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Application of molecular techniques to evaluate the methanogenic archaea and anaerobic bacteria in the presence of oxygen with different COD : sulfate ratios in a UASB reactor

HIRASAWA, Julia Sumiko; SARTI, Arnaldo; AGUILA, Nora Katia Saavedra Del; VARESCHE, Maria Bernadete A.
Fonte: ELSEVIER SCI LTD Publicador: ELSEVIER SCI LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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36.73%
In this paper, the microbial characteristics of the granular sludge in the presence of oxygen (3.0 +/- 0.7 mg O-2 1(-1)) were analyzed using molecular biology techniques. The granules were provided by an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) operated over 469 days and fed with synthetic substrate. Ethanol and sulfate were added to obtain different COD/SO42- ratios (3.0, 2.0, and 1.6). The results of fluorescent in situ hybridization (FISH) analyses showed that archaeal cells, detected by the ARC915 probe, accounted for 77%, 84%, and 75% in the COD/SO42- ratios (3.0, 2.0, and 1.6, respectively). Methanosaeta sp. was the predominant acetoclastic archaea observed by optical microscopy and FISH analyses, and confirmed by sequencing of the excised bands of the DGGE gel with a similarity of 96%. The sulfate-reducing bacterium Desulfovibrio vulgaris subsp. vulgaris (similarity of 99%) was verified by sequencing of the DGGE band. Others identified microorganism were similar to Shewanella sp. and Desulfitobacterium hafniense, with similarities of 95% and 99%, respectively. These results confirmed that the presence of oxygen did not severely affect the metabolism of microorganisms that are commonly considered strictly anaerobic. We obtained mean efficiencies of organic matter conversion and sulfate reducing higher than 74%. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.; Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)[2002/12985-7]; Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)[2001/05489-0]

Diversity and quantitative analysis of Archaea in aggressive periodontitis and periodontally healthy subjects

MATARAZZO, Flavia; RIBEIRO, Adriana Costa; FERES, Magda; FAVERI, Marcelo; MAYER, Marcia Pinto Alves
Fonte: WILEY-BLACKWELL Publicador: WILEY-BLACKWELL
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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36.7%
P>Aim To investigate the diversity, levels and proportions of Archaea in the subgingival biofilm of generalized aggressive periodontitis (GAgP; n=30) and periodontally healthy (PH; n=30) subjects. Materials and methods Diversity was determined by sequencing archaeal 16S rRNA gene libraries from 20 samples (10/group). The levels and proportions of Archaea were analysed by quantitative PCR (qPCR) in four and two samples/subject in GAgP and PH groups, respectively. Results Archaea were detected in 27/28 subjects and 68% of the sites of the GAgP group, and in 26/30 subjects and 58.3% sites of the PH group. Methanobrevibacter oralis was found in all 20 samples studied, Methanobacterium curvum/congolense in three GAgP and six PH samples, and Methanosarcina mazeii in four samples from each group. The levels and proportions of Archaea were higher in GAgP than in PH, whereas no differences were observed between the two probing depth category sites from the GAgP group. Conclusion Archaea were frequently found in subjects with periodontal health and GAgP, especially M. oralis. However, the higher levels and proportions (Archaea/total prokaryotes) of this domain observed in GAgP in comparison with PH subjects indicate a possible role of some of these microorganisms as an environmental modifier in GAgP.; Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP...

Prevalence and microbiological diversity of Archaea in peri-implantitis subjects by 16S ribosomal RNA clonal analysis

