In situ identification of keratin-hydrolyzing organisms in swine manure inoculated anaerobic digesters

Les plumes, un sous‑produit de la volaille, se composent à plus de 90 % de kératine, laquelle résiste à la dégradation durant la digestion anaérobie. Dans l’étude présentée ici, nous avons utilisé quatre réacteurs anaérobies de 42 L avec du fumier de porc adapté pour étudier la digestion des plumes. Nous avons ajouté des plumes broyées dans deux des réacteurs pour évaluer la production de biogaz, les deux autres, dans lesquels nous n’avons pas ajouté de plumes, servant de témoins négatifs. Nous avons constaté que les plumes ont été dégradées et que la production de méthane s’est accrue. Nous avons pu voir des organismes hydrolysant la kératine dans le liquide des sacs de plumes après coloration fluorescente de la caséine avec du bore‑dipyrrométhane. Les valeurs d’abondance de ces organismes étaient en corrélation (R² = 0,96) avec le taux de digestion des plumes. Nous avons construit une banque de clones d’ARNr 16S des populations bactériennes fixées aux particules de plumes. Sur les 93 clones (> 1 300 pb) obtenus, 57 (61 %) appartenaient à la classe des Clostridia de l’embranchement des Firmicutes, tandis que 34 (37 %) appartenaient à la classe des Bacteroidia de l’embranchement des Bacteroidetes. Nous avons construit quatre sondes d’oligonucléotides d’hybridation in situ marquées au moyen d’un produit fluorescent (sondes FISH) pour les principaux groupes de Clostridia et nous les avons utilisées avec d’autres sondes FISH pour identifier les organismes hydrolysant la kératine. La sonde FIMs1029 s’est hybridée avec la plupart (> 80 %) des organismes hydrolysant la kératine. Les séquences cibles correspondaient parfaitement à celles de 10 clones de gène d’ARNr 16S de Clostridia appartenant à un nouveau genre n’ayant pas encore été caractérisé apparenté au Alkaliphilus de la sous‑famille des Clostridiaceae 2, de la famille des Clostridiaceae.