The distribution of active β-glucosidase-producing microbial communities in composting
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Notice bibliographique
Résumé
The composting ecosystem is a suitable source for the discovery of novel microorganisms and secondary metabolites. Cellulose degradation is an important part of the global carbon cycle, and β-glucosidases complete the final step of cellulose hydrolysis by converting cellobiose to glucose. This work analyzes the succession of β-glucosidase-producing microbial communities that persist throughout cattle manure - rice straw composting, and evaluates their metabolic activities and community advantage during the various phases of composting. Fungal and bacterial β-glucosidase genes belonging to glycoside hydrolase families 1 and 3 (GH1 and GH3) amplified from DNA were classified and gene abundance levels were analyzed. The major reservoirs of β-glucosidase genes were the fungal phylum Ascomycota and the bacterial phyla Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria, and Deinococcus-Thermus. This indicates that a diverse microbial community utilizes cellobiose. The succession of dominant bacteria was also detected during composting. Firmicutes was the dominant bacteria in the thermophilic phase of composting; there was a shift to Actinomycetes in the maturing stage. Proteobacteria accounted for the highest proportions during the heating and thermophilic phases of composting. By contrast, the fungal phylum Ascomycota was a minor microbial community constituent in thermophilic phase of composting. Combined with the analysis of the temperature, cellulose degradation rate and the carboxymethyl cellulase and β-glucosidase activities showed that the bacterial GH1 family β-glucosidase genes make greater contribution in cellulose degradation at the later thermophilic stage of composting. In summary, even GH1 bacteria families β-glucosidase genes showing low abundance in DNA may be functionally important in the later thermophilic phase of composting. The results indicate that a complex community of bacteria and fungi expresses β-glucosidases in compost. Several β-glucosidase-producing bacteria and fungi identified in this study may represent potential indicators of composting in cellulose degradation.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
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| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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