Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 26 - Sayı: 6

Pachnoda Marginata Larva'sının arka bağırsağından anaerobiklignoselülitik mikrobiyal kültür geliştirilmesi

Anaerobic lignocellulolytic microbial community derived from hindgut of Pachnoda Marginata Larva

Sayfa
1117–1122
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Çalışmada elde edilen sonuçlar, Pachnoda marginata larvasının sindirim sisteminden üretilen zenginleştirilmiş kültürün, lignoselülozca zengin kompleks biyokütleyi etkin bir şekide parçalayabildiğini göstermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Tarım atıkları, yüksek enerji içerikleri ve üretim miktarları ile düşük maliyetleri nedeniyle anaerobik çürütücüler için en önemli biyokütle olarak değerlendirilmesine rağmen karmaşık lignoselülozik yapıları bu maddelerin hidroliz aşamalarını sınırlandırmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Hidroliz verimini artırmak için etkin lignoselüloz degradasyon stratejileri geliştirilmektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Çalışmada elde edilen sonuçlar, Pachnoda marginata larvasının sindirim sisteminden üretilen zenginleştirilmiş kültürün, lignoselülozca zengin kompleks biyokütleyi etkin bir şekide parçalayabildiğini göstermiştir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Tarım atıkları, yüksek enerji içerikleri ve üretim miktarları ile düşük maliyetleri nedeniyle anaerobik çürütücüler için en önemli biyokütle olarak değerlendirilmesine rağmen karmaşık lignoselülozik yapıları bu maddelerin hidroliz aşamalarını sınırlandırmaktadır. Hidroliz verimini artırmak için etkin lignoselüloz degradasyon stratejileri geliştirilmektedir. Bu çalışmanın amacı, Pachnoda marginata larvalarının arka bağırsağından lignoselüloz parçalayabilen anaerobik mikrobiyal topluluğun zenginleştirilmesidir. Bu kapsamda, Pachnoda marginata larvaları 3 hafta süre ile lignoselülozik substrat ile beslenmiş, sonrasında disekte edilmiştir. Arka bağırsak kültür şişelerine transfer edilmiştir. Bakteriyel topluluk çeşitliliği 16S rRNA amplikon dizileme yöntemi ile Illumina MiSeq platformunda analiz edilmiş, metanojenik arkeal topluluk ise T-RFLP yöntemi ile incelenmiştir. Kültür şişelerinde biyogaz üretimi zaman ile artış göstermiş, tüm şişelerde metan üretimi gözlenmiştir. Zenginleştirme prosedürü sonucunda, kültürün bakteriyel topluluk profili değişiklik göstermiş, üç transfer sonrasında alınan örneklerde Porphyromonadaceae (phylum: Bacteroidetes) bolluğunun artarak baskıladığı görülmüştür. Metanojenik topluluk ise Methanobrevibacter ile baskılanmıştır. Çalışmada elde edilen sonuçlar, Pachnoda marginata larvasının sindirim sisteminden üretilen zenginleştirilmiş kültürün, lignoselülozca zengin kompleks biyokütleyi etkin bir şekide parçalayabildiğini göstermiştir.

Abstract

Agricultural wastes are considered as the most important biomass foranaerobic digesters due to the high energy content, high abundance,and low costs. However, complex lignocellulosic structure limits thehydrolysis of these materials. Thus, effective lignocellulose degradationstrategies are developing to enhance the hydrolysis rate. The aim of thisstudy is to enrich microbial consortia that degrade lignocellulosicbiomass from the hindgut of Pachnoda marginata larvae. Within thisscope, Pachnoda marginata larvae kept on a lignocellulose rich diet for3 weeks and then dissected. The hindgut compartment was transferredto culture bottles. Bacterial community compositions were examined byamplicon sequencing of the 16S rRNA gene on the Illumina MiSeqplatform, methanogenic archaeal communities were determined by theT-RFLP method. Biogas production was increased over time andmethane production was observed in all bottles. The bacterialcommunity profile of the enrichment culture was shifted as a result ofthe enrichment procedure with particularly the abundance ofPorphyromonadaceae (phylum: Bacteroidetes) increasing duringprolonged subcultivation. The methanogenic community wasdominated by Methanobrevibacter. Our results show the successfulestablishment of an enrichment culture from the gut system ofPachnoda marginata larvae that effectively degrades complexlignocellulose rich biomass.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZBAYRAM, E. G., İNCE, O., KLEINSTEUBER, S., NIKOLAUSZ, M. (2022). Pachnoda Marginata Larva'sının arka bağırsağından anaerobiklignoselülitik mikrobiyal kültür geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 26 - Sayı: 6, 1117–1122. https://ajindex.com/articles/587391

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Zhong W, Zhang Z, Luo Y, Sun S, Qiao W, Xiao M. “Effect of biological pretreatments in enhancing corn straw biogas production”. Bioresource Technology, 102, 11177-11182, 2011
  2. Ozbayram EG, Kleinsteuber S, Nikolausz M, Ince B, Ince O. “Effect of bioaugmentation by cellulolytic bacteria enriched from sheep rumen on methane production from wheat straw”. Anaerobe, 46, 122-130, 2017
  3. Akyol Ç, Ince O, Bozan M, Ozbayram EG, Ince B. “Biological pretreatment with Trametes versicolor to enhance methane T production from lignocellulosic biomass: A metagenomic approach”. Industrial Crops & Products, 140, 1-10, 2019
  4. Ozbayram EG, Kleinsteuber S, Nikolausz M, Ince B, Ince O. “Enrichment of lignocellulose-degrading microbial communities from natural and engineered methanogenic environments”. Applied Microbiology and Biotechnology, 102, 1035-1043, 2018
  5. Ozbayram EG, Akyol Ç, Ince B, Karakoc C, Ince O. “Rumen bacteria at work: bioaugmentation strategies to enhance biogas production from cow manure”. Journal of Applied Microbiology, 124, 491-502, 2018
  6. Egert M, Wagner B, Lemke T, Brune A, Friedrich MW. “Microbial community structure in midgut and hindgut of the humus-feeding larva of Pachnoda ephippiata (Coleoptera: Scarabaeidae)”. Applied Environmental Microbiology, 69, 6659-6668, 2003
  7. Takasuka TE, Book AJ, Lewin GR, Currie CR, Fox BG. “Aerobic deconstruction of cellulosic biomass by an insect-associated Streptomyces”. Scientific Reports, 3(1030), 1-10, 2013
  8. Lemke T, Stingl U, Egert M, Friedrich MW, Brune A. “Physicochemical Conditions and Microbial Activities in the Highly Alkaline Gut of the Humus-Feeding Larva of Pachnoda ephippiata (Coleoptera: Scarabaeidae)”. Applied Environmental Microbiology, 69, 6650-6658, 2003
  9. Morrison M, Pope PB, Denman SE, McSweeney CS. “Plant biomass degradation by gut microbiomes: more of the same or something new?” Current Opinion in Biotechnology, 20, 358-363, 2009
  10. Bayané A, Guiot SR. “Animal digestive strategies versus anaerobic digestion bioprocesses for biogas production from lignocellulosic biomass”. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 10, 43-62, 2011
  11. Huang SW, Zhang HY, Marshall S, Jackson TA. “The scarab gut: A potential bioreactor for bio-fuel production”. Insect Science, 17, 175-183, 2010
  12. Huang S, Sheng P, Zhang H. “Isolation and identification of cellulolytic bacteria from the gut of holotrichia parallela larvae (Coleoptera: Scarabaeidae)”. International Journ