2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration and isolation of nosZ clade II type N2O-reducing bacteria by a novel enrichment device
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16K12616
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30434327)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 亜酸化窒素 / 亜酸化窒素還元細菌 / nosZ clade II / 生物学的窒素除去 / 動力学的解析 / 呼吸活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
温室効果ガスかつ21世紀最大のオゾン層破壊物質の1つである亜酸化窒素（N2O）を効率的に窒素ガスまで無害化可能なN2O還元細菌の生理生態解明を目指した。特に、N2O還元性能が高いと報告されているclade IIタイプのN2O還元細菌の探索のため、これらの細菌群の集積とN2O還元活性の評価を行った。N2Oを唯一の電子受容体とし、酢酸塩を電子供与体としてバイオフィルムに連続供給した際、Beta-proteobacteria綱に属する脱窒細菌由来のclade IIタイプのN2O還元細菌が集積した。一方で、ペプトンをはじめとする混合有機物培地を電子供与体を用いると、上記の細菌群に加え、Bacterioidetes門に属する細菌群が集積した。次に、NH4+を電子供与体、NO2-を電子受容体とした有機物非添加の培地をバイオフィルムに連続供給した際、嫌気性アンモニア酸化細菌が優占化した微生物群集の中に、従属栄養性のChloroflexi門の微生物群が集積されることが明らかになった。さらに、これらの従属栄養性の細菌群は、nosZ clade IIタイプのN2O還元酵素をコードした遺伝子を保有し、亜硝酸還元酵素を有していない非脱窒性のN2O還元細菌であることが明らかになった。次に、N2O呼吸活性評価システムを構築し、これらの微生物群集のN2O還元性能を確認したところ、低いN2O濃度でも高効率にN2O消費を行えることを示した。以上より、嫌気性アンモニア酸化細菌が集積される、外部からの有機物添加のない環境にて生息するN2O還元細菌群が、有用なN2Oシンクになりうることを明らかにした。さらに、単離に挑戦したが、nosZ clade IIタイプのN2O還元細菌の単離には至らなかった。単離に関しては、培地の選定、培養条件の最適化等の詳細な検討が必要であることが示唆された。
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