2004 Fiscal Year Annual Research Report
水田土壌からの好熱性偏性嫌気性細菌の分離と分離菌株によるエタノール生成
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15580295
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
上木 勝司 山形大学, 農学部, 教授 (10111337)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上木 厚子 山形大学, 農学部, 教授 (60143088)
加来 伸夫 山形大学, 農学部, 助教授 (80359570)
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| Keywords | 好熱性嫌気性微生物 / 好熱性嫌気性デンプン分解細菌 / 好熱性嫌気性セルロース分解細菌 / MPN係数と分離 / 多様性解析 / 熱安定性アミラーゼ / バイオマス変換 / 中温性嫌気環境 |
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| Research Abstract |
1.中温性嫌気環境における好熱性微生物の分布と多様性
山形県農試庄内支場の20年以上稲わらと無機資材のみが連用されてきた試験水田の土壌を主要対象に高温保温での発酵性嫌気性微生物のMPN計数試験を行い、保温温度が75℃までは安定した計数値が得られる培養条件を確立した。山形農試水田土壌での計数値(MPN/cm^3湿土壌)は、30℃保温で10^6-10^7、50℃、65℃又は75℃保温で10^5-10^6、10-5又は10^4のレベルであった。一方、山地自然保護地域が集水域の溜池の底泥でも、計数値は30℃保温の10^6に対し、50℃と65℃保温では10^3と10^2レベルと低かったが、高温下で増殖可能な嫌気性微生物の分布が確認された。水田土壌のMPN培養から65℃や増殖する50菌株を純粋分離したが、全て30℃では増殖せず、好熱性であった。水田土壌の65℃保温MPN培養には、16S rDNA配列のDGGE解析で数本の主要バンドが検出され、多様な好熱性嫌気牲細菌の分布が示唆された。
2.分離株によるバイオマス資源からの有用物質生産
(1)各地の水田土壌から分離したThermoanaerobacter属の6分離株は16S rDNA配列の類似性がほぼ100%であるが、糖利用性やDNA G+C含量等に若干違いがあった。6分離株は糖類をエタノールヘと発酵し、デンプン基質培養では対数増殖期後期にアミラーゼを生産・分泌した。分離源の異なる菌株のアミラーゼは熱安定牲や最適pH等の特性が異なっていた。
(2)水田土壌からCaldicellulosiruptor属関連の新規2系統のセルロース分解細を集積・分離した。分離株は最近縁生物との16S rDNA配列の類似性が約93%で、最適増殖温度が70-75℃で、45℃では増殖せず、65℃保温培養では24-72時間でろ紙を跡形もなく分解した。
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