PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun

Pro gradu

Sanna Raunila

Research output: ThesisMaster's thesisTheses

Abstract

Gradutyö suoritettiin VTT Ympäristöbiotekniikan ryhmässä. Tutkimus oli osa Tekniikan kehittämiskeskuksen (Tekes) yhteistyössä VTT:n ja yritysten rahoittamaa projektia, jonka tarkoituksena oli kehittää pikamenetelmiä kompostin kypsyyden ja stabiilisuuden mittaamiseksi. Tämän työn tarkoituksena oli saada kattavampi kuvaus sekä kompostin sienilajiston muutoksista prosessin aikana että erilaisten olosuhteiden vaikutuksesta lopputuotteen sienilajistoon. Työn päätavoitteena oli tutkia, voidaanko molekyylibiologisia menetelmiä soveltaa kompostin sienilajiston muutosten havainnointiin. Kirjallisuusosassa keskityttiin työn kannalta oleellisten menetelmien sovellutuksiin ympäristötutkimuksessa. Työssä käsiteltiin kompostointiprosessia ja kompostin sienilajistoa, jotta voitaisiin arvioida, miten prosessiolosuhteiden muutokset vaikuttavat lajistoon. Lisäksi vertailtiin kirjallisuudessa tutkittuja menetelmiä sienibiomassan määrityksestä ja sieniyhteisöjen sormenjälkimenetelmistä. Pääpaino oli sellaisten molekyylibiologisten menetelmien analysoinnissa, jotka huomioivat mahdollisimman hyvin koko sienilajiston muutokset dynaamisen prosessin aikana. Kokeellisessa osassa tarkasteltiin rinnakkain kompostin kypsyysparametrejä, sienibiomassaa ja sienipopulaatioiden muutoksia dynaamisen prosessin funktiona, ja sitä kautta lähestyttiin kompostin prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienipopulaatioon. Sienibiomassaa arvioitiin maljaviljelyiden ja ergosterolipitoisuuden perusteella. Työn aikuvaiheessa vertailtiin kolmea sieni-DNA:n eristysmenetelmää, jotta löydettäisiin sopiva menetelmä kompostinäytteiden sieni-DNA:n eristämiseksi. Parhaaksi menetelmäksi osoittautui menetelmä, jossa raaka-DNA puhdistettiin fenoliuutolla ja GeneClean Turbo (QBiogene, Inc.) -kitillä. Työn toisessa vaiheessa oli tarkoituksena selvittää, voitaisiinko PCR-DGGE-menetelmän avulla havaita sekä prosessoinnin aikana tapahtuvia sienilajiston muutoksia etta prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienilajistoon. Pilot-kompostorien kypsyys-, lämpötila-, ja pH-analyysien perusteella voitiin todeta, etta eri voimakkuuksilla ilmastetuissa kompostoreissa myös kypsyminen tapahtui eri nopeuksilla. Kymmenen litraa minuutissa ilmastettu komposti (P3) kypsyi nopeammin kuin 0,5 l min-1 ilmastettu kompostori (P2). Sama trendi oli nähtävissä sienten määrässä. Pilot-kompostinäytteitä (P2-P3) vertailtiin myös kompostointilaitoksessa prosessoituihin näytteisiin. Laitosmittakaavan näyt-teet pystyttiin luokittelemaan kypsyysanalyysien perusteella. Aumakompostien sienibiomassat olivat samaa suuruusluokkaa kuin hyvin ilmastetun Pilot-kompostin (P3). 18S rDNA:n sienispesifisestä PCR-DGGE-menetelmä soveltui kompostinäytteiden analysointiin kahdella alukeparilla. Menetelmällä saatiin erotettua toisistaan kompostoinnin eri vaiheiden sienilajistot. Lisäksi saatiin esille erilaisten prosessiolosuhteiden aiheuttamat muutokset lopputuotteen sienilajistossa. Näitä eroja ja muutoksia ei pystytty osoittamaan pelkästään kypsyysanalyysien eikä sienibiomassan perusteella.
Original languageFinnish
QualificationMaster Degree
Awarding Institution
  • University of Helsinki
Place of PublicationHelsinki
Publisher
Publication statusPublished - 2003
MoE publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

Keywords

  • komposti
  • kypsyys
  • sienet
  • yhteisösormenjäljet
  • PCR
  • rDNA
  • DGGE

