Anoksik Ortamda Biyolojik Fosfor Giderimi Yapan Bakteri Çeşitliliğinin Floresan Yerinde Hibritleşme (fısh) Tekniği İle İncelenmesi

Abstract

EBPR (Enhanced Biological Phosphate Removal) biyolojik aşırı fosfor giderimi olarak tanımlanan proses, fosfatın atık sulardan uzaklaştırılması işlemidir. Fosfor gideriminin yapıldığı EBPR reaktörlerindeki mikrobiyal toplulukların ne olduğunu ve belirli aralıklarla nasıl değiştiğini öğrenmek; hem EBPR prosesinin performansı hem de reaktördeki biyokimyasal yolağın nasıl işlediği ile ilgili soruların yanıtlanmasına yardımcı olacaktır. Bu çalışmada oksik ve anosik ortamda biyolojik aşırı fosfor giderimi (BAFG) yapan önde ve sonda denitrifikasyon örneklerin mikrobiyal toplulukların içerisindeki değişimini karakterize etmektir. Önde ve sonda denitrifikasyon örneklerin mikrobiyal topluluklarından oluşan 5 tane sonda denitrifikasyon 10 tane önde denitrifikasyon olmak üzere toplamda 15 tane örnek 16S rRNA geninin polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ile çoğaltılıp DGGE analizi yapılmış ve klon kütüphanesi oluşturulmuştur. Mikrobiyal yakıt hücrelerinden farklı zamanlarda alınan 15 örneğin analizinde post denitrifikasyon örneklerinin mikrobiyal topluluklarının zaman içerisinde değiştiği, pre-denitrifikasyon örneklerinin ise kısmen mikrobiyal biyo-çeşitliliğini koruduğu sonucuna varılmıştır. Tercih edilen bir BAFG sistemi olması açısından, önde denitrifikasyon prosesinin ilk ve son örneğinin klon kütüphanesi oluşturulmuş ve seçilen klonların sekanslaması yapılmıştır. DGGE analizleri, klon kütüphanesi, sekans verileri ve FISH teknikleri kullanılarak yapılan mikrobiyal kominite analizleri önde denitrifikasyon prosesindeki örneklerin mikrobiyal çeşitliliğinin daha fazla olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise; Önde ve sonda denitrifikasyon örnekleri fosfat depolayan organizmalara (PAOs) ve glikojen depolayan organizmalara (GAOs) ait spesifik problar yardımıyla floresan yerinde hibritleşme tekniği kullanılarak reaktör sisteminde bulunan PAO-GAO oranının belirlenmesidir. Pre-denitrifikasyon ve post-denitrifikasyon EBPR örneklerinin PAOmix probu ile yapılan FISH sonuçlarına göre tüm örneklerde fosfat depolayan bakteriler (PAO) baskın olarak gözükmektedir.

Enhanced biological phosphate removal (EBPR) is a process that removes excessive phosphate from wastewater by phosphate accumulating organisms (PAOs) to prevent pollution of water source and increase the quality of water. Characterization of microbial community of EBPR reactor is one of the most important parameters for evaluating EBPR performance and biochemical pathways. The main aim of this study is identifying microbial community changes in terms of PAO/GAO competition and its relation with performance data in lab scale denitrifying EBPR reactor samples. Five pre-denitrification samples and 10 post-denitrification samples were studied. 16S rRNA genes of the 15 samples were amplified using Bacterial PCR and DGGE profiles of these PCR products were analyzed. Pre-denitrifying EBPR system has been found to be advantageous rather than post-denitrifying system in terms treatment efficiency. Thus, clone library of the first and the last sample of pre-denitrification samples were constructed. Microbial community analysis of total population with DGGE, clone library, sequencing data and FISH analysis demonstrate that microbial diversity of pre-denitrification EBPR system show more taxonomic units than post-denitrification EBPR samples. In the project, phosphate-accumulating organisms (PAOs) and glycogen accumulating organisms (GAOs) were studied with group specific probes using fluorescence in situ hybridization (FISH). So the ratios of PAOs and GAOs in EBPR samples were calculated. FISH analysis of EBPR samples show that phosphorus accumulating organisms (PAOs), bound with the FISH probe PAOmix were dominant throughout the almostly whole samples. In addition DGGE and clone library results insight that both the first and the last pre-denitrification sample have diverse microbial community.