TY - UNPB N2 - A biogáz fermentorban él? mikroba közösség ismeretének, illetve a közöttük kialakuló kapcsolatok feltérképezésének jelent?s szerepe van a komplex mikrobiális folyamat megértésében és hatékonyabbá tételében. A metagenomikai módszerek olyan új megoldást nyújtanak, melynek segítségével betekintést nyerhetünk ilyen összetett életközösségek m?ködésébe. Biogáz üzem szimulációs kísérletemben olyan paramétereket állítottunk be, melyek az ipari biogáz üzemeket tükrözik. A metagenom vizsgálathoz az Applied Biosystems SOLiD újgenerációs szekvenátorát használtam, melyet még nem alkalmaztak ilyen fajta közösségi vizsgálatokra. E módszer segítségével nagy mennyiség? és jó min?ség? adatokat kaptam. A biogáz fermentorban rendezett, egymásra épül? mikrobiális rendszert tártam fel. Az adatok elemzése alapján a cellulóz tartalmú biomassza bontásában és másodlagos fermentációjábana Firmicutes és a Bacteroides törzsek tagjai játszanak fontos szerepet. A Firmicutes törzsön belül a Clostridia nemzetség tagjai vannak túlnyomó többségben, melyek cellulolitikus és gyakran hidrogén termel? tulajdonsággal rendelkeznek. Ezért szerepük a hatékony cellulózbontásban és hasznosításban valószín?leg jelent?s. Az Archaea doménben a Methanomicrobiales rend képvisel?i voltak túlsúlyban, mely rendben a Methanoculleus marisnigri hidrogenotróf metanogén volt többségben. A metagenom vizsgálat eredményeit alátámasztják korábbi vizsgálatok is, melyeket újgenerációs 454 típusú szekvenátorral végeztek, így a metagenomikai módszerek ilyen komplex mikrobiális közösségek vizsgálatában reprodukálhatónak és validálhatónak bizonyultak A biogáz gyáraknak jelent?s költséget jelent a kukorica szilázs el?állítása, így az iparágnak szüksége van alternatív megoldásokra, melyeknél fontos szempont a hatékonyság megtartása is. Egy tipikus mikroalga faj f? összetev?i között megtalálhatunk minden olyan komponenst, melyek kiváló tápanyagok a biogáz termel? mikroba közösség számára. A mikroalga biomasszát felhasználhatjuk közvetetten más célra hasznosítható anyagok kinyerése után, illetve közvetlenül biogáz fermentációra. A közvetett felhasználást vizsgáló fermentációban mikoralga keveréket és azok szintrófjait használtam fel biogáz el?állításra. A vizsgálat alapján elmondható, hogy a mikroalga keverék alacsony C/N aránya miatt a biogáz mennyisége elmarad a kukorica szilázshoz képest, bár min?sége jobb. A fermentáció két hónapig stabilan m?ködött, a mikroalga fermentációja során annak magas N tartalma miattammónium növekedést tapasztaltam. A kofermentációban ez a hatás kompenzálódik. Ebb?l arra a következtetésre jutottam, hogy az alacsony C/N arányú mikroalgát kofermentációban érdemes fermentálni. A metagenom eredmények alapján a mikroalgával együtt bevitt szintróf organizmusok kiszorítják, illetve elfedik a fermentorban él? természetes közösséget. Az Archaea doménben a Methanosarcinales rend dominanciáját figyeltem meg a fermentáció teljes ideje alatt. A fotoautotróf módon tenyésztett Scenedesmus obliquus mikroalga faj magasabb C/N aránnyal rendelkezik, mint az el?z? kísérletben használt mikroalga keverék. Fermentációja során nem tapasztaltam jelent?s ammóniumkoncentráció növekedést. A tiszta alga biomasszából keletkezett biogáz mennyisége körülbelül megegyezik a mikroalga keverékével, illetve a gáz összetétele is hasonló. A fermentációk a három hónapos m?ködési id? alatt stabilan m?ködtek. A Sc. obliquus vastag sejtfala miatt a fermentor mikrobái az alga biomasszát lassabban képesek bontani. Így annak ellenére, hogy nem történt már további biomassza bevitel az utolsó hónapban, mégis jelent?s mennyiség? biogáz termel?dött. Ennek alapján az ilyen típusú mikroalgák fermentációja során hosszabb retenciós id? alkalmazása látszik indokoltnak. A kofermentációból keletkez? metán mennyisége az el?z? kísérlethez hasonlóan magasabb, mint a monoszubsztrátként adagolt mikroalgáé. Ezek az eredmények összefügghetnek a kofermentációban a szubsztrát adagolási id?szakban tapasztalt Clostridiales rend relatív többségével, mely hatékonyan képes bontani a mikroalga biomasszát. A fermentáció teljes ideje alatt az Archaea doménben a Methanosarcinales rend dominanciáját figyeltem meg, mely a metánképz?déshez vezet? anyagcsere útvonalak sokféleségét támasztják alá. A dolgozatban bemutatott adatok szerint a metagenomikai módszerek biogáz termel? közösségek vizsgálatában reprodukálhatóak és validálhatóak. A biogáz iparban a kukorica szilázs kiváltására ígéretes jelölt a mikroalga biomassza, azonban annak fajtája és alkalmazási technológiája befolyásolja a hatékonyságot. A legel?nyösebb alkalmazási mód a kofermentáció. N1 - Kéziratban A1 - Wirth Roland Y1 - 2014/04/25/ UR - https://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/2120/ ID - doktori2120 TI - Biogáz termel? mikroorganizmus közösségek vizsgálata metagenomikai megközelítéssel AV - public ER -