FAVERI, M.; GONCALVES, L. F. H.; FERES, M.; FIGUEIREDO, L. C.; GOUVEIA, L. A.; SHIBLI, J. A.; MAYER, M. P. A.
Fonte: WILEY-BLACKWELL Publicador: WILEY-BLACKWELL
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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36.71%
Background and Objective: This study evaluated the prevalence and the molecular diversity of Archaea in the subgingival biofilm samples of subjects with peri-implantitis. Material and Methods: Fifty subjects were assigned into two groups: Control (n = 25), consisting of subjects with healthy implants; and Test (n = 25), consisting of subjects with peri-implantitis sites, as well as a healthy implant. In the Test group, subgingival biofilm samples were taken from the deepest sites of the diseased implant. In both groups, subgingival biofilm was collected from one site with a healthy implant and from one site with a periodontally healthy tooth. DNA was extracted and the 16S ribosomal RNA gene was amplified with universal primer pairs for Archaea. Amplified genes were cloned and sequenced, and the phylotypes were identified by comparison with known 16S ribosomal RNA sequences. Results: In the Control group, Archaea were detected in two and three sites of the implant and the tooth, respectively. In the Test group, Archaea were detected in 12, 4 and 2 sites of diseased implants, healthy implants and teeth, respectively. Diseased implants presented a significantly higher prevalence of Archaea in comparison with healthy implants and natural teeth...

Occurrence of Methanogenic Archaea in Highly Polluted Sediments of Tropical Santos-So Vicente Estuary (So Paulo, Brazil)

SAIA, Flavia; DOMINGUES, Mercia; PELLIZARI, Vivian; VAZOLLER, Rosana
Fonte: SPRINGER Publicador: SPRINGER
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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26.93%
Little is known about the ability of methanogens to grow and produce methane in estuarine environments. In this study, traditional methods for cultivating strictly anaerobic microorganisms were combined with Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique to enrich and identify methanogenic Archaea cultures occurring in highly polluted sediments of tropical Santos-So Vicente Estuary (So Paulo, Brazil). Sediment samples were enriched at 30A degrees C under strict anaerobic and halophilic conditions, using a basal medium containing 2% of sodium chloride and amended with glucose, methanol, and sodium salts of acetate, formate and lactate. High methanogenic activity was detected, as evidenced by the biogas containing 11.5 mmol of methane at 20 days of incubation time and methane yield of 0.138-mmol CH(4)/g organic matter/g volatile suspense solids. Cells of methanogenic Archaea were selected by serial dilution in medium amended separately with sodium acetate, sodium formate, or methanol. FISH analysis revealed the presence of Methanobacteriaceae and Methanosarcina sp. cells.; FAPESP-Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo[98/05068-0]; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); FAPESP-Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo[00/08323-3]; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Diversidade de Bacteria e Archaea em solos de mangue e marisma; Bacterial and Archaeal diversity in mangrove and marisma soils

Cury, Juliano de Carvalho
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/09/2006 Português
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36.49%
Estudos sobre a diversidade de Bacteria em solos de mangue (Brasil) e marisma (Espanha) são escassos. A vegetação de mangue, composta por espécies como Spartina alterniflora, Rhizophora mangle, Avicennia schaueriana e Laguncularia racemosa, pode ser um dos fatores que determinam a estruturação das comunidades de procariotos. Determinações das estruturas das comunidades e de diversidade de Bacteria podem ocorrer em função das diferentes condições físico-químicas dos solos, refletindo na configuração dos processos biogeoquímicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação das estruturas das comunidades de Bacteria e Archaea, bem como a diversidade, em solos de mangue e marisma utilizando DGGE e sequenciamento parcial do rDNA 16S. As estruturas das comunidades de procariotos apresentaram variações em função de condições de vegetação. Proteobacteria e Bacteroidetes estão presentes em todos os solos estudados. A comunidade de Bacteria destes ambientes é dominada por Proteobacteria. Vários dos táxons detectados estão relacionados com ciclos biogeoquímicos importantes para os ambientes estudados. As estimativas não-paramétricas de riqueza de espécies (ACE e Chao1) mostram que solos de mangue e marisma podem conter milhares de espécies de bactérias. As comunidades de Bacteria dos solos de mangue e marisma são significativamene diferentes. Na camada mais superficial do sedimento de mangue predomina Euryarchaeota metanogênicas enquanto que na camada mais profunda predomina Crenarchaeota. Bactérias das ordens Desulfobacterales...

