2020 Fiscal Year Annual Research Report
Methane fermentation of inedible biomass by highly concentrated and compacted functional rumen microbial communities
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17H01512
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| Research Institution | Niigata Agro-Food University |
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Principal Investigator |
中井 裕 新潟食料農業大学, 食料産業学科, 教授 (80155655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多田 千佳 東北大学, 農学研究科, 准教授 (30413892)
福田 康弘 東北大学, 農学研究科, 助教 (50527794)
馬場 保徳 石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (70747823)
阿部 憲一 新潟食料農業大学, 食料産業学科, 講師 (80618835)
浅野 亮樹 新潟食料農業大学, 食料産業学科, 講師 (20646137)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メタン / ルーメン微生物 / バイオマス / メタゲノム / セルラーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界の穀物残さは 517 百万トンにのぼり，エネルギー化等のそれらの有効活用が求められている.我々は食肉処理場で廃棄されている牛のルーメン(第一胃)液に着目し，これを活用することで草本系バイオマスのリグノセルロース分解効率を高めたルーメン・ハイハイブリッド型メタン発酵システムを開発した．このシステムはまず草本系バイオマスに牛ルーメン液を混合，保温して植物繊維構成多糖類を分解し(ルーメン処理)，その後この混合物をメタン発酵するシステムである．今後，実用化に向け，ルーメン液のコンパクト化と同時にルーメン由来微生物や酵素がルーメン処理とメタン発酵処理の両過程で高い活性を維持することが求められている．しかし，ルーメン・メタン発酵の両条件下で高いリグノセルロース分解活性をもつルーメン微生物は未だに同定されておらず，また分解酵素であるリグノセルラーゼの動態も不明である．そこで本科研費研究では，微生物の顕微鏡観察・網羅的遺伝子解析・リグノセルロース分解酵素活性・ガス化効率を総合的 に評価しながら，本システム過程において高リグノセルロース分解活性をもつ微生物の特定し，それらを指標としてルーメン液を高密度コンパクト化することを試みる．本年度の研究では，高活性セルロース分解酵素とそれを発現する微生物の同定とこれに関与する微生物群集構造解析を試みた．その結果、ルーメン処理過程において，セルロース分解に関与するエンドグルカナーゼとして，分子量が異なるものが少なくとも5種類存在すること，それらを産生または産生に関与する微生物はルーメン微生物群集において優占種ではない未同定の種であることが示唆された．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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