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Characterization of bacterial and fungal communities in composted biosolids over a 2 year period using denaturing gradient gel electrophoresis

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Abstract:

Composting is a microbial process that converts organic waste into a nutrient-rich end product used in horticultural and agricultural applications. The diversity and long-term succession of microorganisms found in composted biosolids has been less characterized than other composts. In this study, bacterial and fungal communities found in composted biosolids aging from 1 to 24 months were studied using denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and sequencing. The results revealed high levels of diversity, where 53 bacterial species belonging to 10 phyla and 21 fungal species belonging to 4 phyla were identified. Significant differences were observed when comparing the bacterial DGGE patterns of young compost samples, whereas no differences were observed in samples over 8 months. For fungal patterns, no significant differences were observed during the first 4 months of composting, but the diversity then significantly shifted until 24 months. The results indicate that patterns of bacterial species vary during the first few months of composting, whereas fungal patterns generally vary throughout the whole process, except during early stages. The description of the main microbial groups found in composted biosolids could find various applications, including the discovery of biotechnologically relevant microorganisms and the development of novel markers allowing quantitative monitoring of key microorganisms.

Le compostage est un processus microbien qui convertit des déchets organiques en produits riches en nutriments utilisés en horticulture et en agriculture. La diversité et la succession à long terme de microorganismes retrouvés dans les biosolides de compostage ont été moins bien caractérisées que chez d’autres types de composts. Dans cette étude, les communautés bactériennes et fongiques de biosolides de compostage âgés de 1 à 24 mois ont été étudiées par électrophorèse sur gel en gradient dénaturant (DGGE) et par séquençage. Les résultats ont révélé un haut degré de diversité alors que 53 espèces bactériennes appartenant à 10 phyla, et 21 espèces fongiques appartenant à 4 phyla ont été identifiées. Des différences significatives ont été observées lorsque les patrons bactériens obtenus par DGGE à partir de jeunes échantillons de compost étaient comparés les uns aux autres, tandis qu’il n’y avait plus de différence parmi les échantillons âgés de plus de 8 mois. Il n’y avait pas de différences significatives entre les patrons obtenus de champignons au cours de 4 premiers mois de compostage, mais la diversité augmentait ensuite significativement jusqu’au 24ième mois. Les résultats indiquent que les patrons des espèces bactériennes varient durant les premiers mois de compostage alors que les patrons fongiques varient tout au long du processus, à l’exception des étapes précoces. La description des principaux groupes microbiens trouvés dans les biosolides de compostage pourrait trouver différentes applications notamment pour la découverte de microorganismes pertinents d’un point de vue biotechnologique et pour le développement de nouveaux marqueurs permettant de suivre quantitativement des microorganismes clés.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-04-01

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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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