Influência do oxigênio no crescimento de arquéias metanogênicas e bactérias redutoras de sulfato em reatores anaeróbios em batelada; Oxygen influence on methanogenic archaea and sulfate reducing bacteria's growth in anaerobic batch reactors

Sarti, Érika Lamaro
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 10/05/2007 Português
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36.97%
Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de arquéias metanogênicas e bactérias redutoras de sulfato na presença de oxigênio, em reatores anaeróbios em batelada, sob condições sulfetogênicas e mesofílicas. Os reatores foram inoculados com lodo anaeróbio proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de água residuária de avicultura. Triplicatas de reatores foram alimentadas com meio basal ZINDER, acrescido de acetato de sódio, etanol ou lactato de sódio e sulfato de sódio, de modo a se obter relações DQO/sulfato iniciais de 1,1-1,5. O headspace dos reatores foi preenchido com 'N IND.2' (100%) acrescido de oxigênio puro comercial (3-3,5 mg/L de oxigênio dissolvido). Os reatores anaeróbios controle foram alimentados com os mesmos substratos orgânicos, entretanto, seu headspace foi preenchido com 'N IND.2'/'CO IND.2' (70/30%). Nos reatores com acetato de sódio, etanol e lactato de sódio as velocidades de produção de metano foram de 0,30 mmol/L.h, 0,41 mmol/L.h e 0,16 mmol/L.h, respectivamente, para os reatores controle. Em relação aos reatores com oxigênio os valores foram de 0,27 mmol/L.h, 0,40 mmol/L.h e 0,08 mmol/L.h, respectivamente. Na presença de acetato, etanol e lactato a redução de sulfato foi de 57% e 97%; 59...

Isolamento e identificação de microrganismos metanogênicos em solos de Terra Preta Antropogênica (TPA) e de várzea (Gleissolos) da Amazônia Oriental; Isolation and identification of methanogenic microorganism in Dark Earth ("Terra Preta") and floodplain soils (Gleissolo) of the Eastern Amazonian

Pazinato, Jeanedy Maria
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/09/2007 Português
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27.15%
O metano, assim como o dióxido de carbono e o óxido nitroso, é um importante gás traço da atmosfera. A habilidade do metano em absorver a irradiação infravermelha faz dele um gás 20 a 30 vezes mais eficiente que o dióxido de carbono como um gás de efeito estufa. As várzeas tropicais são as maiores fontes naturais de metano para a atmosfera, contribuindo com cerca de 60% de todas as emissões naturais. As grandes várzeas da bacia Amazônica são as maiores fontes de metano desta região, e estima-se que sua contribuição para as emissões totais de áreas alagadas no mundo seja da ordem de 5%. Por outro lado, os solos de terra firme, especialmente de origem antropogênica, têm elevados teores de matéria orgânica, uma das principais fontes de formação de gás metano natural produzido por um único grupo de microrganismos que, por sistemas enzimáticos únicos, é capaz de produzir metano como produto de seu metabolismo. O metano é produzido pelas arquéias (Archaea) metanogênicas, pela degradação anaeróbia da matéria orgânica. As arquéias metanogênicas são encontradas em diversos ambientes associados à decomposição da matéria orgânica e/ou atividades biogeoquímicas. Uma atmosfera modificada (H2:CO2...

Avaliação da atividade microbiana metanogênica na lagoa de estabilização anaeróbia da estação de tratamento de esgotos sanitários do município de Cajati, Vale do Ribeira do Iguape, Estado de São Paulo; Assessment of anaerobic methanogenic microbial activity at anaerobic stabilization pond of domestic wastewater plant at Cajati city, Vale do Ribeira de Iguape, São Paulo State, Brazil

