The first investigatons of cyanotoxins presence in waterbodies and watercources of Belarus
Abstract
The estimation of species composition, abundance and biomass of cyanobacteria in “bloom” as well as the search for toxic species has been undertaken for the first time in 20 water bodies and water courses of Belarus mainly used for public recreation. There were identified 50 representatives of cyanobacteria assigned to 18 genera, among them three species were marked for the first time for the Belarus: Snowella atomus Komárek et Hindák., Anabaenopsis arnoldii Aptekar, Anabaenopsis kelifii Kog. By combining molecular-biological and analytical methods and by using genetic markers when studying toxic «water blooms» the search of genes responsible for synthesis of hepatotoxic microcystin, nodularin, cylindrospermosin and neurotoxic saxitoxin was undertaken. It has been shown that in all the investigated lakes and rivers there were cyanobacterium relating to Anabaena and Microcystis genera that can synthesize highly toxic microcystins – LR, RR, YR. Saxitoxin synthesis genes and close to it variants of paralytic toxins such as goniatoksins 5, 6, dekarbamoilgoniatoksin 2, dekarbamoilsaksitoksin and neosaksitoksin were found in 7 waterbodies.
References
1. Волошко ЛН, Плющ АВ, Титова НН. Токсины цианобактерий (cyanobacteria, cyanophyta). Альгология. 2008;1:3–20.
2. Михеева ТМ, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Гладких АС, Потапов СА и др. «Цветение» воды в городских экосистемах
реки Свислочь (Беларусь) и выявление потенциально токсичных цианобактерий. Сахаровские чтения 2011 года: экологические проблемы XXI века: материалы 11-й международной научной конференции, 19–20 мая 2011 г., Минск. Кундас СП, Позняк СС (редакторы). Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2011. с.175–176.
3. Михеева ТМ, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Гладких АС, Потапов СА и др. Цианобактерии и цианотоксины в планктоне зарегулированных водохранилищ и на городском отрезке реки Свислочь (Беларусь). Экологический вестник. 2011;4(18):30–37.
4. Mikheyeva TM, Belykh OI, Sorokovikova EG, Gladkikh AS, Luk’yanova EV, Potapov SA, Tikhonova IV, Fedorova GA, Korneva ES, Kuzmin AV et al. Detection of microcystin-producing cyanobacteria in the Svisloch River, Belarus. Baltic Coastal Zone. 2012;16:131–146.
5. Белых ОИ, Гладких АС, Сороковикова ЕГ и др. Микроцистин-продуцирующие цианобактерии в водоемах России, Беларуси и Украины. Химия в интересах устойчивого развития. 2013;21:363–378.
6. Михеева ТМ. Методы количественного учета нанофитопланктона (обзор). Гидробиологический журнал.1989;25:4:3–21.
7. Belykh OI, Sorokovikova EG, Fedorova GA, Kaluzhnaya OV, Korneva ES, Sakirko MV, Sherbakova TA. Presence and genetic diversity of microcystin-producing cyanobacteria (Anabaena and Microcystis) in Lake Kotokel (Russia, Lake Baikal Region). Hydrobiologia. 2011;671:241–252.
8. Михеева ТМ, Митрахович ПА, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Самойленко ВМ, Ковалевская РЗ, Дубко НВ, Лукьянова ЕВ, Кузьмин АВ, Федорова ГА, Карташевич ЗК. Фитопланктон как индикатор изменения трофического статуса и качества воды озера Кромань, подвергшегося антропогенному воздействию. Гидробиологический журнал. 2018;54:4:68–81.
9. Mikheyeva TM, Mitrakhovich PA, Belykh OI, Sorokovikova YeG, Samoylenko VM, Kovalevskaya RZ, Dubko NV, Lukyanova YeV, Kuzmin AV, Fedorova GA, Kartashevich ZK. Phytoplankton as the indicator of changes in the trophic status and water quality of Lake Kroman subjected to anthropogenic load. Hydrobiological Journal. 2018;54(6):64–77.
10. Михеева ТМ, Адамович БВ, Жукова ТВ, Савич ИВ, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Кузьмин АВ, Федорова ГА, Ковалевская РЗ, Селивончик ИН, Дубко НВ, Лукьянова ЕВ. Фитопланктон озера Большие Швакшты (Беларусь) при переходе экосистемы из макрофитного – слабоэвтрофного к фитопланктонному – гиперэвтрофному состоянию. Сибирский экологический журнал. 2018;6:661–676.
