廃棄物埋立地内での温室効果ガス(メタン・亜酸化窒素)放出の分子生物学的診断手法

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450196
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 原田 秀樹 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70134971)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 信夫 長岡工業高等専門学校, 都市環境工学科, 助教授 (30193072) ; 関口 勇地 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (20313570) ; 大橋 晶良 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70169035) ; 上村 繁樹 木更津工業高等専門学校, 都市環境工学科, 助教授 (60300539)
• Keywords: 廃棄物埋立地 / 16S rRNA / FISH法 / メタン生成古細菌 / メタン酸化細菌 / 分子系統解析 / クローニング / ドットブロットハイブリダイゼーション

Research Abstract

本研究は、微生物の16SrRNA遺伝子の情報を利用した分子生物学的解析手法により、有機性廃棄物埋立処分地からのメタンガス放出に関与する微生物群集の生態を解析した。有機性廃棄物(家庭ごみ)埋立地の異なる深さ(10、30,100,300cm)から採取した土壌は、深さ方向に有機物含量が増大し、メタン生成古細菌の基質となる酢酸は1-3m部分で高くなった。メタン酸化活性は、深さ10cmの部位の微好気環境下における土壌で最も高かった。一方、メタン生成活性は、深さ1-3mにおいて高い活性を示した。ついで、分子生物学的手法による微生物種の同定を行った。16SrDNAクローニングによって得られたメタン生成古細菌の71クローンを分子系統解析した結果、すべてメタン生成古細菌で、既知のものとは完全に同一ではなかった。一方、メタン酸化細菌は、300個のクローンを得た後、メタン酸化細菌に特異的なプローブを使ってドットブロットハイブリダイゼーションで検出を行ったが、メタン酸化細菌のシグナルは確認できなかった。また、FISH法によるメタン生成古細菌は検出されたものの非常に低い検出率であった。一方メタン酸化細菌はFISH法によって検出されなかった。メタン酸化活性が示されたにもかかわらず、ドットブロットハイブリダイゼーションでメタン酸化細菌の検出が行えなかったことで、環境中には既存のプローブでは検出されない新規なメタン酸化細菌の存在可能性も考えられた。

Research Products

• [Publications] Y.Sekiguchi,Y.Kamagata,K.Nakamura,A.Ohashi & H.Harada: "Syntrophothermus lipocalidus gen. nov., sp. nov., a novel thermophilic, syntrophic, fatty-acid-oxidizing anaerobe which utilizes isobutyrate"International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50(2). 771-779 (2000)
• [Publications] 上田久美子、関口勇地、大橋晶良、原田秀樹: "廃棄物埋立土壌におけるメタン生成・酸化に関わる微生物の解析"日本水環境学会年回講演集. 34. 494 (2000)
• [Publications] 四蔵茂雄、原田秀樹: "都市廃棄物の嫌気性消化-現状と課題"廃棄物学会誌. 10(3). 241-250 (1999)
• [Publications] 大橋晶良、上田久美子、肥田野哲樹、原田秀樹: "FISH法による土壌内メタン生成細菌及びメタン酸化細菌の検出"土木学会第54回年次学術講演会講演概要集. 54. 444-445 (1999)