Steil, Lara
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/08/2007 Português
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36.82%
O estudo sobre a comunidade microbiana de um sistema de tratamento biológico de águas residuárias é de particular interesse, uma vez que o conhecimento da microbiologia do processo pode levar ao aperfeiçoamento de projetos e ao aumento da eficiência dos sistemas. Este trabalho avaliou a atividade microbiana, particularmente a metanogênica, na lagoa de estabilização anaeróbia da estação de tratamento de esgotos sanitários do município de Cajati - SP. Para isso adotou a taxonomia polifásica na caracterização dos microrganismos e de seus aspectos funcionais, buscando o conhecimento da diversidade dos microrganismos e suas relações nesse tipo de sistema anaeróbio. Objetivou também contribuir para o estabelecimento de um protocolo seguro na realização dos ensaios de atividade metanogênica específica (AME). Os estudos foram realizados com amostras dos sedimento da lagoa coletadas em três períodos diferentes, a saber: outubro/2003, outubro/2004 e dezembro/2004. Durante as amostragens foram determinadas variáveis abióticas como temperatura, condutividade, pH, potencial de óxido-redução e teor de oxigênio dissolvido. Medidas do conteúdo de sólidos totais e voláteis (SV) foram também realizadas. A avaliação da atividade microbiana foi feita por exames microscópicos de contraste de fase e fluorescência...

Diversidade molecular de arqueias em sedimentos de rios da Amazônia e caracterização de espécies metanogênicas cultivadas.; Molecular diversity of Archaea in Amazonian River sediments and characterization of cultured methanogenic species.

Araujo, Ana Carolina Vieira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 24/06/2010 Português
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37.06%
Altos fluxos positivos de metano para a atmosfera foram detectados na região amazônica. O gás metano é o segundo mais importante gás de efeito estufa e micro-organismos pertencentes ao Domínio Archaea são responsáveis pela produção de aproximadamente 70% do metano emitido para a atmosfera anualmente. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade de arqueias em sedimentos dos rios Floresta e Madeira através de técnicas moleculares e do cultivo de arqueias metanogênicas. A maior parte das sequências obtidas nas duas bibliotecas pertence ao domínio Crenarchaeota, algumas com similaridade menor que 97% às sequências depositadas nos bancos de dados, revelando a existência de grupos ainda não descritos na literatura. Nos enriquecimentos do sedimento do rio Madeira detectaram-se células pertencentes às famílias Methanosarcinaceae e Methanobacteriaceae pelo emprego de sondas fluorescentes de RNA. Culturas dos gêneros Methanosarcina e Methanobacterium foram estabelecidas em laboratório. A grande diversidade de arqueias não cultivadas encontrada vem reforçar a necessidade de se estudar esse grupo, especialmente sua fisiologia e, consequentemente, seu papel ecológico nos diversos ambientes em que são encontrados.; High positive fluxes of methane to the atmosphere have been detected in the Amazonian region. Methane is the second most important greenhouse gas and microorganisms belonging to the Archaea domain are responsible for approximately 70% of the total methane emitted to the atmosphere annually. The objective of this work was to characterize the Archaea diversity in two sites at Madeira and Floresta rivers sediments using molecular techniques and the culturing of methanogenic archaea. Most sequences obtained in the libraries from both rivers belonged to the Crenarchaeota domain...

Caracterização da comunidade microbiana de biofilme anaeróbio em presença de bifenilas policloradas; Characterization of the microcial community in the presence of polychlorinated biphenyls

Silva, Mara Rúbia de Lima e
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/04/2012 Português
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27.04%
Bifenilas policloradas (PCBs) são compostos de difícil degradação presentes na composição de ascarel, muito utilizado como fluidos dielétricos e isolantes. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a diversidade de microrganismos em biofilmes de reatores anaeróbios na presença de PCB empregando Métodos de Microbiologia de Anaeróbios Estritos e de Biologia Molecular. Em reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), alimentado com etanol, formiato, Triton X-100 (0,1%) e ascarel (1 mL/L), operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 24 horas, foi retirado a comunidade microbiana do biofilme da espuma de poliuretano. Os grupos microbianos encontrados por meio da clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S para o domínio Bacteria foram relacionados aos filos Thermogae, Proteobacteria (Brachymonas petroleovorans, 100% de similaridade e Methylobacillus, 98% de similaridade), Firmicutes (Clostridium, 97% de similaridade, Syntrophomonas, 100% de similaridade e Sporomusa com 100% de similaridade), Synegistetes (Synergistes, 98% de similaridade), Spirochaetes (Leptonema illini, 98% de similaridade), Aminanaerobia, Deferribacteres, Chlorobi, Chloroflexi e Armatimonadetes. Além disso, como nesse biofilme foram identificadas bactérias redutoras de ferro...

