Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/1081
Title: Bacterial and archaeal community composition along the water column and in the sediment of Averno lake as revealed by 16S rRNA and [FeFe]-hydrogenases genes-based approaches
Other Titles: Studio della comunità microbica della colonna d'acqua e del sedimento del lago di Averno mediante metodi molecolari basati sull'uso dei geni codificanti per il 16S rRNA e per la FeFe-idrogenasi
Authors: Paganin, Patrizia
Keywords: Lake Averno;Archaea;Eubacteria;DGGE;Physico-chemical parameters;Microbial ecology;Lago di Averno;Eubatteri;Parametri chimico-fisici;Ecologia microbica;BIO/07
Issue Date: 15-Mar-2010
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 22. ciclo
Abstract: 
The diversity of lake microbial communities has been investigated for many years using
methods based on isolation of microorganisms on culture media. However, as the proportion
of cells from environmental samples which can be cultured is estimated to be 0.1% or at most 10% of the total population, this method provides partial data concerning the composition of these communities. Recent advances in the field of molecular biology (extraction of nucleic acids, polymerase chain reaction (PCR) amplification, fingerprinting methods) allowed the
development of techniques which no longer require the isolation and cultivation of bacteria.
Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis of 16S rRNA gene fragments
has been widely used to assess the diversity of complex microbial communities. Several
cultivation-independent studies of microbial diversity in sediments and water column of lakes have been conducted, but the importance and role of microorganisms in these ecosystems require further investigation, especially with respect to their potentially important
partecipation in the significant biogeochemical cycling of elements such as carbon and nitrogen. For this purpose it could be also useful to characterize bacterial populations with
specific metabolic activities, such as nitrification/denitrification, sulfate reduction, methane production and hydrogen production, on the basis of their functional genes.
In particular, in the last years, hydrogen-evolving microorganisms have attracted much
attention due to their potential in biological hydrogen production from renewable biomass.
Since it was demonstrated that lake sediment represents an efficient inoculum for an
appreciable hydrogen production (Kawagoshi et al., 2005), it is useful to assess the the
diversity of H2 producing bacteria naturally occurring in this habitat.
In the present study PCR-DGGE technique was employed to assess the microbial
diversity along the water column of Lake Averno in relation to environmental parameters, and to investigate the bacterial community composition of its superficial sediment. Moreover, the diversity of H2 producing bacteria from lake sediment was assessed by PCR amplification,
cloning and sequencing of the FHG fragments.

Per molti anni, lo studio della diversità delle comunità microbiche di lago è stato
effettuato mediante l’isolamento dei microorganismi su terreni di coltura. Tale metodo,
comunque, non permette di ottenere una descrizione accurata della composizione delle
comunità microbiche esaminate, poiché generalmente la percentuale di batteri coltivabili
derivanti da campioni ambientali corrisponde solo allo 0,1-10% della microflora totale. I
recenti progressi della biologia molecolare (estrazione di acidi nucleici, PCR e tecniche di
fingerprinting) hanno permesso lo sviluppo di metodi di indagine delle popolazioni
microbiche indipendenti dalla coltivazione dei batteri.
La tecnica “Denaturing Gradient Gel Electrophoresis” (DGGE) è stata spesso impiegata
nello studio delle comunità microbiche complesse quali quelle della colonna d’acqua e del
sedimento di lago, utilizzando il gene 16S rRNA come target molecolare. Poiché i
microrganismi rivestono un ruolo fondamentale nei cicli biogeochimici di questi ecosistemi, è
necessario ottenere informazioni sulla diversità delle comunità microbiche in relazione alle
caratteristiche fisico-chimiche dell’habitat di provenienza. A tale scopo, potrebbe essere utile
caratterizzare le popolazioni batteriche coinvolte in diverse attività metaboliche, quali la nitrificazione/denitrificazione, la solfato riduzione, la produzione di metano o di idrogeno,
utilizzando i geni funzionali come target molecolari.
In particolare, negli ultimi anni, i batteri idrogeno-produttori hanno destato molto
interesse per il loro potenziale utilizzo nella produzione biologica di energia da biomassa.
Inoltre, poiché in precedenti studi il sedimento di lago si è rivelato un inoculo efficiente per
un’apprezzabile produzione di idrogeno (Kawagoshi et al., 2005), lo studio della diversità
microbica della comunità di batteri idrogeno produttori naturalmente presenti in tale
ecosistema risulta particolarmente utile.
In questo lavoro, l’analisi DGGE del gene 16S rRNA è stata utilizzata per stimare la
variazione della diversità microbica lungo la colonna d’acqua del Lago di Averno, in
relazione alle variazioni delle caratteristiche chimico-fisiche dei campioni prelevati alle
diverse profondità, e per analizzare la composizione della comunità batterica del sedimento superficiale. Inoltre, è stata analizzata la diversità dei batteri idrogeno produttori del sedimento mediante PCR, clonaggio e sequenziamento del gene che codifica per l’enzima FeFe-idrogenasi.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia e gestione delle risorse biologiche
URI: http://hdl.handle.net/2067/1081
Appears in Collections:Archivio delle tesi di dottorato di ricerca

Files in This Item:
File Description SizeFormat
ppaganin_tesid.pdf5.21 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record

Page view(s)

2
Last Week
1
Last month
0
checked on Oct 24, 2020

Download(s)

1
checked on Oct 24, 2020

Google ScholarTM

Check


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons