Az értekezésben aktuális globális környezeti problémát, a toxikus cianobakteriális vízvirágzások során előforduló biológiailag aktív szekunder metabolitok ökoszisztémában betöltött szerepét és potenciális káros hatásait tárgyaltuk. A dolgozat a Microcystis fajok által termelődött metabolit csoportokat tanulmányozza. Munkánk során egy hazai eutróf víztérben a mikrocisztin termelő fajok megjelenését, a toxintermelés dinamikáját, és a toxin variabilitást vizsgáltuk 3 éven keresztül terepi körülmények között. Meghatároztuk továbbá a vízvirágzások során a víztérben lévő extracelluláris és intracelluláris MC tartalmat, valamint a fitoplankton biomassza toxicitását. Bizonyítottuk, hogy a toxikus víztérben egyértelműen megvalósult a mikrocisztin bioakkumulációja az ott élő Ceratophyllum submersum alámerülő vízi makrofitában, mely magas koncentrációban akkumulálta a toxint. Az értekezésben továbbá meghatároztuk két laboratóriumi körülmények között fenntartott Microcystis izolátum oligopeptid mintázatát, melyekből öt mikroginin variánst azonosítottunk és tisztítottunk. Elsőként írtuk le a MGL 402 mikroginin variánst. Igazoltuk, hogy mikroginin tartalmú cianobakteriális kivonatok, valamint tiszta mikrogininek hatással vannak a HepG2 sejtek viabilitására és proliferációjára. Elsőként írtuk le a B-14-01 és F-14/9-S12-4-A-01 mikroginin tartalmú cianobakteriális kivonatok és az MGL 402, MG FR3, cyanostatin B, MG GH787, MG 565+cyanostatin B tiszta mikrogininek genotoxikus aktivitását HepG2 sejteken. Bizonyítottuk, hogy indukálják a DNS száltörések képződését, azonban a DNS kettős száltörések képződését nem. Kimutattuk, hogy a MG GH787 és cyanostatin B variánsok, és a B-14-01 kivonat hatással vannak a genomi változások indukciójára HepG2 sejtekben. Igazoltuk a mikroginin tartalmú cianobakteriális kivonatok növekedésgátló hatását fehér mustár(Sinapis alba)csíranövényeken.

The dissertation focuses on a relevant global problem: the production of bioactive metabolites occurring in cyanoHABs, and discusses their role in the ecosystem as well as their potential adverse effects. The present work includes two studies of two oligopeptide groups produced by Microcystis sp. In our work, we studied the toxicity of MCs under field conditions during 3 years in a Hungarian shallow lake. Our aim was to study the toxin producer species, as well as the dynamics and variability of the cyanotoxin MCs. We measured the MC content of the cell-free water samples (extracellular MC) and phytoplankton samples (intracellular MC)and studied the toxicity of waterblooms in plant test systems. Our work is one of the few studies where the MC bioaccumulation in aquatic macrophytes was investigated in the real environment. We demonstrated that Ceratophyllum submersum, a submerged aquatic macrophyte, is capable of accumulating MC in their tissues in higher concentrations. Moreover, the second part of our study was focusing on two microginin (MG) producer Microcystis isolated laboratory strains. We described the oligopeptid patterns of the two Microcystis isolates, identified and purified 5 microginin congeners. Here we described MGL 402 variant for the first time. We demonstrated that the cyanobacterial extracts containing MGs and pure MGs affect the viability and proliferation of HepG2 cells. We reported for the first time the genotoxic activity of the cyanobacterial extracts B-14-01 and F-14/9-S12-4-A-01, and MGL 402, MG FR3, cyanostatin B, MG GH787, MG 565+cyanostatin B congeners. We demonstrated that they induce the formation of DNA strand breaks, but not the formation of DNA double-strand breaks. MG GH787 and cyanostatin B congeners, and the cyanobacterial extract B-14-01 influenced the genomic instability of HepG2 cells. Cyanobacterial extracts containing MGs showed growth inhibitory activity on Sinapis alba seedlings.