Om mikrobiella förändringar i dricksvattenledningsnät Katharina Lührig Catherine J Paul Kenneth M Persson Peter Rådström Svenskt Vatten Utveckling Biofilmen Projektmål Biomarkörer PCR baserad analysmetodik 1
Bakgrund och behov SOU 2007:60 Ringsjövatten (2009 2011) Bolmenvatten (våren 2011) Metodik 2
Förstärkt DNA analys 16S rrna sekvensering 16S rrna Evolutionär klocka 3
Prover Utveckling, optimering och utvärdering av analysmetodik Initialt 6 prover Landskrona (mars 2011, nya prover mars 2013) 16S rrna gendetektion V1, V2 regionen (2383 OTUs*) V3 regionen (1702 OTUs*) *operational taxonomic unit Resultat 674 116 sekvenser Reproducerbarhet Biofilmsprover från fyra vattenmätare 3 4 5 6 4
Reproducerbarhet Taxonomi Arter består av core and pan-genomes 5
Fylogenetiskt träd Classification Domain: Bacteria Phylum: Proteobacteria Class: Alphaproteobacteria Order: Sphingomonadales Family: Sphingomonadaceae Characteristics strictly aerobic oligotrophic can survive in chlorinated waters (Vaz Moreira et al. 2011) Den bakteriella taxonomiska sammansättningen på nivån fylum Prov 1 och 2 = Ledningsrör Prov 1_F Prov 1_R Prov 2_F Prov 2_R Prov 3_F Prov 3_R Prov 4_F Prov 4_R Prov 5_F Prov 5_R Prov 6_F Prov 6_R Prov 3, 4, 5 och 6 = Vattenmätare 6
Proteobakteriesammansättningen Prov 1_F Prov 1_R Prov 2_F Prov 2_R Prov 3_F Prov 3_R Prov 4_F Prov 4_R Prov 5_F Prov 5_R Prov 6_F Prov 6_R Biofilmens betydelse 7
Operational Taxonomic Units (OTUs) 1 2 3 4 5 6 Prov 1 och 2 = Ledningsrör Prov 3, 4, 5 och 6 = Vattenmätare *Top 20 OTUs Sphingomonadaceae Sphingomonadaceae are a family of the Alphaproteobacteria Known to degrade hydrophobic polycyclic aromatic hydrocarbons Environmental remediation David L. Balkwill, J. K. Fredrickson und M. F. Romine:Sphingomonas and Related Genera In: The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. Volume 7: Proteobacteria: Delta and Epsilon Subclasses. Deeply Rooting Bacteria ISBN 978-0-387-33493-6 Prov 4, 5 och 6 (vattenmätare) 8
Iron and manganese oxidizing bacterium Found in native iron and manganese precipitating biofilms Pedomicrobium Burga Braun, Inga Richert, Ulrich Szewzyk (2009): Detection of iron-depositing Pedomicrobium species in native biofilms from the Odertal National Park by a new, specific FISH probe, Journal of Microbiological Methods 79, 37-43 Prov 3 (vattenmätare) Nitrospira are nitriteoxidizing bacteria that are important in marine habitats. The second member of this genus was discovered in 1995 from a corroded iron pipe. Nitrospira PNAS July 27, 2010 vol. 107 no. 30 13479-13484 Prov 3 (vattenmätare) Nitrospira marina http://www.mbio.ncsu.edu/mb451/lecture/uncultivated/lecture.html 9
Reducing sulfate to hydrogen sulfide forming metal sulfides, such as ferrous sulfide (insoluble and often black or brown, leading to the dark color of sludge) Desulfovibrio Ernst-Detlef Schulze, Harold A. Mooney (1993), Biodiversity and ecosystem function, Springer-Verlag, pp. 88 90 Prov 2 (ledningsrör, 100 år) Desulfovibrio vulgaris http://en.wikipedia.org/wiki/desulfovibrio Potentiella biomarkörer 10
Biomarkörer för dricksvattenkvalitet Biofilmssammansättningen, vattenkvaliteten, speciellt organiska parametrar, klorföreningar, hydrauliska parametrar etc., Vad styr vad? Sammanfattning Protokoll för massiv parallellsekvensering Påvisat hög reproducerbarhet Visat att den mikrobiella floran är mycket omfattande i dricksvattenledningsnätet Indikerat att det finns stora bakteriella skillnader i biofilmen om man jämför områden med problematisk respektive god dricksvattenkvalitet. 11
Henrik Aspegren (VA SYD) Erling Midlöv (VA SYD) Lars Ödemark (NSVA) Charlotte Lindstedt (Göteborg Vatten) Per Ericsson (Norrvatten) Annika Malm (Göteborg Vatten) Daniel Hellström (SVU) Björn Canbäck, Tomas Johansson, Anders Tunlid (LU) Tack Mats Forsman (FOI Umeå) Mats Henriksson (NSVA) David Menander (VA SYD) Britt-Marie Pott (Sydvatten) 12