Research Article

THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES

Volume: 22 Number: 1 April 15, 2021
TR EN

Öz

Çalışmada bir şeker endüstrisi atık su arıtma tesisinin anaerobik reaktörünün mikrobiyal özellikleri klonlama, FISH (Floresan in situ hibridizasyon) ve metagenomik analiz kullanılarak analiz edilmiştir. Örnekler 148. operasyon gününde reaktörün yedi farklı girişinden alınmıştır. Sıcaklık mezofilik koşullarda tutulmuştur. Sistem 6,8 pH aralığında çalışmıştır. Klonlama sonuçları, bakteri klonlarının çoğunun kültüre alınmamış Bacteria üyelerine ait olduğunu göstermiştir. Birçok arkeal klon, kültüre alınmamş Archaea ve Methanosarcina ile ilişkilidir. FISH yöntemi de örneklerin mikrobiyal kompozisyonunu belirlemek için uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar bakteriyel ve arkel türlerin neredeyse eşit oranlarda bulunduğunu göstermiştir. Örneklerde çubuk şeklindeki hücreler, uzun basiller, koklar ve uzun zincirler tespit edilmiştir. Metagenomik analiz sonuçları değerlendirildiğinde ise, tüm örneklerde, Archaea domaini üyelerinin %60-36 oranları arasında ve Bakteri domaini üyelerinin ise %58-31 oranları arasında bulunduğu belirlenmiştir. Filum düzeyinde, tüm örneklerde Euryarchaeota filumunun en baskın filum olduğu saptanmıştır. Proteobacteria (%14,8-21,97) ve Actinobacteria (%5,53-15,94) filumlarının da yüksek oranda olduğu görülmüştür. Ayrıca örneklerde Spirochaeotes (%0,63-4,82) ve Bacteroidetes (%1,72-2,38) üyeleri analiz edilmiştir. Bu çalışma, yapılan analizler ile yüksek konsantrasyonlu organik şeker atıksu reaktöründe hem bakteriyel hem de arkael popülasyonları ortaya çıkarmıştır. Bu sonuçlar, daha verimli anaerobik arıtma sistemlerinin geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

Thanks

I would like to thank Prof. Dr. Mehmet Burcin MUTLU (Eskişehir-Turkey) for his scientific comments on this work.

References

  1. 1. Aird, D., Ross, M. G., Chen, W. S., Danielsson, M., Fennell, T., Russ, C., Jaffe B.D., Nusbaum C. & Gnirke, A. 2011. Analyzing and minimizing PCR amplification bias in Illumina sequencing libraries. Genome Biology, 12(2): 1-14. https://doi.org/10.1186/gb-2011-12-2-r18
  2. 2. Albertsen, M., Hugenholtz, P., Skarshewski, A., Nielsen, K.L., Tyson, G.W. & Nielsen, P.H. 2013. Genome sequences of rare, uncultured bacteria obtained by differential coverage binning of multiple metagenomes. Nature Biotechnology, 31(6): 533-538. https://doi.org/10.1038/nbt.2579
  3. 3. Amann, R.I., Ludwig, W. & Schleifer, K.H. 1995. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation. Microbiological Reviews, 59(1): 143-169. https://doi.org/10.1128/MMBR.59.1.143-169.1995
  4. 4. Ambuchi, J.J., Liu, J., Wang, H., Shan, L., Zhou, X., Mohammed, M.O. & Feng, Y. 2016. Microbial community structural analysis of an expanded granular sludge bed (EGSB) reactor for beet sugar industrial wastewater (BSIW) treatment. Applied Microbiology and Biotechnology, 100(10): 4651-4661. https://doi.org/10.1007/s00253-015-7245-2
  5. 5. Amin, G.A. & Vriens, L. 2014. Optimization of up-flow anaerobic sludge blanket reactor for treatment of composite fermentation and distillation wastewater. African Journal of Biotechnology, 13(10): 1136-1142. https://doi.org/10.5897/AJB2013.12228
  6. 6. Andersson, S. 2009. Characterization of bacterial biofilms for wastewater treatment (Doctoral dissertation, Kungliga Tekniska Högskolan). KTH, School of Biotechnology, Environmental Microbiology, Stockholm, Swedish.
  7. 7. Bragg, L. & Tyson, G.W. 2014. Metagenomics using next-generation sequencing. In: Environmental microbiology: methods and protocols, vol. 1096. 2nd ed, Paulsen IT., Holmes AJ, (eds.). New York City: Humana Press; 183-201. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-712-9_15
  8. 8. Caporaso, J. G., Kuczynski, J., Stombaugh, J., Bittinger, K., Bushman, F. D., Costello, E. K., & Knight, R. 2010. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data. Nature Methods, 7(5): 335-336. https://doi.org/10.1038/nmeth.f.303

Details

Primary Language

English

Subjects

Structural Biology

Journal Section

Research Article

Publication Date

April 15, 2021

Submission Date

December 3, 2020

Acceptance Date

March 23, 2021

Published in Issue

Year 1970 Volume: 22 Number: 1

APA
Poyraz, N. (2021). THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES. Trakya University Journal of Natural Sciences, 22(1), 49-58. https://doi.org/10.23902/trkjnat.835403
AMA
1.Poyraz N. THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES. Trakya Univ J Nat Sci. 2021;22(1):49-58. doi:10.23902/trkjnat.835403
Chicago
Poyraz, Nilgün. 2021. “THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES”. Trakya University Journal of Natural Sciences 22 (1): 49-58. https://doi.org/10.23902/trkjnat.835403.
EndNote
Poyraz N (April 1, 2021) THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES. Trakya University Journal of Natural Sciences 22 1 49–58.
IEEE
[1]N. Poyraz, “THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES”, Trakya Univ J Nat Sci, vol. 22, no. 1, pp. 49–58, Apr. 2021, doi: 10.23902/trkjnat.835403.
ISNAD
Poyraz, Nilgün. “THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES”. Trakya University Journal of Natural Sciences 22/1 (April 1, 2021): 49-58. https://doi.org/10.23902/trkjnat.835403.
JAMA
1.Poyraz N. THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES. Trakya Univ J Nat Sci. 2021;22:49–58.
MLA
Poyraz, Nilgün. “THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES”. Trakya University Journal of Natural Sciences, vol. 22, no. 1, Apr. 2021, pp. 49-58, doi:10.23902/trkjnat.835403.
Vancouver
1.Nilgün Poyraz. THE MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF AN ANAEROBIC REACTOR IN A SUGAR INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT PLANT-FROM CLASSICAL TO NEW APPROACHES. Trakya Univ J Nat Sci. 2021 Apr. 1;22(1):49-58. doi:10.23902/trkjnat.835403