Transient cyanobacteria drive hydrostatic photogranulation but disappear during microbial succession

科学分野:

• 環境微生物学
• 微生物生態学
• バイオテクノロジー

背景:

• フォトグラニュレーションは、活性汚泥を有機的なフォトグラニュールに変換するプロセスである。
• フォトグラニュレーションを開始するシアノバクテリア株の役割と運命は、よく理解されていない。

研究 の 目的:

• フォトグラニュール形成と群集遷移における特定のシアノバクテリア株の役割と運命を調査すること。
• 初期のシアノバクテリア株が成熟したフォトグラニュールに残留するかどうかを判断すること。

主な方法:

• 7つの糸状シアノバクテリア株を用いて、フォトグラニュールまたはマット形態を誘発する能力を試験した。
• 経時的なシアノバクテリア群集組成を解析するためにシーケンシングを使用した。
• 群集ダイナミクスを追跡するために時系列実験を実施した。

主要な成果:

• 全ての試験株が造粒を誘発することに成功したが、初期のキーストーンシアノバクテリアは競争に敗れ、成熟したフォトグラニュールからは消失した。
• 特定の株である*Geitlerinema* sp. A4が当初は優占したが、*Tychonema*や*Planktothrix*のようなマット形成種に置き換わった。
• 創始株が消失しても、フォトグラニュールの形態は持続した。

結論:

• 一時的に優占する生物は、最終的な群集に残留することなく、生態系の発達に影響を与える微生物エンジニアとして機能することができる。
• 微生物群集の遷移を理解することは、フォトグラニュールベースのシステムのための接種源の選択のような、バイオテクノロジーのプロセスを最適化するために不可欠である。