Die Beseitigung von organischen Spurenstoffen (TOrCs) in der aquatischen Umwelt ist intensiv untersucht worden. Einige Mitglieder natürlicher mikrobieller Gemeinschaften spielen eine wichtige Rolle bei der Umwandlung chemischer Verunreinigungen, doch verhindern komplexe mikrobielle Interaktionen ein angemessenes Verständnis der Biotransformationsmechanismen von TOrC. Zur Vereinfachung schlagen wir in dieser Studie eine Strategie zur Etablierung von Modellgemeinschaften mit geringerem Reichtum vor, die in der Lage sind, verschiedene TOrCs durch Voradaptation und Verdünnung bis zur Auslöschung zu entfernen.

Die mikrobiellen Gemeinschaften wurden aus Leitungswasser, Boden, Sand, tiefem Sediment und der Sedimentoberfläche an wechselnde Konzentrationen von 27 TOrCs-Gemischen angepasst (Abbildung 31). Nach der Anpassung wurden die Gemeinschaften weiter verdünnt, um die Diversität in 96 Deep-Well-Platten für die Hochdurchsatz-Kultivierung zu reduzieren. Nach der Charakterisierung der mikrobiellen Struktur und der TOrC-Entfernungsleistung wurden dreißig taxonomisch nicht redundante Modellgemeinschaften mit unterschiedlichen Entfernungsfähigkeiten erhalten. Es zeigte sich, dass der Voranpassungsprozess den mikrobiellen Reichtum reduziert, aber die Gleichmäßigkeit und phylogenetische Vielfalt der resultierenden Modellgemeinschaften erhöht. Außerdem wirkte sich die phylogenetische Vielfalt positiv auf die Anzahl der TOrCs aus, die gleichzeitig transformiert werden können. Die Voranpassung verbesserte auch die Gesamtrate der TOrC-Entfernung, die positiv mit den Wachstumsraten der Modellgemeinschaften korreliert war.

Dies ist die erste Studie, die ein breites Spektrum der TOrC-Biotransformation anhand verschiedener Modellgemeinschaften untersucht, die aus unterschiedlichen natürlichen mikrobiellen Systemen stammen. Diese Studie bietet einen standardisierten Arbeitsablauf zur Etablierung von Modellgemeinschaften für verschiedene Stoffwechselzwecke mit veränderbarem Inokulum und Substraten. Die erhaltenen Modellgemeinschaften können weiterverwendet werden, um die treibenden Kräfte der TOrC-Biotransformation auf der Enzym/Genebene zu finden.