Avaliação de sistema composto por reatores anaeróbios e aeróbio para tratmento de águas residuárias de suinocultura

Santana, Adriana Miranda de
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Tese de Doutorado Formato: xxiv, 260 f. : il.
Português
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36.41%
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV; Neste trabalho avaliou-se o desempenho de sistema de tratamento combinado anaeróbio-aeróbio constituído por dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em série, em escala piloto (volumes de 510 e 209 L, respectivamente) seguidos de um reator em batelada seqüencial (RBS - volume de trabalho 210 L) aeróbio, tratando águas residuárias de suinocultura com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) variando de 5 a 11 g L-1 e submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 28 e 14 h no primeiro reator (R1), 11 e 6 h no segundo reator (R2) e de 58 e 26 h no RBS. As eficiências médias de remoção de DQO total e SST variaram de 54 a 90% e de 54 a 96%, respectivamente, no conjunto de reatores UASB em dois estágios (R1+R2), com carga orgânica volumétrica (COV) de 11 a 26 g DQO (L d)-1 no R1. A produção volumétrica máxima de metano de 1,613 m3 CH4 (m3 reator d)-1 ocorreu no R1, com COV de 19 g DQO (L d)-1 e TDH de 14 h. No RBS aeróbio, como pós-tratamento do efluente gerado nos reatores UASB, as eficiências médias de remoção foram 89%, 93%, 61%, 89% e 71% para a DQO total...

Caracterização da população microbiana em reatores anaeróbios

Gomes, Tânia Isabel Lopes
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: masterthesis
Português
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26.97%
O objetivo deste trabalho é avaliar a comunidade microbiana presente no tratamento anaeróbio de efluentes da indústria de mobiliário de madeira. Para tal recorreu-se ao reator UASB para se proceder ao tratamento anaeróbio dum efluente proveniente duma cabine de pintura e envernizamento duma indústria do mobiliário de madeira. Foram recolhidas amostras relativas a ensaios com os reatores de forma a testar diferentes condições experimentais, tais como: carga orgânica, caudais, temperatura e pH. Foi observado o comportamento da população microbiana presente nas lamas anaeróbias recorrendo a um microscópio de contraste de fase, verificando diretamente a adaptação da população e a fluorescência metanogénica no decorrer da operação. Foram ainda aplicados os métodos de Gram e de FISH. Os resultados demonstraram que houve uma formação de flocos mais evidente por parte da população microbiana, nas condições em que a carga orgânica foi de cerca de 1 gCQOt.L-1.d-1, caudal entre 0,25 e 0,5 L/h e temperatura entre 35 e 45?C. Observou-se que no interior dos flocos a intensidade de fluorescência era mais elevada o que evidencia que a formação de flocos é importante para que a produção de biogás, pois é no interior deles que coabitam em maior número os microrganismos archaea metanogénicos. Em 3 dos 9 ensaios monitorizados verificou-se um aumento da fluorescência metanogénica com o decorrer do ensaio. Os resultados do método de FISH indicaram que em contacto com o efluente a estrutura da população microbiana sofre alterações em geral...

Diversity and three-dimensional structures of the alpha Mcr of the methanogenic Archaea from the anoxic region of Tucuruí Lake, in Eastern Brazilian Amazonia

