メタン発酵に関与する微生物群のモニタリング法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680573
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 重松 亨 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (10315286)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木田 建次 熊本大学, 工学部・物質生命科学科, 教授 (00195306) ; 森村 茂 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 講師 (20230146)
• Keywords: メタン発酵 / メタン生成古細菌 / 微生物叢 / 遺伝子プローブ / 16S rRNA / 廃水処理 / 嫌気性処理

Research Abstract

1.酢酸を分解するメタン発行槽内の微生物の検出
酢酸を唯一の炭素源とする合成培地を用いて高希釈率(0.6d^<-1>)および低希釈率(0.25d^<-1>)の2種の連続培養系を構築した。槽内液を用いてFISH法を行った結果、両希釈率条件ともにArchaeaが優占していた。16SrDNAライブラリーを構築した結果、両希釈率条件とも、ArchaeaではMethanosaeta属とMethanosarcina属が検出され、またBacteriaに分類されたclonesの大部分はBacillus/Clostridium groupであった。しかし、既知の酢酸酸化分解菌は検出されなかった。定量PCR実験を行った結果、両希釈率条件においてMethanosaeta属はほぼ同数存在し、Methanosarcina属は高希釈率条件に低希釈率条件の約2倍量存在していることが示唆された。
2.プロピオン酸を分解するメタン発酵槽内の微生物の検出
プロピオン酸を唯一の炭素源とする合成培地を用いて、中温(37℃)連続培養系を構築し、有機物負荷を段階的に上昇させた。現在、希釈率D=0.08d^<-1>(TOC容積負荷0.64g/l/d)の条件において、ほぼ100%の分解率で安定した培養が行えている。発酵槽内液を採取しFISH実験を行ったところ、希釈率によらず古細菌が優占していた。また、古細菌の中でも、Methanomicrobiaceae科に近縁な微生物が多く存在していた。H_2/CO_2からのメタン生成に関与している補酵素F_<420>の含量を測定したところ、低希釈率(D=0.01d^<-1>)では高希釈率(D=0.08d^<-1>)に比べ高いF_<420>)含量が認められた。この結果は低希釈率条件では高希釈率条件よりもH_2/CO_2からのメタン生成活性が高いことを示唆している。

Research Products

• [Publications] Kenji Kida: "Influence of Ni^<2+> and Co^<2+> on Methanogenic Activity and the Amounts of Coenzymes Involved in Methanogenesis"Journal of Bioscience and Bioengineering. Vol.91, No.6. 590-595 (2001)
• [Publications] 重松 亨: "定量PCR法を用いたメタン発酵槽内に生息する酢酸資化性メタン生成古細菌の検出"第4回日本水環境学会シンポジウム講演集. 31-32 (2001)
• [Publications] Kazuyo Yumihara: "Anaerobic Degradation of Terephthalic acid and Aniline by Methanogenic Consortia"Japanese Journal of Water Treatment Biology. Vol.38, No.1. 1-9 (2002)
• [Publications] 川口 浩美: "メタン発酵における酢酸からのメタン生成経路と微生物叢の解析"2002年度日本農芸化学会大会講演要旨集. (印刷中). (2002)