Cite this

Raunila, S. (2003). PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun: Pro gradu. Helsinki: University of Helsinki.
Raunila, Sanna. / PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun : Pro gradu. Helsinki : University of Helsinki, 2003. 107 p.
@phdthesis{661b97f7843841dc91bb3b5e4a178b41,
title = "PCR-DGGE-menetelm{\"a}n soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun: Pro gradu",
abstract = "Graduty{\"o} suoritettiin VTT Ymp{\"a}rist{\"o}biotekniikan ryhm{\"a}ss{\"a}. Tutkimus oli osa Tekniikan kehitt{\"a}miskeskuksen (Tekes) yhteisty{\"o}ss{\"a} VTT:n ja yritysten rahoittamaa projektia, jonka tarkoituksena oli kehitt{\"a}{\"a} pikamenetelmi{\"a} kompostin kypsyyden ja stabiilisuuden mittaamiseksi. T{\"a}m{\"a}n ty{\"o}n tarkoituksena oli saada kattavampi kuvaus sek{\"a} kompostin sienilajiston muutoksista prosessin aikana ett{\"a} erilaisten olosuhteiden vaikutuksesta lopputuotteen sienilajistoon. Ty{\"o}n p{\"a}{\"a}tavoitteena oli tutkia, voidaanko molekyylibiologisia menetelmi{\"a} soveltaa kompostin sienilajiston muutosten havainnointiin. Kirjallisuusosassa keskityttiin ty{\"o}n kannalta oleellisten menetelmien sovellutuksiin ymp{\"a}rist{\"o}tutkimuksessa. Ty{\"o}ss{\"a} k{\"a}siteltiin kompostointiprosessia ja kompostin sienilajistoa, jotta voitaisiin arvioida, miten prosessiolosuhteiden muutokset vaikuttavat lajistoon. Lis{\"a}ksi vertailtiin kirjallisuudessa tutkittuja menetelmi{\"a} sienibiomassan m{\"a}{\"a}rityksest{\"a} ja sieniyhteis{\"o}jen sormenj{\"a}lkimenetelmist{\"a}. P{\"a}{\"a}paino oli sellaisten molekyylibiologisten menetelmien analysoinnissa, jotka huomioivat mahdollisimman hyvin koko sienilajiston muutokset dynaamisen prosessin aikana. Kokeellisessa osassa tarkasteltiin rinnakkain kompostin kypsyysparametrej{\"a}, sienibiomassaa ja sienipopulaatioiden muutoksia dynaamisen prosessin funktiona, ja sit{\"a} kautta l{\"a}hestyttiin kompostin prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienipopulaatioon. Sienibiomassaa arvioitiin maljaviljelyiden ja ergosterolipitoisuuden perusteella. Ty{\"o}n aikuvaiheessa vertailtiin kolmea sieni-DNA:n eristysmenetelm{\"a}{\"a}, jotta l{\"o}ydett{\"a}isiin sopiva menetelm{\"a} kompostin{\"a}ytteiden sieni-DNA:n erist{\"a}miseksi. Parhaaksi menetelm{\"a}ksi osoittautui menetelm{\"a}, jossa raaka-DNA puhdistettiin fenoliuutolla ja GeneClean Turbo (QBiogene, Inc.) -kitill{\"a}. Ty{\"o}n toisessa vaiheessa oli tarkoituksena selvitt{\"a}{\"a}, voitaisiinko PCR-DGGE-menetelm{\"a}n avulla havaita sek{\"a} prosessoinnin aikana tapahtuvia sienilajiston muutoksia etta prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienilajistoon. Pilot-kompostorien kypsyys-, l{\"a}mp{\"o}tila-, ja pH-analyysien perusteella voitiin todeta, etta eri voimakkuuksilla ilmastetuissa kompostoreissa my{\"o}s kypsyminen tapahtui eri nopeuksilla. Kymmenen litraa minuutissa ilmastettu komposti (P3) kypsyi nopeammin kuin 0,5 l min-1 ilmastettu kompostori (P2). Sama trendi oli n{\"a}ht{\"a}viss{\"a} sienten m{\"a}{\"a}r{\"a}ss{\"a}. Pilot-kompostin{\"a}ytteit{\"a} (P2-P3) vertailtiin my{\"o}s kompostointilaitoksessa prosessoituihin n{\"a}ytteisiin. Laitosmittakaavan n{\"a}yt-teet pystyttiin luokittelemaan kypsyysanalyysien perusteella. Aumakompostien sienibiomassat olivat samaa suuruusluokkaa kuin hyvin ilmastetun Pilot-kompostin (P3). 18S rDNA:n sienispesifisest{\"a} PCR-DGGE-menetelm{\"a} soveltui kompostin{\"a}ytteiden analysointiin kahdella alukeparilla. Menetelm{\"a}ll{\"a} saatiin erotettua toisistaan kompostoinnin eri vaiheiden sienilajistot. Lis{\"a}ksi saatiin esille erilaisten prosessiolosuhteiden aiheuttamat muutokset lopputuotteen sienilajistossa. N{\"a}it{\"a} eroja ja muutoksia ei pystytty osoittamaan pelk{\"a}st{\"a}{\"a}n kypsyysanalyysien eik{\"a} sienibiomassan perusteella.",
keywords = "komposti, kypsyys, sienet, yhteis{\"o}sormenj{\"a}ljet, PCR, rDNA, DGGE",
author = "Sanna Raunila",
note = "salainen 25.4.2004 asti CA: BEL pro gradu Helsingin yliopisto, Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos, Mikrobiologian osasto 100 s. + liitt. 7 s.",
year = "2003",
language = "Finnish",
publisher = "University of Helsinki",
address = "Finland",
school = "University of Helsinki",