Santana,Priscila Bessa; Ghilardi Junior,Rubens; Alves,Claudio Nahum; Silva,Jeronimo Lameira; McCulloch,John Anthony; Schneider,Maria Paula Cruz; Silva,Artur da Costa da
Fonte: Sociedade Brasileira de Genética Publicador: Sociedade Brasileira de Genética
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2012 Português
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36.74%
Methanogenic archaeans are organisms of considerable ecological and biotechnological interest that produce methane through a restricted metabolic pathway, which culminates in the reaction catalyzed by the Methyl-coenzyme M reductase (Mcr) enzyme, and results in the release of methane. Using a metagenomic approach, the gene of the a subunit of mcr (mcr?) was isolated from sediment sample from an anoxic zone, rich in decomposing organic material, obtained from the Tucuruí hydroelectric dam reservoir in eastern Brazilian Amazonia. The partial nucleotide sequences obtained were 83 to 95% similar to those available in databases, indicating a low diversity of archaeans in the reservoir. Two orders were identified -the Methanomicrobiales, and a unique Operational Taxonomic Unit (OTU) forming a clade with the Methanosarcinales according to low bootstrap values. Homology modeling was used to determine the three-dimensional (3D) structures, for this the partial nucleotide sequence of the mcr? were isolated and translated on their partial amino acid sequences. The 3D structures of the archaean mcr? observed in the present study varied little, and presented approximately 70% identity in comparison with the mcr? of Methanopyrus klanderi. The results demonstrated that the community of methanogenic archaeans of the anoxic C1 region of the Tucurui reservoir is relatively homogeneous.

Diversity and three-dimensional structures of the alpha Mcr of the methanogenic Archaea from the anoxic region of Tucuruí Lake, in Eastern Brazilian Amazonia

Santana,Priscila Bessa; Ghilardi Junior,Rubens; Alves,Claudio Nahum; Silva,Jeronimo Lameira; McCulloch,John Anthony; Schneider,Maria Paula Cruz; Silva,Artur da Costa da
Fonte: Sociedade Brasileira de Genética Publicador: Sociedade Brasileira de Genética
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2012 Português
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36.74%
Methanogenic archaeans are organisms of considerable ecological and biotechnological interest that produce methane through a restricted metabolic pathway, which culminates in the reaction catalyzed by the Methyl-coenzyme M reductase (Mcr) enzyme, and results in the release of methane. Using a metagenomic approach, the gene of the a subunit of mcr (mcr?) was isolated from sediment sample from an anoxic zone, rich in decomposing organic material, obtained from the Tucuruí hydroelectric dam reservoir in eastern Brazilian Amazonia. The partial nucleotide sequences obtained were 83 to 95% similar to those available in databases, indicating a low diversity of archaeans in the reservoir. Two orders were identified -the Methanomicrobiales, and a unique Operational Taxonomic Unit (OTU) forming a clade with the Methanosarcinales according to low bootstrap values. Homology modeling was used to determine the three-dimensional (3D) structures, for this the partial nucleotide sequence of the mcr? were isolated and translated on their partial amino acid sequences. The 3D structures of the archaean mcr? observed in the present study varied little, and presented approximately 70% identity in comparison with the mcr? of Methanopyrus klanderi. The results demonstrated that the community of methanogenic archaeans of the anoxic C1 region of the Tucurui reservoir is relatively homogeneous.

Identification of Methyl Coenzyme M Reductase A (mcrA) Genes Associated with Methane-Oxidizing Archaea

Hallam, Steven J.; Girguis, Peter R.; Preston, Christina M.; Richardson, Paul M.; DeLong, Edward F.
Fonte: American Society for Microbiology Publicador: American Society for Microbiology
Tipo: text
Publicado em /09/2003 Português
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27%
Phylogenetic and stable-isotope analyses implicated two methanogen-like archaeal groups, ANME-1 and ANME-2, as key participants in the process of anaerobic methane oxidation. Although nothing is known about anaerobic methane oxidation at the molecular level, the evolutionary relationship between methane-oxidizing archaea (MOA) and methanogenic archaea raises the possibility that MOA have co-opted key elements of the methanogenic pathway, reversing many of its steps to oxidize methane anaerobically. In order to explore this hypothesis, the existence and genomic conservation of methyl coenzyme M reductase (MCR), the enzyme catalyzing the terminal step in methanogenesis, was studied in ANME-1 and ANME-2 archaea isolated from various marine environments. Clone libraries targeting a conserved region of the alpha subunit of MCR (mcrA) were generated and compared from environmental samples, laboratory-incubated microcosms, and fosmid libraries. Four out of five novel mcrA types identified from these sources were associated with ANME-1 or ANME-2 group members. Assignment of mcrA types to specific phylogenetic groups was based on environmental clone recoveries, selective enrichment of specific MOA and mcrA types in a microcosm, phylogenetic congruence between mcrA and small-subunit rRNA tree topologies...

