Analysis on the metabolism network of volatile fatty acids by methanogenic consortia

产甲烷菌群挥发性脂肪酸代谢网络分析

基本信息

  • 批准号:
    14580593
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Acetate conversion pathways of methanogenic consortia in acetate-fed chemostats at dilution rates of 0.025 d^<-1> and 0.6 d^<-1> were investigated using ^<13>C-labeled acetates followed by gas chromatogram mass spectrometry (GC-MS) analysis of CH_4 and CO_2 produced. Non-aceticlastic syntrophic oxidation by acetate oxidizing syntrophs and hydrogenotrophic methanogens was suggested to occupy a primary pathway in total methanogenesis at the low dilution rate. In contrast, aceticlastic cleavage of acetate by aceticlastic methanogens was suggested to occupy a primary pathway in total methanogenesis at the high dilution rate.Phylogenetic analyses of transcripts of the methyl coenzyme M reductase gene (merA) confirmed a significant number of transcripts of the genera Methanoculleus, hydrogenotrophic methanogen, and Methanosarcina, aceticlastic methanogen, were present in the chemostats at the low and high dilution rates, respectively. The mcrA transcripts of the genus Methanosaeta, aceticlas … More tic methanogen, which dominated the population, were poorly detected at the both dilution rate due to the limited diversity coverage of the primers used. These results demonstrated that dilution rate could cause a shift in the primary pathway of acetate conversion to methane in acetate-fed chemostats.The microbial communities of methanogenic consortia in propionate-fed chemostats at dilution rates of 0.01 and 0.3 d^<-1> were investigated using fluorescence in situ hybridization (FISH), denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and 16S rDNA clone analysis. In the domain Archaea, microorganisms closely related to the genera Methanosaeta and Methanoculleus were shown to be predominant at the low dilution rate. In the domain Bacteria, a propionate-oxidizing syntroph Syntrophobacter was shown to be predominant. At the high dilution rate, microorganisms related to the genera Methnaosaeta, Methanoculleus, Methanospirillum were dominant in the domain Archaea. In the domain Bacteria, microorganisms related to the genus Desulfotomaculum were predominant. These results indicated that the microorganisms responsible for degradation of propionate were different by the dilution rates. Less
使用^ 13 C标记的乙酸盐,然后对产生的CH_4和CO_2进行气相色谱质谱(GC-MS)分析,研究了稀释率0.025 d^ -1 > 和0.6 d^ -1 > 的乙酸盐供给恒化器中产甲烷菌群的乙酸盐转化途径。乙酸氧化共养生物和氢营养产甲烷菌的非乙酸共养氧化被认为在低稀释率下占据总产甲烷作用的主要途径。相比之下,醋酸盐产甲烷菌对乙酸盐的醋酸盐裂解被认为在高稀释率下占据总产甲烷作用的主要途径。甲基辅酶M还原酶基因(merA)转录物的系统发育分析证实了Methanoculleus属、氢营养产甲烷菌属和Methanosarcina属的大量转录物, 乙酸弹性产甲烷菌分别以低稀释率和高稀释率存在于恒化器中。由于所用引物的多样性覆盖范围有限,在种群中占主导地位的甲烷菌属、醋酸菌属的 mcrA 转录本在两种稀释率下均检测不到。这些结果表明,稀释率可能导致醋酸盐补给恒化器中乙酸盐转化为甲烷的主要途径发生变化。使用荧光原位杂交(FISH)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和16S rDNA克隆对稀释率为0.01和0.3 d^<-1>的丙酸盐补给恒化器中产甲烷菌群的微生物群落进行了研究 分析。在古菌领域,与甲烷菌属和甲烷库菌属密切相关的微生物在低稀释率下占主导地位。在细菌领域,丙酸氧化型互养细菌(Syntropobacter)被证明是主要的。在高稀释率下,与 Methnaosaeta、Methanoculleus、Methanospirillum 属相关的微生物在古细菌领域中占优势。在细菌领域,与 Desulfotomaculum 属相关的微生物占主导地位。这些结果表明,负责丙酸盐降解的微生物因稀释率而异。较少的

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
小林 努 他4名: "メタン発酵における酢酸からのメタン生成経路と微生物叢の解析"平成14年度日本生物工学会大会講演要旨集. 153 (2002)
Tsutomu Kobayashi等4人:“甲烷发酵中乙酸和微生物菌群的甲烷生产途径分析”2002年日本生物工程学会会议摘要153(2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toru Shigematsu: "Effect of dilution rate on metabolic pathway shift between aceticlastic and non-aceticlastic methanogenesis in chemostat cultivation."Applied and Environmental Microbiology. 70(印刷中). (2004)
Toru Shigematsu:“恒化器培养中稀释率对乙酸和非乙酸产甲烷作用之间代谢途径转变的影响。”《应用与环境微生物学》70(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toru Shigematsu et al.: "Effect of dilution rate on structure of a mesophilic acetate-degrading methanogenic community during continuous cultivation."Journal of Bioscience and Bioengineering. 96(6). 547-558 (2003)
Toru Shigematsu 等人:“连续培养过程中稀释率对嗜温醋酸盐降解产甲烷群落结构的影响。”生物科学与生物工程杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
筌場 望 他3名: "高級脂肪酸のメタン発酵による分解と菌叢解析"第37回日本水環境学会年会講演集. 279 (2003)
Nozomi Kakuba 等 3 人:“通过甲烷发酵和细菌菌群分析分解高级脂肪酸”日本水环境学会第 37 届年会记录 279(2003 年)。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
重松 亨 他4名: "PT-PCR法および安定同位体の利用による酢酸分解メタン発酵槽内微生物の代謝解析"第6回水環境学会シンポジウム講演集. 211-212 (2003)
Toru Shigematsu等4人:“使用PT-PCR方法和稳定同位素对乙酸降解甲烷发酵罐中的微生物进行代谢分析”第六届水环境学会研讨会论文集211-212(2003)。
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