A survey of the composition and diversity of bacterial populations in bleached kraft pulp-mill wastewater secondary treatment systems

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Bacterial community compositions from 10 pulp- and paper-mill treatment systems were compared using both traditional and molecular techniques. 16S-RFLP (Random Fragment Length Polymorphisms) analysis was used to examine the genotypic profiles of the whole bacterial community of each treatment system. Although all the communities shared approximately 60% of their DNA band pattern, as determined by computer-assisted cluster analysis, each community displayed a unique profile that was stable over time under normal operating parameters. Reverse Sample Genome Probing (RSGP) and 16S-RFLP were used to compare the culturable bacterial communities of several geographically separated pulp-mill biotreatment system communities. There was little overlap in the composition of the culturable community between mills at the genus level. Furthermore, RSGP variation was almost as high within a mill as between mills. Partial sequences of the 16S rRNA genes from culturable isolates identified Bacillus spp., Pseudomonas spp., and Xanthobacter as some of the dominant species. Finally, several 16S rRNA genes from two whole community 16S RNA gene libraries were partially sequenced and identified as similar to unknown α-, -, and -Proteobacteria, Ralstonia, Alcaligenes, Nitrospira, Firmicutes, and clones representing the new Holophaga/Acidobacterium phylum. These findings suggest that although these pulp- and paper-mill biotreatment communities perform similar functions, they are populated by unique mixtures of species.Key words: biodiversity, 16S-RFLP, secondary treatment, pulp mills.

Nous avons comparé la composition des communautés bactériennes de dix systèmes de traitement de papeteries à l'aide de techniques traditionnelles et moléculaires. L'analyse du PTFR-16S (polymorphisme de taille des fragments de restriction) a été employés afin d'examiner les profils génétiques de la communauté bactérienne tout entière de chacun des systèmes de traitement. Bien que toutes les communautés ont partagé environ 60 % de leur profils de bandes d'ADN, tel que déterminé par une analyse informatique du groupement, chaque communauté a présenté un profil unique qui est demeuré stable avec le temps dans des conditions normales d'opération. Le sondage génomique inverse des échantillons (RSGP - « Reverse Sample Genome Probing ») et le PTFR-16S ont été employés afin de comparer les communautés de bactéries cultivables de plusieurs communautés de systèmes de biotraitement de papeteries géographiquement séparées. Il y eut peut de chevauchement dans la composition des communautés cultivables entre les usines au niveau du genre. Du reste, la méthode du RSGP a révélé que les variations étaient presque aussi élevées à l'intérieur d'une usine qu'entre les usines. Les séquences partielles des gènes de l'ARNr 16S d'isolats cultivables ont permis d'identifier quelques espèces dominantes tel que Bacillus spp., Pseudomonas spp. et Xanthobacter. Finalement, plusieurs gènes d'ARNr 16S de banques d'ARNr 16S de deux communautés entières ont été séquencés partiellement, et présentaient des similitudes avec des alpha, bêta et gamma-protéobactéries inconnues, Ralstonia, Alcaligenes, Nitrospira, Firmicutes et des clones représentant le nouvel embranchement Holophaga/Acidobacterium. Ces découvertes indiquent que bien que les communautés associées au biotraitement des papeteries remplissent des fonctions semblables, elles sont peuplées par des mélanges uniques d'espèces.Mots clés : biodiversité, PTFR-16S, traitement secondaire, papeteries.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2004

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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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