Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1089810.32607/20758251-2012-4-4-91-97Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleMethanogenic Community Dynamics during Anaerobic Utilization of Agricultural WastesДинамика развития метаногенного сообщества в процессе анаэробной утилизации отходов агропромышленного комплексаZiganshinA. M.ЗиганшинА. М.
Russian Federation
a.ziganshin06@fulbrightmail.orgZiganshinaE. E.ЗиганшинаЭ. Э.
Russian Federation
a.ziganshin06@fulbrightmail.orgKleinsteuberS.КляйнштауберС.
Germany
a.ziganshin06@fulbrightmail.orgPröterJ.ПротерЮ.
Germany
a.ziganshin06@fulbrightmail.orgIlinskayaO. N.ИльинскаяО. Н.
Russian Federation
a.ziganshin06@fulbrightmail.orgKazan (Volga Region) Federal UniversityКазанский (Приволжский) федеральный университетUFZ-Helmholtz Centre for Environmental ResearchИнститут им. Гельмгольца по исследованию окружающей средыGerman Biomass Research CentreНемецкий центр исследования биомассы1512201244VOL 4, NO4 (2012)ТОМ 4, №4 (2012)91972702202027022020Copyright ©; 1970, Ziganshin A.M., Ziganshina E.E., Kleinsteuber S., Pröter J., Ilinskaya O.N.Copyright ©; 1970, Зиганшин А.М., Зиганшина Э.Э., Кляйнштаубер С., Протер Ю., Ильинская О.Н.1970Ziganshin A.M., Ziganshina E.E., Kleinsteuber S., Pröter J., Ilinskaya O.N.Зиганшин А.М., Зиганшина Э.Э., Кляйнштаубер С., Протер Ю., Ильинская О.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10898

This work is devoted to the investigation of the methanogenic archaea involved in anaerobic digestion of cattle manure and maize straw on the basis of terminal restriction fragment length polymorphism (TRFLP) analysis of archaeal 16S rRNA genes. The biological diversity and dynamics of methanogenic communities leading to anaerobic degradation of agricultural organic wastes with biogas production were evaluated in laboratory-scale digesters. T-RFLP analysis, along with the establishment of archaeal 16S rRNA gene clone libraries, showed that the methanogenic consortium consisted mainly of members of the genera Methanosarcina and Methanoculleus, with a predominance of Methanosarcina spp. throughout the experiment.

С использованием анализа полиморфизма длин концевых рестрикционных фрагментов архейных генов 16S рРНК (T-RFLP-анализа) изучены метаногенные археи, участвующие в анаэробном разложении навоза крупного рогатого скота и соломы кукурузы. Оценены биологическое разнообразие и динамика развития метаногенных сообществ, участвующих в анаэробной деструкции органических отходов агропромышленного комплекса с образованием биогаза в лабораторных установках. T-RFLP-анализ в сочетании с созданием библиотек клонов архейных генов 16S рРНК показал, что метаногенный консорциум в основном состоял из представителей родов Methanosarcina и Methanoculleus с доминированием Methanosarcina spp. на протяжении всего эксперимента.

archaeal 16S rRNA genesT-RFLP analysisbiogas productionmethanogensархейные гены 16S рРНКT-RFLP-анализпродукция биогазаметаногеныThis work was supported by the grant “Alğarış” of the Republic of Tatarstan (Russia) (2010) and the joint scholarship of the DAAD Program and the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (“Mikhail Lomonosov II” Program, 2011).Работа поддержана грантом Правительства Республики Татарстан «Алгарыш» (2010 г.) и стипендией совместной программы DAAD и Министерства образования и науки РФ (Программа «Михаил Ломоносов II», 2011 г.).Antoni D., Zverlov V.V., Schwarz W.H. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007. V. 77. P. 23-35.Krause L., Diaz N.N., Edwards R.A., Gartemann K.H., Krömeke H., Neuweger H., Pühler A., Runte K.J., Schlüter A., Stoye J., et al. // J. Biotechnol. 2008. V. 136. P. 91-101.Ahn H.K., Smith M.C., Kondrad S.L., White J.W. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2010. V. 160. P. 965-975.Bedoya I.D., Arrieta A.A., Cadavid F.J. // Bioresour. Technol. 2009. V. 100. P. 6624-6629.Goberna M., Insam H., Franke-Whittle I.H. // Appl. Environ. Microbiol. 2009. V. 75. P. 2566-2572.Weiland P. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2010. V. 85. P. 849-860.Ziganshin A.M., Schmidt T., Scholwin F., Il’inskaya O.N., Harms H., Kleinsteuber S. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011. V. 89. P. 2039-2052.Holm-Nielsen J.B., Seadi T.A., Oleskowicz-Popiel P // Bioresour. Technol. 2009. V. 100. P. 5478-5484.El-Mashad H.M., Zhang R. // Bioresour. Technol. 2010. V. 101. P. 4021-4028.Gomez X., Moran A., Cuetos M.J., Sanchez M.E. // J. Power Sources. 2006. V. 157. P. 727-732.Davidsson A., Lövstedt C., la Cour Jansen J., Gruvberger C., Aspegren H. // Waste Manage. 2008. V. 28. P. 986-992.Fountoulakis M.S., Petousi I., Manios T. // Waste Managе. 2010. V. 10. P. 1849-1853.Nayono S.E., Gallert C., Winter J. // Bioresour. Technol. 2010. V. 101. P. 6998-7004.Demirel B., Scherer P. // Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2008. V. 7. P. 173-190.O’Reilly J., Lee C., Collins G., Chinalia F., Mahony T., O’Flaherty V. // Water Res. 2009. V. 43. P. 3365-3374.Kröber M., Bekel T., Diaz N.N., Goesmann A., Jaenicke S., Krause L., Miller D., Runte K.J., Viehöver P., Pühler A., Schlüter A. // J. Biotechnol. 2009. V. 142. P. 38-49.Lee C., Kim J., Hwang K., O'Flaherty V., Hwang S. // Water Res. 2009. V. 43. P 157-165.Nettmann E., Bergmann I., Pramschüfer S., Mundt K., Plogsties V., Herrmann C., Klocke M. // Appl. Environ. Microbiol. 2010. V. 76. P. 2540-2548.Abdo Z., Schüette U.M., Bent S.J., Williams C.J., Forney L.J., Joyce P. // Environ. Microbiol. 2006. V. 8. P. 929-938.Culman S.W., Bukowski R., Gauch H.G., Cadillo-Quiroz H., Buckley D.H. // BMC Bioinformatics. 2009. V. 10. P. 171-180.Altschul S.F., Gish W., Miller W., Myers E.W., Lipman D.J. // J. Mol. Biol. 1990. V. 215. P 403-410.Wang Q., Garrity G.M., Tiedje J.M., Cole J.R. // Appl. Environ. Microbiol. 2007. V. 73. P 5261-5267.Gerardi M.H. The microbiology of anaerobic digesters. Hoboken: Wiley-Interscience, 2003. 177 p.Kendall M.M., Boone D.R. // The order Methanosarcinales. The Prokaryotes - a Handbook on the Biology of Bacteria. 3rd ed. / Eds Dworkin M., Falkow S., Rosenberg E., Schleifer K.H., Stackebrandt E. New York: Springer, 2006. P. 244-256.Karakashev D., Batstone D.J., Angelidaki I. // Appl. Environ. Microbiol. 2005. V. 71. P. 331-338.