1

SUOMEN TALOUSVESI-VERKOSTOJEN MIKROBISTO

Uutta tietoa vesijohdoissa elävistä eukariooteista

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 1

DWDSOME - Mikrobiyhteisöjen dynamiikka talousveden jakelujärjestelmissä

Eukariootti -työryhmä: Jenni Inkinen1 // Balamuralikrishna Jayaprakash2 // Sallamaari Siponen3 // Anna-Maria Hokajärvi2 // Anna Pursiainen2 // Jenni Ikonen2 // Ivan Ryzhikov3 // Martin Täubel2 // Ari Kauppinen2 // Jussi Paananen1 // Ilkka T. Miettinen2 // Eila Torvinen3 // Mikko Kolehmainen3 // Tarja Pitkänen2

1 Itä-Suomen yliopisto, Lääketieteen laitos, Kuopio2 Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL), Terveysturvallisuusosasto, Kuopio3 Itä-Suomen yliopisto, Ympäristö- ja biotieteiden laitos, Kuopio

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 2

1

2

2

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

TYÖN TAVOITTEET

Määrittää ja vertailla eukarioottien yhteisörakenteita suomalaisissa talousvesiverkostoissa

– Kokonaisyhteisöt sekä ainoastaan elävien yhteisöt

Ymmärtää eri ympäristötekijöiden rooli eukarioottienyhteisörakenteen muodostumisessa

– Vesilaitos

– Vesijärjestelmän ominaisuudet (kylmä hanavesi, lämmin vesi, biofilmi)

– Sijainti talousvesiverkostossa

– Vuodenaika

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 4

3

4

3

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)

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 5

Talousvesiverkosto Raakaveden lähde Desinfiointi

A* Tekopohjavesi -

B* Tekopohjavesi -

C Pintavesi UV, ClO2, Cl2

D Pintavesi UV, NH2Cl

E Pohjavesi UV, NaOCl

*sama kaupunki

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 6

EUKARIOOTTIYHTEISÖN DIVERSITEETTI

PAINOTTAMATON PAINOTETTU

Inkinen et al. 2019. Manuscript in revision.

5

6

4

TAKSONOMISET PÄÄRYHMÄT

Kunta Pääjakso / Luokka Lkm

Metazoa

(eläimet)

Arthropoda (niveljalkaiset) 48

Gastrotricha (sukaspintaiset) 13

Nematoda (sukkulamadot) 63

Rotifera (rataseläimet) 35

Platyhelminthes (laakamadot) 12

Fungi

(sienet)

Ascomycota 66

Basidiomycota 68

Cryptomycota (“hidden fungi”) 53

Chloroplastida

(kasvit)

Charophyta 68

Chlorophyta 36

Kunta Pääjakso / Luokka Lkm

Amoebozoa

(ameebat)

Discosea 24

Tubulinea 22

LEMD255 7

LKM74 12

Alveolata

(alveolaatit)

Ciliophora (ripsieläimet) 225

Dinoflagellata (kasviplankton) 42

Protalveolata 17

Stramenopiles Ochrophyta (ruskeat levät) 174

Peronosporomycetes (vesihome) 19

Rhizaria Cercozoa (flagellaatit) 127

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 7

YLEISIMMÄT TAKSONIT VESILAITOKSITTAIN

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 8

A B C D E

AlveolaatitVihreät kasvit

Sienet

EläimetRuskeat levät

7

8

5

ALVEOLAATITVESIJOHTOVERKOSTOISSA

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 9

VIHREÄT KASVIT VESIJOHTOVERKOSTOISSA

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 10

9

10

6

RUSKEAT LEVÄT VESIJOHTOVERKOSTOISSA

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 11

SIENET VESIJOHTOVERKOSTOISSA

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 12

11

12

7

ELÄIMET VESIJOHTOVERKOSTOISSA

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 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

13

14

8

LAJIEN RIKKAUS

Inkinen et al. 2019. Manuscript in revision

• Lajien lukumäärä korkeinkylmissä vesissä (vs. lämmin vesi tai biofilmit)

• Desinfioimattomissaverkostoissa enemmäneukarioottilajeja (vs. desinfioidut vesilaitokset)

• Desinfiointi näyttääaiheuttavanselektiopaineeneukarioottiyhteisöihinbakteerien tapaan

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 15

NÄYTEPISTEEN MERKITYS LAJISTOON

AMEEBAT(RNA)

SIENET (RNA)

2 peräkkäistä viikkoa, 4 vuodenaikaa, 3 verkostopistettä

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 16

15

16

9

VEDEN VANHENEMINEN VERKOSTOSSA

Hämähäkkikukka Tarenayahassleriana suuri suhteellinen osuus verkoston kauimmaisessa sijainnissa 3

15.5.2019 #vesihuolto2019, @TarjaPitkanen, @THLorg 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

17

18

10

Erikoistutkija, dos., FT, Tarja PitkänenTerveysturvallisuusosastoVesimikrobiologian laboratorio, Kuopiotarja.pitkanen@thl.fi, @TarjaPitkanen, www.thl.fi/vesi

KIITOS MIELENKIINNOSTA!

19