SUOMEN TALOUSVESI- VERKOSTOJEN MIKROBISTO Uutta tietoa vesijohdoissa elävistä eukariooteista 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 1 1 DWDSOME - Mikrobiyhteisöjen dynamiikka talousveden jakelujärjestelmissä Eukariootti -työryhmä: Jenni Inkinen 1 // Balamuralikrishna Jayaprakash 2 // Sallamaari Siponen 3 // Anna- Maria Hokajärvi 2 // Anna Pursiainen 2 // Jenni Ikonen 2 // Ivan Ryzhikov 3 // Martin Täubel 2 // Ari Kauppinen 2 // Jussi Paananen 1 // Ilkka T. Miettinen 2 // Eila Torvinen 3 // Mikko Kolehmainen 3 // Tarja Pitkänen 2 1 Itä-Suomen yliopisto, Lääketieteen laitos, Kuopio 2 Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL), Terveysturvallisuusosasto, Kuopio 3 Itä-Suomen yliopisto, Ympäristö- ja biotieteiden laitos, Kuopio 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 2 2 1
Eukarioottiyhteisöistä vain vähän tietoa Vesijärjestelmien mikrobien yhteisörakenteen tutkimukset ovat keskittyneet ainoastaan bakteereihin Tautia-aiheuttavat eukariootit parhaiten tunnettuja: Vapaana elävät amebat kuten Vermamoeba vermiformis, Acanthamoeba spp., Balamuthia mandrillaris Patogeeniset loismadot (Enterobius, Ascaris) ja vapaana elävät sukkulamadot (Nematoda) Mykotoksiineja tai allergisoivia yhdisteitä, sekä haju- ja makuhaittoja veteen tuottavat homelajit (esim. Aspergillus, Penicillium) 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 3 3 TYÖN TAVOITTEET Määrittää ja vertailla eukarioottien yhteisörakenteita suomalaisissa talousvesiverkostoissa Kokonaisyhteisöt sekä ainoastaan elävien yhteisöt Ymmärtää eri ympäristötekijöiden rooli eukarioottien yhteisörakenteen muodostumisessa Vesilaitos Vesijärjestelmän ominaisuudet (kylmä hanavesi, lämmin vesi, biofilmi) Sijainti talousvesiverkostossa Vuodenaika 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 4 4 2
TUTKIMUSAINEISTO JA -MENETELMÄT 124 suuren tilavuuden (100 L / DEUF) talousvesinäytettä 40 lämpimän veden näytettä ja 16 biofilmi/vesimittarinäytettä Syväsekvensointi (next-generation sequencing, NGS) 18S ribosomaalinen geeni (18S rdna eli kokonaisyhteisö) ja sen transkripti (18S rrna eli aktiivinen tai lepotilassa oleva yhteisö) Talousvesiverkosto Raakaveden lähde Desinfiointi A* Tekopohjavesi - *sama kaupunki B* Tekopohjavesi - C Pintavesi UV, ClO 2, Cl 2 D Pintavesi UV, NH 2 Cl E Pohjavesi UV, NaOCl 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 5 5 EUKARIOOTTIYHTEISÖN DIVERSITEETTI PAINOTTAMATON PAINOTETTU Inkinen et al. 2019. Manuscript in revision. 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 6 6 3
TAKSONOMISET PÄÄRYHMÄT Kunta Pääjakso / Luokka Lkm Kunta Pääjakso / Luokka Lkm Metazoa Arthropoda (niveljalkaiset) 48 Amoebozoa Discosea 24 (eläimet) Gastrotricha (sukaspintaiset) 13 Nematoda (sukkulamadot) 63 (ameebat) Tubulinea 22 LEMD255 7 Rotifera (rataseläimet) 35 LKM74 12 Platyhelminthes (laakamadot) 12 Alveolata Ciliophora (ripsieläimet) 225 Fungi (sienet) Chloroplastida (kasvit) Ascomycota 66 Basidiomycota 68 Cryptomycota ( hidden fungi ) 53 Charophyta 68 Chlorophyta 36 (alveolaatit) Dinoflagellata (kasviplankton) 42 Protalveolata 17 Stramenopiles Ochrophyta (ruskeat levät) 174 Peronosporomycetes (vesihome) 19 Rhizaria Cercozoa (flagellaatit) 127 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 7 7 YLEISIMMÄT TAKSONIT VESILAITOKSITTAIN A B C D E Alveolaatit Vihreät kasvit Ruskeat levät Sienet Eläimet 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 8 8 4
ALVEOLAATIT VESIJOHTOVERKOSTOISSA 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 9 9 VIHREÄT KASVIT VESIJOHTOVERKOSTOISSA 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 10 10 5
RUSKEAT LEVÄT VESIJOHTOVERKOSTOISSA 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 11 11 SIENET VESIJOHTOVERKOSTOISSA 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 12 12 6
ELÄIMET VESIJOHTOVERKOSTOISSA 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 13 13 AMEEBAT VESIJOHTOVERKOSTOISSA Mahdollisia haitallisia vaikutuksia vesiturvallisuuteen Itsessään tautia-aiheuttavat Taudinaiheuttajabakteereja kantavat Balamuthia (=identity 90%) Vannella Vermamoeba vermiformis 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 14 14 7
LAJIEN RIKKAUS Lajien lukumäärä korkein kylmissä vesissä (vs. lämmin vesi tai biofilmit) Desinfioimattomissa verkostoissa enemmän eukarioottilajeja (vs. desinfioidut vesilaitokset) Desinfiointi näyttää aiheuttavan selektiopaineen eukarioottiyhteisöihin bakteerien tapaan Inkinen et al. 2019. Manuscript in revision 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 15 15 NÄYTEPISTEEN MERKITYS LAJISTOON SIENET (RNA) 2 peräkkäistä viikkoa, 4 vuodenaikaa, 3 verkostopistettä AMEEBAT (RNA) 16 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 16 8
VEDEN VANHENEMINEN VERKOSTOSSA Hämähäkkikukka Tarenaya hassleriana suuri suhteellinen osuus verkoston kauimmaisessa sijainnissa 3 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 17 17 JOHTOPÄÄTÖKSET Ensimmäinen katsaus vesijohtoverkostojen eukariootteihin Eukarioottiyhteisöt riippuvaisia ympäristötekijöistä Maantieteellinen sijainti/ vesilaitoksen raakavesi ja puhdistusprosessi, desinfiointi Talousvesi vs. lämmin vesijärjestelmä, biofilmit Tarkastelupisteen sijainti verkoston sisällä Jatkotutkimuksissa selvitettävää Sienet ja amebat / vuorovaikutukset, toiminta ja mahdollisen terveyshaitan suuruus Tietokannan täydentäminen / tunnistamattomat sekvenssit 15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 18 18 9
KIITOS MIELENKIINNOSTA! Erikoistutkija, dos., FT, Tarja Pitkänen Terveysturvallisuusosasto Vesimikrobiologian laboratorio, Kuopio tarja.pitkanen@thl.fi, @TarjaPitkanen, www.thl.fi/vesi 19 10