Characterization of ammonia oxidizing bacteria in an activated sludge plant using a fluorescent in situ hybridization method

Abstract

Amonyağı okside eden bakterilerin (AOB) aktif çamur flokları içerisindeki düzeni çoğunlukla bilinmemektedir ve aktif çamur flokları bakteri gruplarının heterojen bir topluluğu olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, amonyağı okside eden bakteri mikrokolonilerinin floklar içerisindeki konumu ve bu mikrokolonilerin konumlarına göre büyüklüklerindeki değişimin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçları başarmak için, yerinde floresanlı hibritleşme (FISH) yöntemi lazer mikroskobu ile birlikte kullanılmıştır. Piston akımlı bir atıksu arıtma tesisinden anlık numuneler alınmış ve numuneler AOB $\beta$ -Proteobakteri'yi hedef alan Nsol225 probu ve Nitrosospira cinsini hedef alan Nsv443 probu ile incelenmiştir. AOB mikrokolonilerinin aktif çamur floklarının merkezine doğru sayılarının arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca; AOB mikrokolonilerinin büyüklüğünün de aktif çamur floklarının merkezine doğru arttığı tespit edilmiştir. Bu çalışma, AOB mikrokolonilerinin aktif çamur floklarında gelişigüzel dağılmadığını gösterebilir. Fakat; FISH yöntemi bu çalışmada amaçlanan hedeflere ulaşmak için henüz başlangıç niteliğindedir ve çalışmada elde edilen veriler kesin sonuçları kanıtlayacak derecede yeterli değildir.

The spatial arrangement of functionally important ammonia oxidizing bacteria (AOB) in activated sludge floes is largely unknown and activated sludge floes are regarded as heterogeneous agglomerations of bacterial communities. This study aimed to determine both the location of AOB microcolonies within floes and the size variation of these microcolonies based on their location. Fluorescent in situ hybridization (FISH) was used in combination with a confocal scanning laser microscope (CSLM) to achieve these goals. Grab samples taken from a full-scale plug flow wastewater treatment plant were examined with probes targeted to AOB $\beta$ -Proteobacteria (Nsol225) and a genus specific probe targeted to the genus Nitrosospira (Nsv443). Frequencies of AOB microcolonies were observed to increase towards the center of activated sludge floes (ASFs). in addition, the size of AOB microcolonies was found to rise from the edges to the centers of floes. This study indicates that ASFs might have a non-random agglomeration of AOB microcolonies. However, FISH is a relatively preliminary method for the aims targeted in this study and the results are not sufficient to justify definite conclusions.