11. Mikheyeva TM, Adamovich BV, Zhukova TV, Savich IV, Belykh OI, Sorokovikova EG, Kuz’min AV, Fedorova GA, Kovalevskaya RZ, Selivonchik IN, Dubko NV and Luk’yanova EV. Phytoplankton of lake Bol’shie Shvakshty (Belarus) upon the transition of the ecosystem from a macrophyte – weakly eutrophic to a phytoplankton – hypereutrophic state. Contemporary Problems of Ecology. 2018;11:6:563–575.
12. Михеева ТМ. О нахождении Anabaenopsis raciborskii (Wołosz.) V. Miller в Белорусской ССР и некоторые заметки о роде Anabaenopsis (Wołosz.) V. Miller. Типография Карлова университета. Серия Биология. Прага, 1968. с.257–265.
13. Выявление токсичных цианобактерий в фитопланктоне крупнейших хозяйственно важных водоемов и водотоков России и Беларуси с оценкой их негативного влияния на качество воды. Отчет о научно-исследовательской работе. Договор с БРФФИ № Б12Р-028 от 15.04.2012, № гос. регистрации 20122473. Минск, 2014. 79 с.
14. Михеева ТМ, Лукьянова ЕВ. Планктонные цианопрокариоты в системе Нарочанских озер на разных этапах эволюции их трофического статуса. Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды: Материалы III Международной научной конференции, 17–22 сентября 2007 г., Минск–Нарочь / Белорусский государственный университет; Михеева ТМ (составитель и редактор). Минск: Издательский центр БГУ, 2007;65–66.
15. Vincent WF. Cyanobacteria. In: Likens GE (ed.). Encyclopedia of Inland Waters. Oxford (UK): Elsevier, 2009;3:226–232.
16. Skulberg OM. Taxonomy of toxic Cyanophyceae (Cyanobacteria). Algal toxins in seafood and drinking water. London: Acad. Press, 1993. p. 145–164.
17. Белякова PH, Волошко ЛН, Гаврилова ОВ и др. Водоросли, вызывающие «цветение» водоемов Северо-Запада России. Москва, 2006. 367 с.
18. Havens KH. Chapter 33: Cyanobacteria blooms: effects on aquatic ecosystems. In: Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research Needs. Advances in experimental medicine and biology. 2008;619:733–747.
19. Сиренко ЛА, Козицкая ВН. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. Киев, 1988. 256 с.
20. Орлов БН, Гелашвили ДБ, Ибрагимов АК. Ядовитые животные и растения СССР: Справочное пособие для студентов вузов по специальности «Биология». Москва: Высшая школа, 1990. 272 с.
21. Graham JL, Jones JR, Jones SB et al. Environmental factors influencing microcystin distribution and concentration in the Midwestern United States. Water Research. 2004;38:4395–4404.
2. Михеева ТМ, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Гладких АС, Потапов СА и др. «Цветение» воды в городских экосистемах
реки Свислочь (Беларусь) и выявление потенциально токсичных цианобактерий. Сахаровские чтения 2011 года: экологические проблемы XXI века: материалы 11-й международной научной конференции, 19–20 мая 2011 г., Минск. Кундас СП, Позняк СС (редакторы). Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2011. с.175–176.
3. Михеева ТМ, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Гладких АС, Потапов СА и др. Цианобактерии и цианотоксины в планктоне зарегулированных водохранилищ и на городском отрезке реки Свислочь (Беларусь). Экологический вестник. 2011;4(18):30–37.
4. Mikheyeva TM, Belykh OI, Sorokovikova EG, Gladkikh AS, Luk’yanova EV, Potapov SA, Tikhonova IV, Fedorova GA, Korneva ES, Kuzmin AV et al. Detection of microcystin-producing cyanobacteria in the Svisloch River, Belarus. Baltic Coastal Zone. 2012;16:131–146.
5. Белых ОИ, Гладких АС, Сороковикова ЕГ и др. Микроцистин-продуцирующие цианобактерии в водоемах России, Беларуси и Украины. Химия в интересах устойчивого развития. 2013;21:363–378.
6. Михеева ТМ. Методы количественного учета нанофитопланктона (обзор). Гидробиологический журнал.1989;25:4:3–21.
7. Belykh OI, Sorokovikova EG, Fedorova GA, Kaluzhnaya OV, Korneva ES, Sakirko MV, Sherbakova TA. Presence and genetic diversity of microcystin-producing cyanobacteria (Anabaena and Microcystis) in Lake Kotokel (Russia, Lake Baikal Region). Hydrobiologia. 2011;671:241–252.
