2016 Fiscal Year Annual Research Report
新規培養戦略による好気性亜酸化窒素還元細菌の獲得－低負荷型排水処理技術の確立
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16J08601
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
末永 俊和 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)
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2016-04-22 – 2018-03-31
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| Keywords | 亜酸化窒素 / 温室効果ガス削減 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では強力なオゾン層破壊物質、温室効果ガスである亜酸化窒素(N2O)の削減を目指し、N2O還元細菌を活用した排水処理施設からの温室効果ガス削減技術の 開発を目的としている。N2O還元細菌は酸素の存在で容易に活性を失活することが知られている。今年度はN2O還元細菌の有効利用において、懸念材料となる酸素による阻害に対して、耐性のある種の獲得を目指した。
ガス透過膜を用いた基質対向拡散型培養装置(Gas-perme able membrane device; GPMD)を独自に開発することで、まず好気性N2O還元細菌の集積培養を試みた。本リアクターは好気環境を維持した状態で、N2Oを供給することで、好気環境下でN2Oを利用できる細菌種の優占化を目指したものである。集積培養装置の運転終了時、ガス透過膜表面上のバイオマスをサンプリングし、次世代シークエンサにより細菌群集構造解析を行った。得られたバイオマスを用いてN2O還元活性を測定したところ、微好気条件下でN2Oを減らせることとが確認され、O2阻害に耐性のあるN2O還元細菌が生息していることが示唆された。今後、これら好気的なN2O還元活性が見られたバイオマスから細菌種の単離を目指す。
また、単離される純菌株の活性試験手法を確立した。微小電極により酸素とN2Oを同時測定可能としたN2O還元活性試験システムにより、これまでの研究で得られているN2O還元細菌の酸素耐性を評価した。結果、一部の細菌株において、好気条件下でN2O還元が可能な株が存在していることが明らかとなった。今後、酸素に対して耐性がみられた細菌株を用いて排水処理システムからのN2O放出抑制効果を検証していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
集積培養装置においては特に大きなトラブルに見舞われることなく、ある程度順調に運転することができた。また、微生物群集構造解析に関してもこれまでの知見を生かして順調におこなうことができた。
N2O還元活性試験手法の開発においては、拡散などによる非生物的なN2Oの減少を抑える点において、試行錯誤が必要であった。しかし最終的に年度内にまとまった結果を出すことができ、幾つかの学会発表もおこなうことができた。確かな手法として確立することが出来たため、今年度はこの手法を用いて様々な細菌種やサンプルに対してN2O還元活性を評価することが可能となり、研究の範囲が広がったと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後N2O還元活性試験において、酸素に対する耐性が見いだされた細菌種の活用を目指す。今年度はラボスケールの排水処理システムを運転し、それにN2O還元細菌を接種する実験を中心におこなうことで、これらN2O還元細菌の有用性を検証する予定である。また、今回興味深い活性が見られている単離株に対して、全ゲノム解析を共同研究者とともに進め、メカニズムの点にも迫っていきたい。
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Research Products
(4 results)
