Culture-dependent and -independent approaches establish the complexity of a PAH-degrading microbial consortium

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Abstract:

A microbial consortium (AM) obtained by sequential enrichment in liquid culture with a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) mixture of three- and four-ringed PAHs as a sole source of carbon and energy was examined using a triple-approach method based on various cultivation strategies, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), and the screening of 16S and 18S rRNA gene clone libraries. Eleven different sequences by culture-dependent techniques and seven by both DGGE and clone libraries were obtained. The comparison of three variable regions (V3–V5) of the 16S rRNA gene between the sequences obtained yielded 19 different microbial components. Proteobacteria were the dominant group, representing 83% of the total, while the CytophagaFlexibacterBacteroides group (CFB) was 11% and the Ascomycota fungi 6%. -Proteobacteria were predominant in the DGGE and clone library methods, whereas they were a minority in culturable strains. The highest diversity and number of noncoincident sequences were achieved by the cultivation method that showed members of the α-, -, and -Proteobacteria; CFB bacterial group; and Asco mycota fungi. Only six of the 11 strains isolated showed PAH-degrading capability. The bacterial strain (AMS7) and the fungal strain (AMF1), which were similar to Sphingomonas sp. and Fusarium sp., respectively, achieved the greatest PAH depletion. The results indicate that polyphasic assessment is necessary for a proper understanding of the composition of a microbial consortium.Key words: microbial consortium, microbial diversity, PAHs, DGGE, 16S rRNA gene.

Un consortium microbien (AM) obtenu par enrichissement séquentiel en milieu de culture liquide, utilizant un mélange d'hydrocarbures polycycliques aromatiques (HAP) à 3 et 4 anneaux comme seule source de carbone et d'énergie, a été examiné par une approche triple basée sur diverses stratégies de culture, l'électrophorèse sur gel en gradient dénaturant (DGGE) ainsi que sur le criblage de banques de clones de gènes codant les ARNr 16S et 18S. Onze séquences différentes ont été obtenues par les techniques dépendantes des conditions de cultures, alors que sept séquences ont été obtenues par DGGE et banques de clones. La comparaison de trois régions variables (V3–V5) du gène de l'ARNr 16S entre les séquences obtenues a permis d'identifier 19 composantes microbiennes. Proteobacteria était le groupe dominant, représentant 83 % du total, alors que le groupe CytophagaFlexibacterBacteroides (CFB) constituait 11 % du total et les champignons ascomycètes 6 %. -Proteobacteria était prédominant par les méthodes de DGGE et de banques de clones, alors qu'ils étaient minoritaires dans les souches cultivables. La plus grande diversité et le nombre le plus élevé de séquences non-coïncidentes ont été obtenus par les méthodes de culture qui ont révélé la présence des membres des α-, - et -Proteobacteria; du groupe CFB et de champignons ascomycètes. Seules six des 11 souches isolées ont démontré une certaine capacité à dégrader les HAP. La souche bactérienne AMS7 et la souche fongique AMF1, qui sont respectivement similaires à Sphingomonas sp. et Fusarium sp., ont accompli le meilleur épuisement des sources de HAP. Les résultats indiquent qu'une évaluation en plusieurs phases est nécessaire à une bonne compréhension de la composition d'un consortium bactérien.Mots clés : consortium microbien, diversité microbienne, HAP, DGGE, gène de l'ARNr 16S.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2005

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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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