Mikrobielle Diversität in einer biogas-produzierenden Kofermentation von Maissilage und Rindergülle
Abstract
Die Effizienz von Biogasreaktoren hängt in wesentlichem Maße von der Substratverwertung durch die beteiligte Mikroflora ab. Die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft ist jedoch bislang nur oberflächlich charakterisiert. In dieser Studie wird daher eine ?oebersicht über die mikrobielle Diversität in einem biogas-produzierenden Rührkesselreaktor (CSTR) während der Kofermentation von Maissilage und Rindergülle gegeben. Die Analyse er-folgte anhand zweier 16S rDNA Bibliotheken jeweils spezifisch für methanogene Archaea (81 Klone) und fermentative Bacteria (118 Klone). Der CSTR wies eine hohe Diversität innerhalb der methanogenen Archaea auf. Aus der Ordnung Methanomicrobiales wurden acht OTU nachgewiesen, für die Ordnung Methanosarcinales drei OTU und für die Ordnung Methanobacteriales zwei OTU. Eine weitere OTU wies eine deutliche genetische Distanz zu den bekannten taxonomischen Ordnungen auf. Die Ordnung Methanococcales wurde nicht detektiert. Die meisten OTU (71 %) konnten in Verwandtschaft zu hydrogenotrophen Methanbildnern wie Methanoculleus bourgensis, Methanobrevibacter ruminantium, Methanospirilllum hungatei und Methanocorpusculum parvum gesetzt werden. Acetat-verwertende Archaea wurden mit 3 OTU verwandt zu Methanosarcina barkeri und Methanosaeta concilii detektiert. Innerhalb der Domäne Bacteria wurde eine hohe Diversität unter den Vertretern der Phyla Firmicutes (27 OTU) und Bacterioidetes (13 OTU) festgestellt. Ebenso wurden mehrere OTU der Phyla Proteobacteria (4 OTU), Spirochaetes (2 OTU), Fibrobacteres (1 OTU) und Chloroflexi (1 OTU) detektiert. 10 OTU konnten nicht taxonomisch eingeordnet werden. Die Dominanz von OTU verwandt mit H2-konsumierenden Methanbildnern in der Archaea-spezifischen 16S rDNA Bibliothek sowie deren große Diversität sind Indizien für eine verstärkte Bildung von Methan durch Oxidation von CO2.