Dynamics of the Methanogenic Archaea in Tropical Estuarine Sediments

Torres-Alvarado, María del Rocío; Fernández, Francisco José; Ramírez Vives, Florina; Varona-Cordero, Francisco
Fonte: Hindawi Publishing Corporation Publicador: Hindawi Publishing Corporation
Tipo: text
Português
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26.98%
Methanogenesis may represent a key process in the terminal phases of anaerobic organic matter mineralization in sediments of coastal lagoons. The aim of the present work was to study the temporal and spatial dynamics of methanogenic archaea in sediments of tropical coastal lagoons and their relationship with environmental changes in order to determine how these influence methanogenic community. Sediment samples were collected during the dry (February, May, and early June) and rainy seasons (July, October, and November). Microbiological analysis included the quantification of viable methanogenic archaea (MA) with three substrates and the evaluation of kinetic activity from acetate in the presence and absence of sulfate. The environmental variables assessed were temperature, pH, Eh, salinity, sulfate, solids content, organic carbon, and carbohydrates. MA abundance was significantly higher in the rainy season (106–107?cells/g) compared with the dry season (104–106?cells/g), with methanol as an important substrate. At spatial level, MA were detected in the two layers analyzed, and no important variations were observed either in MA abundance or activity. Salinity, sulfate, solids, organic carbon, and Eh were the environmental variables related to methanogenic community. A conceptual model is proposed to explain the dynamics of the MA.

Ribosomal Intergenic Spacer Analysis as a Tool for Monitoring Methanogenic Archaea Changes in an Anaerobic Digester

Ciesielski, Slawomir; Bu?kowska, Katarzyna; Dabrowska, Dorota; Kaczmarczyk, Dariusz; Kowal, Przemyslaw; Mo?ejko, Justyna
Fonte: Springer-Verlag Publicador: Springer-Verlag
Tipo: text
Português
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27%
The applicability of a newly-designed PCR primer pair in examination of methanogenic Archaea in a digester treating plant biomass was evaluated by Ribosmal Intergenic Spacer Analysis (RISA). To find a suitable approach, three variants of RISA were tested: (1) standard, polyacrylamide gel-based, (2) automated, utilized capillary electrophoresis (GA-ARISA), and (3) automated microfluidics-based (MF-ARISA). All three techniques yielded a consistent picture of archaeal community structure changes during anaerobic digestion monitored for more than 6 weeks. While automated variants were more practical for handling and rapid analysis of methanogenic Archaea, the gel-based technique was advantageous when micro-organism identification was required. A DNA-sequence analysis of dominant bands extracted from the gel revealed that the main role in methane synthesis was played by micro-organisms affiliated with Methanosarcina barkeri. The obtained results revealed that RISA is a robust method allowing for detailed analysis of archaeal community structure during organic biomass conversion into biogas. In addition, our results showed that GA-ARISA has a higher resolution and reproducibility than other variants of RISA and could be used as a technique for tracking changes in methanogenic Archaea in an anaerobic digester.

