Characterization of two novel yeast strains used in mediated biosensors for wastewater

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Abstract:

After isolation from a pulp mill wastewater treatment facility, two yeast strains, designated SPT1 and SPT2, were characterized and used in the development of mediated biochemical oxygen demand (BOD) biosensors for wastewater. 18S rRNA gene sequence analysis revealed a one nucleotide difference between the sequence of SPT1 and those of Candida sojae and Candida viswanthii. While SPT2 had the highest overall homology to Pichia norvegensis, at only 73.5%, it is clearly an ascomycete, based on BLAST comparisons and phylogenetic analyses. Neighbor-joining dendrograms indicated that SPT1 clustered with several Candida spp., and that SPT2 clustered with Starmera spp., albeit as a very deep branch. Physiological tests, microscopic observations, and fatty acid analysis confirmed that SPT1 and SPT2 are novel yeast strains. Physiological tests also indicated that both strains had potential for use in mediated biosensors for estimation of BOD in wastewater. The lower detection limits of SPT1- and SPT2-based K3Fe(CN)6-mediated biosensors for a pulp-mill effluent were 2 and 1 mg BOD/L, respectively. Biosensor-response times for effluents from eight different pulp mills were in the range of 5 min. Reliability and sensitivity of the SPT1- and SPT2-based biosensors were good, but varied with the wastewater.Key words: yeast characterization, 18S rRNA gene sequence, pulp-mill wastewater, BOD5, mediated BOD biosensor.

Deux nouvelles souches de levure, désignées SPT1 et SPT2, ont été isolées dans un service de traitement des eaux résiduaires de moulin de pâte à papier, caractérisées et utilisées dans le développement de biosenseurs de demande biochimique en oxygène (DBO) pour l'eau usagée. L'analyse de la sequence de gène 18S rARN a indiqué des différences d'un nucléotide entre l'ordre de SPT1 et ceux de Candida sojae et Candida viswanthii. SPT2 s'alignait le plus a Pichia norvegensis, avec seulement une homologie de 73,5%, elle est évidemment une ascomycete, par comparisons BLAST et analyses phylogénetiques. Les dendrogrammes « neighbour-joining » ont indiqué que SPT1 groupait avec plusieurs espèces de Candida, tandis que SPT2 groupait avec des espèces Starmera, quoique comme branche plus profound. Les tests physiologiques, les observations microscopiques et l'analyse d'acide gras ont confirmé que SPT1 et SPT2 ont des nouvelles souches de levure. Les tests physiologiques ont également indiqué que les deux souches ont offert des possibilités intéressantes pour l'usage dans les biosenseurs d'évaluation de la DBO d'eau usagée. Les limites de détection inférieures des biosenseurs K3Fe(CN)6 à base de SPT1 et SPT2 pour un effluent de moulin de pâte à papier étaient 2 et 1 mg DBO/L, respectivement. Les temps de réponse de biosenseur pour des effluents de huit moulins de pâte à papier différents étaient dans l'intervalle de 5 min. La fiabilité et la sensibilité des biosenseurs à base de SPT1 et de SPT2 étaient bonnes, mais variable avec l'eau usagée.Mots clés : caractérisation de levure, sequence de gène 18S rARN, eaux résiduaires de moulin de pâte à papier, DBO5, biosenseur de DBO.
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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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