}

Raunila, S 2003, 'PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun: Pro gradu', Master Degree, University of Helsinki, Helsinki.

PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun : Pro gradu. / Raunila, Sanna.

Helsinki : University of Helsinki, 2003. 107 p.

Research output: ThesisMaster's thesisTheses

TY - THES

T1 - PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun

T2 - Pro gradu

AU - Raunila, Sanna

N1 - salainen 25.4.2004 asti CA: BEL pro gradu Helsingin yliopisto, Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos, Mikrobiologian osasto 100 s. + liitt. 7 s.

PY - 2003

Y1 - 2003

N2 - Gradutyö suoritettiin VTT Ympäristöbiotekniikan ryhmässä. Tutkimus oli osa Tekniikan kehittämiskeskuksen (Tekes) yhteistyössä VTT:n ja yritysten rahoittamaa projektia, jonka tarkoituksena oli kehittää pikamenetelmiä kompostin kypsyyden ja stabiilisuuden mittaamiseksi. Tämän työn tarkoituksena oli saada kattavampi kuvaus sekä kompostin sienilajiston muutoksista prosessin aikana että erilaisten olosuhteiden vaikutuksesta lopputuotteen sienilajistoon. Työn päätavoitteena oli tutkia, voidaanko molekyylibiologisia menetelmiä soveltaa kompostin sienilajiston muutosten havainnointiin. Kirjallisuusosassa keskityttiin työn kannalta oleellisten menetelmien sovellutuksiin ympäristötutkimuksessa. Työssä käsiteltiin kompostointiprosessia ja kompostin sienilajistoa, jotta voitaisiin arvioida, miten prosessiolosuhteiden muutokset vaikuttavat lajistoon. Lisäksi vertailtiin kirjallisuudessa tutkittuja menetelmiä sienibiomassan määrityksestä ja sieniyhteisöjen sormenjälkimenetelmistä. Pääpaino oli sellaisten molekyylibiologisten menetelmien analysoinnissa, jotka huomioivat mahdollisimman hyvin koko sienilajiston muutokset dynaamisen prosessin aikana. Kokeellisessa osassa tarkasteltiin rinnakkain kompostin kypsyysparametrejä, sienibiomassaa ja sienipopulaatioiden muutoksia dynaamisen prosessin funktiona, ja sitä kautta lähestyttiin kompostin prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienipopulaatioon. Sienibiomassaa arvioitiin maljaviljelyiden ja ergosterolipitoisuuden perusteella. Työn aikuvaiheessa vertailtiin kolmea sieni-DNA:n eristysmenetelmää, jotta löydettäisiin sopiva menetelmä kompostinäytteiden sieni-DNA:n eristämiseksi. Parhaaksi menetelmäksi osoittautui menetelmä, jossa raaka-DNA puhdistettiin fenoliuutolla ja GeneClean Turbo (QBiogene, Inc.) -kitillä. Työn toisessa vaiheessa oli tarkoituksena selvittää, voitaisiinko PCR-DGGE-menetelmän avulla havaita sekä prosessoinnin aikana tapahtuvia sienilajiston muutoksia etta prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienilajistoon. Pilot-kompostorien kypsyys-, lämpötila-, ja pH-analyysien perusteella voitiin todeta, etta eri voimakkuuksilla ilmastetuissa kompostoreissa myös kypsyminen tapahtui eri nopeuksilla. Kymmenen litraa minuutissa ilmastettu komposti (P3) kypsyi nopeammin kuin 0,5 l min-1 ilmastettu kompostori (P2). Sama trendi oli nähtävissä sienten määrässä. Pilot-kompostinäytteitä (P2-P3) vertailtiin myös kompostointilaitoksessa prosessoituihin näytteisiin. Laitosmittakaavan näyt-teet pystyttiin luokittelemaan kypsyysanalyysien perusteella. Aumakompostien sienibiomassat olivat samaa suuruusluokkaa kuin hyvin ilmastetun Pilot-kompostin (P3). 18S rDNA:n sienispesifisestä PCR-DGGE-menetelmä soveltui kompostinäytteiden analysointiin kahdella alukeparilla. Menetelmällä saatiin erotettua toisistaan kompostoinnin eri vaiheiden sienilajistot. Lisäksi saatiin esille erilaisten prosessiolosuhteiden aiheuttamat muutokset lopputuotteen sienilajistossa. Näitä eroja ja muutoksia ei pystytty osoittamaan pelkästään kypsyysanalyysien eikä sienibiomassan perusteella.