8. Михеева ТМ, Митрахович ПА, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Самойленко ВМ, Ковалевская РЗ, Дубко НВ, Лукьянова ЕВ, Кузьмин АВ, Федорова ГА, Карташевич ЗК. Фитопланктон как индикатор изменения трофического статуса и качества воды озера Кромань, подвергшегося антропогенному воздействию. Гидробиологический журнал. 2018;54:4:68–81.
9. Mikheyeva TM, Mitrakhovich PA, Belykh OI, Sorokovikova YeG, Samoylenko VM, Kovalevskaya RZ, Dubko NV, Lukyanova YeV, Kuzmin AV, Fedorova GA, Kartashevich ZK. Phytoplankton as the indicator of changes in the trophic status and water quality of Lake Kroman subjected to anthropogenic load. Hydrobiological Journal. 2018;54(6):64–77.
10. Михеева ТМ, Адамович БВ, Жукова ТВ, Савич ИВ, Белых ОИ, Сороковикова ЕГ, Кузьмин АВ, Федорова ГА, Ковалевская РЗ, Селивончик ИН, Дубко НВ, Лукьянова ЕВ. Фитопланктон озера Большие Швакшты (Беларусь) при переходе экосистемы из макрофитного – слабоэвтрофного к фитопланктонному – гиперэвтрофному состоянию. Сибирский экологический журнал. 2018;6:661–676.
11. Mikheyeva TM, Adamovich BV, Zhukova TV, Savich IV, Belykh OI, Sorokovikova EG, Kuz’min AV, Fedorova GA, Kovalevskaya RZ, Selivonchik IN, Dubko NV and Luk’yanova EV. Phytoplankton of lake Bol’shie Shvakshty (Belarus) upon the transition of the ecosystem from a macrophyte – weakly eutrophic to a phytoplankton – hypereutrophic state. Contemporary Problems of Ecology. 2018;11:6:563–575.
12. Михеева ТМ. О нахождении Anabaenopsis raciborskii (Wołosz.) V. Miller в Белорусской ССР и некоторые заметки о роде Anabaenopsis (Wołosz.) V. Miller. Типография Карлова университета. Серия Биология. Прага, 1968. с.257–265.
13. Выявление токсичных цианобактерий в фитопланктоне крупнейших хозяйственно важных водоемов и водотоков России и Беларуси с оценкой их негативного влияния на качество воды. Отчет о научно-исследовательской работе. Договор с БРФФИ № Б12Р-028 от 15.04.2012, № гос. регистрации 20122473. Минск, 2014. 79 с.
14. Михеева ТМ, Лукьянова ЕВ. Планктонные цианопрокариоты в системе Нарочанских озер на разных этапах эволюции их трофического статуса. Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды: Материалы III Международной научной конференции, 17–22 сентября 2007 г., Минск–Нарочь / Белорусский государственный университет; Михеева ТМ (составитель и редактор). Минск: Издательский центр БГУ, 2007;65–66.
15. Vincent WF. Cyanobacteria. In: Likens GE (ed.). Encyclopedia of Inland Waters. Oxford (UK): Elsevier, 2009;3:226–232.
16. Skulberg OM. Taxonomy of toxic Cyanophyceae (Cyanobacteria). Algal toxins in seafood and drinking water. London: Acad. Press, 1993. p. 145–164.
17. Белякова PH, Волошко ЛН, Гаврилова ОВ и др. Водоросли, вызывающие «цветение» водоемов Северо-Запада России. Москва, 2006. 367 с.
18. Havens KH. Chapter 33: Cyanobacteria blooms: effects on aquatic ecosystems. In: Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research Needs. Advances in experimental medicine and biology. 2008;619:733–747.
19. Сиренко ЛА, Козицкая ВН. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. Киев, 1988. 256 с.
20. Орлов БН, Гелашвили ДБ, Ибрагимов АК. Ядовитые животные и растения СССР: Справочное пособие для студентов вузов по специальности «Биология». Москва: Высшая школа, 1990. 272 с.
21. Graham JL, Jones JR, Jones SB et al. Environmental factors influencing microcystin distribution and concentration in the Midwestern United States. Water Research. 2004;38:4395–4404.
Published
2021-04-09
Keywords:
Belarus, water bodies and water courses, cyanobacteria, cyanotoxins
How to Cite
Mikheyeva, T. M. (2021). The first investigatons of cyanotoxins presence in waterbodies and watercources of Belarus. Journal of the Belarusian State University. Ecology, 1, 52-61. Retrieved from https://journals.bsu.by/index.php/ecology/article/view/3879
Section
The Study and Rehabilitation of Ecosystems
