Allelopathic effect of the Baltic picocyanobacterium Synechococcus sp. on selected diatoms

Abstract

It is commonly believed that the structure of phytoplankton and the formation of cyanobacterial and algal blooms may be explained by allelopathic interactions. The main aim of this study was to investigate the allelopathic effect of picocyanobacterium Synechococcus sp. on the following growth and fluorescence parameters: the maximum quantum yield of PSII photochemistry (Fv/Fm), and the effective quantum yield of PSII photochemistry ( PSII) of selected diatoms – Nitzschia fonticola, Fistulifera saprophila, Navicula perminuta and Amphora coffeaeformis. In this study, it was demonstrated that picocyanobacterium caused allelopathic effects against Baltic diatoms. The results showed that the addition of cell-free filtrate from Synechococcus sp. increased the number of cells of N. fonticola and F. saprophila. Moreover, it was found that picocyanobacterium was stimulated fluorescence parameters of N. fonticola, F. saprophila, and N. perminuta. On the other hand, it was noted that filtrate obtained from picocyanobacterium caused the inhibition of Fv/Fm parameter of A. coffeaeformis. The results of this experiment may provide further information about allelopathic interactions between Baltic picocyanobacteria and diatoms that are crucial to the understanding of algal blooms in aquatic ecosystems.

Powszechnie uważa się, że oddziaływanie allelopatyczne może mieć wpływ na strukturę fitoplanktonu oraz tworzenie masowych zakwitów sinic oraz mikroglonów. Głównym celem niniejszych badań było wykazanie oddziaływania allelopatycznego pikoplanktonowej sinicy Synechococcus sp. na wzrost oraz parametry fluorescencji, charakteryzujące maksymalną wydajność fotosystemu II (Fv/Fm) oraz rzeczywista wydajność fotosystemu II na świetle ( PSII) wybranych gatunków okrzemek: Nitzschia fonticola, Fistulifera saprophila, Navicula perminuta i Amphora coffeaeformis. Zaobserwowano, że pikoplanktonowa sinica wykazywała allelopatyczne właściwości na badane bałtyckie okrzemki. Na podstawie uzyskanych danych zanotowano, że dodanie przesączu z sinicy Synechococcus sp. stymulowało wzrost N. fonticola i F. saprophila. Ponadto zaobserwowano znaczący wzrost parametrów fluorescencji u N. fonticola, F. saprophila i N. perminuta. W pracy również wykazano, że przesącz powodował obniżenie wartości parametru $F_v/F_m u A$. coffeaeformis. Wyniki uzyskane w niniejszej pracy dostarczają szerszych informacji odnoście oddziaływania allelopatycznego, występującego pomiędzy wybranymi gatunkami sinic i okrzemek, które w znaczący sposób mogą przyczynić się do zrozumienia pojawiających się w wielu ekosystemach wodnych masowych zakwitów sinic i mikroglonów.