AB - Gradutyö suoritettiin VTT Ympäristöbiotekniikan ryhmässä. Tutkimus oli osa Tekniikan kehittämiskeskuksen (Tekes) yhteistyössä VTT:n ja yritysten rahoittamaa projektia, jonka tarkoituksena oli kehittää pikamenetelmiä kompostin kypsyyden ja stabiilisuuden mittaamiseksi. Tämän työn tarkoituksena oli saada kattavampi kuvaus sekä kompostin sienilajiston muutoksista prosessin aikana että erilaisten olosuhteiden vaikutuksesta lopputuotteen sienilajistoon. Työn päätavoitteena oli tutkia, voidaanko molekyylibiologisia menetelmiä soveltaa kompostin sienilajiston muutosten havainnointiin. Kirjallisuusosassa keskityttiin työn kannalta oleellisten menetelmien sovellutuksiin ympäristötutkimuksessa. Työssä käsiteltiin kompostointiprosessia ja kompostin sienilajistoa, jotta voitaisiin arvioida, miten prosessiolosuhteiden muutokset vaikuttavat lajistoon. Lisäksi vertailtiin kirjallisuudessa tutkittuja menetelmiä sienibiomassan määrityksestä ja sieniyhteisöjen sormenjälkimenetelmistä. Pääpaino oli sellaisten molekyylibiologisten menetelmien analysoinnissa, jotka huomioivat mahdollisimman hyvin koko sienilajiston muutokset dynaamisen prosessin aikana. Kokeellisessa osassa tarkasteltiin rinnakkain kompostin kypsyysparametrejä, sienibiomassaa ja sienipopulaatioiden muutoksia dynaamisen prosessin funktiona, ja sitä kautta lähestyttiin kompostin prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienipopulaatioon. Sienibiomassaa arvioitiin maljaviljelyiden ja ergosterolipitoisuuden perusteella. Työn aikuvaiheessa vertailtiin kolmea sieni-DNA:n eristysmenetelmää, jotta löydettäisiin sopiva menetelmä kompostinäytteiden sieni-DNA:n eristämiseksi. Parhaaksi menetelmäksi osoittautui menetelmä, jossa raaka-DNA puhdistettiin fenoliuutolla ja GeneClean Turbo (QBiogene, Inc.) -kitillä. Työn toisessa vaiheessa oli tarkoituksena selvittää, voitaisiinko PCR-DGGE-menetelmän avulla havaita sekä prosessoinnin aikana tapahtuvia sienilajiston muutoksia etta prosessointiolosuhteiden vaikutusta sienilajistoon. Pilot-kompostorien kypsyys-, lämpötila-, ja pH-analyysien perusteella voitiin todeta, etta eri voimakkuuksilla ilmastetuissa kompostoreissa myös kypsyminen tapahtui eri nopeuksilla. Kymmenen litraa minuutissa ilmastettu komposti (P3) kypsyi nopeammin kuin 0,5 l min-1 ilmastettu kompostori (P2). Sama trendi oli nähtävissä sienten määrässä. Pilot-kompostinäytteitä (P2-P3) vertailtiin myös kompostointilaitoksessa prosessoituihin näytteisiin. Laitosmittakaavan näyt-teet pystyttiin luokittelemaan kypsyysanalyysien perusteella. Aumakompostien sienibiomassat olivat samaa suuruusluokkaa kuin hyvin ilmastetun Pilot-kompostin (P3). 18S rDNA:n sienispesifisestä PCR-DGGE-menetelmä soveltui kompostinäytteiden analysointiin kahdella alukeparilla. Menetelmällä saatiin erotettua toisistaan kompostoinnin eri vaiheiden sienilajistot. Lisäksi saatiin esille erilaisten prosessiolosuhteiden aiheuttamat muutokset lopputuotteen sienilajistossa. Näitä eroja ja muutoksia ei pystytty osoittamaan pelkästään kypsyysanalyysien eikä sienibiomassan perusteella.

KW - komposti

KW - kypsyys

KW - sienet

KW - yhteisösormenjäljet

KW - PCR

KW - rDNA

KW - DGGE

M3 - Master's thesis

PB - University of Helsinki

CY - Helsinki

ER -

Raunila S. PCR-DGGE-menetelmän soveltuvuus kompostin sienilajiston tarkasteluun: Pro gradu. Helsinki: University of Helsinki, 2003. 107 p.