Biokaasuprosessin metanogeenisten bakteerien määrittäminen : menetelmän kehitys
Yli-Puntari, Jenni (2013)
Yli-Puntari, Jenni
Turun ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121921943
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121921943
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä kehitettiin menetelmä metanogeenisten bakteerien määrittämiseen biokaasureaktorista 454-pyrosekvensointimenetelmällä. Tavoitteena oli määrittää biokaasureaktorin metanogeenien bakteeripopulaation lähtötaso tiettyinä aikapisteinä mcrA-geenin avulla. Opinnäytetyö tehtiin Turun ammattikorkeakoulun T&K-projekti Susbiolle ja työssä analysoitiin pilot-mittakaavan biokaasureaktoria.
Työn teoriaosassa käsitellään anaerobista mädätystä, metanogeenisiä bakteereita, sekvensoinnin teoriaa sekä metaaninmuodostuksessa toimivan koentsyymin rakenneosan geenisekvenssiä.
Käytännön työssä käsitellään menetelmän kehitystä eli näytteiden esikäsittelyä, PCR-menetelmällä tuotettavien sekvensoitavien näytteiden valmistusta ja sekvensointia GS Junior-laitteella.
Menetelmä vaikuttaa alustavien testauksien mukaan toimivalta. Raakadataa analysoitiin Mothur-ohjelmalla, jolloin ensimmäisen aikapistemäärityksen tuloksena oli yli 7000 uniikkia sekvenssiä. Seuraavissa aikapistemäärityksissä uniikkien sekvenssien määrä putosi noin puoleen ensimmäisestä määrityksestä, mikä kertoisi bakteeripopulaation monimuotoisuuden vähentymisestä koejakson aikana. Aikapistenäytteet otettiin noin kuukauden välein.
Koska mcrA-tietokantaa ei ollut käytettävissä, ei metanogeenisiä bakteereja pystytty karakterisoimaan ja näin ollen lopullista varmistusta menetelmän toimivuudesta ei saatu. Tutkimusta tullaan jatkamaan luomalla mcrA-tietokanta, jonka avulla voidaan karakterisoida metanogeeniset bakteerit biokaasureaktorissa.
Työn teoriaosassa käsitellään anaerobista mädätystä, metanogeenisiä bakteereita, sekvensoinnin teoriaa sekä metaaninmuodostuksessa toimivan koentsyymin rakenneosan geenisekvenssiä.
Käytännön työssä käsitellään menetelmän kehitystä eli näytteiden esikäsittelyä, PCR-menetelmällä tuotettavien sekvensoitavien näytteiden valmistusta ja sekvensointia GS Junior-laitteella.
Menetelmä vaikuttaa alustavien testauksien mukaan toimivalta. Raakadataa analysoitiin Mothur-ohjelmalla, jolloin ensimmäisen aikapistemäärityksen tuloksena oli yli 7000 uniikkia sekvenssiä. Seuraavissa aikapistemäärityksissä uniikkien sekvenssien määrä putosi noin puoleen ensimmäisestä määrityksestä, mikä kertoisi bakteeripopulaation monimuotoisuuden vähentymisestä koejakson aikana. Aikapistenäytteet otettiin noin kuukauden välein.
Koska mcrA-tietokantaa ei ollut käytettävissä, ei metanogeenisiä bakteereja pystytty karakterisoimaan ja näin ollen lopullista varmistusta menetelmän toimivuudesta ei saatu. Tutkimusta tullaan jatkamaan luomalla mcrA-tietokanta, jonka avulla voidaan karakterisoida metanogeeniset bakteerit biokaasureaktorissa.