Oxford University Press, New York, 468 pp.
• Fenchel T, Finlay BJ (1995): Ecology and evolution in anoxic worlds . Oxford University Press, Oxford, 276 pp
• Fenchel T, King GM, Blackburn TH (1998): Bacterial biogeochemistry: The ecophysiology of mineral cycling. 2nd ed. Academic Press, San Diego,307 pp.
• Hausmann K, H ü lsmann N (2003): Protozoologie. Academia, Praha, 347 pp.
• Chapelle FH (1993): Ground-water microbiology and geochemistry . John Wiley & Sons, New York, 424 pp.
• Jjemba PK (2004): Environmental microbiology: Principles and applications . Science Publisher, Inc. Enfield, New Hampshire, 372 pp.
• Kaprálek F (1986): Fyziologie baktérií . SPN, Praha, 608 pp.
• Kemp PF, Sherr BF, Sherr EB, Cole JJ (eds)(1993): Handbook of methods in aquatic microbial ecology. Lewis Publisher, Boca Raton , FL, 377 pp.
• Kirchman DL (ed)(2000): Microbial ecology of the oceans . Wiley-Liss, New York, 542 pp.
• Maier RM, Pepper IL, Gerba CP (2000): Environmental microbiology . Academic Press, San Diego, 585 pp.
• Overbeck J, Chróst RJ (eds)(1990) : Aquatic microbial ecology. Biochemical and molecular approaches. Springer-Verlag New York Inc., 190 pp.
• Rheinheimer G (1991): Aquatic microbiology. 4th ed . John Wiley & Sons, Chicester, 363 pp.
• Staley JT, Reysenbach A-L (2002): Biodiversity of microbial life . Wiley_liss, Inc. New York, 552 pp.
• Stolp H (1988) : Microbial ecology: organisms, habitats, activities . Cambridge University Press, Cambridge, 308 pp.
• Straškrabová V, et al. (1996): Mikrobiální ekologie vody, PHARE
• Zehnder AJB (1988): Biology of anaerobic microorganisms . A Wiley-Interscience Publications, New York, 872 pp.

+ aktuální separátová literatura (Web of Science – http://isi17.isiknowledge.com/portal.cgi /)