Identification of Methanogenic archaea in the Hyporheic Sediment of Sitka Stream

Buriánková, Iva; Brablcová, Lenka; Mach, Václav; Dvo?ák, Petr; Chaudhary, Prem Prashant; Rulík, Martin
Fonte: Public Library of Science Publicador: Public Library of Science
Tipo: text
Publicado em 20/11/2013 Português
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27.05%
Methanogenic archaea produce methane as a metabolic product under anoxic conditions and they play a crucial role in the global methane cycle. In this study molecular diversity of methanogenic archaea in the hyporheic sediment of the lowland stream Sitka (Olomouc, Czech Republic) was analyzed by PCR amplification, cloning and sequencing analysis of the methyl coenzyme M reductase alpha subunit (mcrA) gene. Sequencing analysis of 60 clones revealed 24 different mcrA phylotypes from hyporheic sedimentary layers to a depth of 50 cm. Phylotypes were affiliated with Methanomicrobiales, Methanosarcinales and Methanobacteriales orders. Only one phylotype remains unclassified. The majority of the phylotypes showed higher affiliation with uncultured methanogens than with known methanogenic species. The presence of relatively rich assemblage of methanogenic archaea confirmed that methanogens may be an important component of hyporheic microbial communities and may affect CH4 cycling in rivers.

Methane Production and Methanogenic Archaea in the Digestive Tracts of Millipedes (Diplopoda)

Šustr, Vladimír; Chro?áková, Alica; Semanová, Stanislava; Tajovský, Karel; Šimek, Miloslav
Fonte: Public Library of Science Publicador: Public Library of Science
Tipo: text
Publicado em 16/07/2014 Português
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Methane production by intestinal methanogenic Archaea and their community structure were compared among phylogenetic lineages of millipedes. Tropical and temperate millipedes of 35 species and 17 families were investigated. Species that emitted methane were mostly in the juliform orders Julida, Spirobolida, and Spirostreptida. The irregular phylogenetic distribution of methane production correlated with the presence of the methanogen-specific mcrA gene. The study brings the first detailed survey of methanogens’ diversity in the digestive tract of millipedes. Sequences related to Methanosarcinales, Methanobacteriales, Methanomicrobiales and some unclassified Archaea were detected using molecular profiling (DGGE). The differences in substrate preferences of the main lineages of methanogenic Archaea found in different millipede orders indicate that the composition of methanogen communities may reflect the differences in available substrates for methanogenesis or the presence of symbiotic protozoa in the digestive tract. We conclude that differences in methane production in the millipede gut reflect differences in the activity and proliferation of intestinal methanogens rather than an absolute inability of some millipede taxa to host methanogens. This inference was supported by the general presence of methanogenic activity in millipede faecal pellets and the presence of the 16S rRNA gene of methanogens in all tested taxa in the two main groups of millipedes...

Influence of Martian regolith analogs on the activity and growth of methanogenic archaea, with special regard to long-term desiccation

Schirmack, Janosch; Alawi, Mashal; Wagner, Dirk
Fonte: Frontiers Media S.A. Publicador: Frontiers Media S.A.
Tipo: text
Publicado em 20/03/2015 Português
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Methanogenic archaea have been studied as model organisms for possible life on Mars for several reasons: they can grow lithoautotrophically by using hydrogen and carbon dioxide as energy and carbon sources, respectively; they are anaerobes; and they evolved at a time when conditions on early Earth are believed to have looked similar to those of early Mars. As Mars is currently dry and cold and as water might be available only at certain time intervals, any organism living on this planet would need to cope with desiccation. On Earth there are several regions with low water availability as well, e.g., permafrost environments, desert soils, and salt pans. Here, we present the results of a set of experiments investigating the influence of different Martian regolith analogs (MRAs) on the metabolic activity and growth of three methanogenic strains exposed to culture conditions as well as long-term desiccation. In most cases, concentrations below 1 wt% of regolith in the media resulted in an increase of methane production rates, whereas higher concentrations decreased the rates, thus prolonging the lag phase. Further experiments showed that methanogenic archaea are capable of producing methane when incubated on a water-saturated sedimentary matrix of regolith lacking nutrients. Survival of methanogens under these conditions was analyzed with a 400 day desiccation experiment in the presence of regolith analogs. All tested strains of methanogens survived the desiccation period as it was determined through reincubation on fresh medium and via qPCR following propidium monoazide treatment to identify viable cells. The survival of long-term desiccation and the ability of active metabolism on water-saturated MRAs strengthens the possibility of methanogenic archaea or physiologically similar organisms to exist in environmental niches on Mars. The best results were achieved in presence of a phyllosilicate...