2006 Fiscal Year Annual Research Report
生物学的栄養塩類除去プロセスにおける同位体解析を導入した微生物ループの解明
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17686047
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
蛯江 美孝 独立行政法人国立環境研究所, 循環型社会・廃棄物研究センター, 研究員 (90391078)
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| Keywords | 微生物ループ / 生物学的排水処理 / 分子生物学的解析 / 放射性同位体解析 / 安定同位体解析 / 捕食-被食関係 / 窒素・リン / 基質資化特性 |
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| Research Abstract |
液状廃棄物の高度・適正処理システムを効率的かつ安定的に運転・管理する上では、微生物ループの機構解明が不十分であることが指摘されている。本研究では、処理機能を担う有用微生物群の機能強化を目指した微生物ループのメカニズムの解明を図ることを目的として検討を行った。
本年度は、窒素・リン除去プロセスを担う微生物群について、炭素フローを基盤とした基質資化特性とその環境条件、運転操作条件等との関係解析を行った。リン除去プロセスを担うリン蓄積細菌群(PAOs)およびリン除去阻害微生物群としてのG-bacteriaに対してRIを用いた炭素フロー解析・可視化による活性評価を行った結果、処理性能が良好な状況ではすべてのPAOs菌体が高い基質資化活性を示したが、処理性能が低下した状況からのリン除去能回復過程においては、一部のPAOsが基質を資化しておらず、阻害微生物であるG-bacteriaが高い活性を示すことが確認できた。すなわち、MAR-FISH法により微生物ループにおける基質資化活性を詳細に評価することが可能であることがわかった。
また、メタンを唯一の炭素源とした脱窒反応場における微生物ループの起点としての微生物生態系の解析としてSIP法を導入して構築した16S rRNA遺伝子のクローンライブラリーの解析結果より、メタンの一次消費者(脱窒反応への電子供与体の提供者)としてのメタン酸化細菌群、メタン酸化細菌由来の代謝産物であるメタノール等のC1化合物を利用する脱窒細菌群、C1化合物以外の代謝産物を利用するベータプロテオバクテリア群等が見いだされ、炭素のCross-feedingを確認することができた。さらに、硝酸塩の存在が及ぼすメタン酸化細菌群集への影響を解析した結果、Type XおよびType Iのメタン酸化細菌の増殖が促進されることが明かとなった。
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