2018 Fiscal Year Research-status Report
Isolation of noble anammox bacteria possessing high tolerance of oxygen and light to develop soil remediation technology
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18K18887
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
川越 保徳 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (00291211)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 紘晃 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 助教 (80637182)
濱 武英 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 准教授 (30512008)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | アナモックス / アナモックス細菌 / 酸素耐性 / 光耐性 / 土壌修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水環境分野におけるアナモックス関連の研究は進展がめざましいが，土壌・底質環境におけるアナモックスの研究事例はいまだ少なく，特にアナモックス反応を原位置での土壌浄化に対して積極的に応用，展開しようとした研究は無い。一方，開放系である自然環境下でアナモックスを活用するには，酸素や光，温度といった自然環境の変化に柔軟に対応でき，土壌や底質環境での生育，増殖に秀でたアナモックス細菌の利用が望ましいが，これまでにそういった観点でアナモックス細菌を探索・培養を試みた研究事例は無い。そこで本申請研究では，酸素，光，温度変化に高い耐性を有する新たなアナモックス細菌を見いだし，その集積培養の確立を目的としている。
本研究の初年度である2018年度は，これまでにアナモックス細菌が見いだされている，畑地土壌や水田土壌，7種類を種試料として，アナモックス細菌の探索を行った。しかしながらいずれの試料についても，約3ヶ月間の間にアナモックスの基質であるアンモニア（NH4+）と亜硝酸（NO2-）の同時除去は認められず，次世代シーケンサーを用いた細菌叢解析においても既知のアナモックス細菌は検出されなかった。その一方で，研究室にて培養，維持している海洋性アナモックス細菌（Candidatus Scalindua）について，好気性環境下（DO>4.0）で逐次回分培養を行った結果，低DO条件下と同等のアナモックス活性を維持したことから，Scalindua属のアナモックス細菌は比較的高い酸素耐性を有することが示唆された。
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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
上述したように，昨年度は好気性環境試料の例として，畑地土壌や水田土壌を種試料として，アナモックス細菌の探索を行った。具体的には，乳牛排せつ物由来の堆肥が施肥された試料畑（トウモロコシ畑）の表層（深さ約50cm）土壌，肉牛排せつ物由来の堆肥が施肥されている水田土壌，養豚排せつ物由来の堆肥が施肥されている畑地土壌，その他，地域の異なる水田土壌3種類について，回分試験にてアナモックス反応の発現を調べた。しかしながらいずれの試料についても，約3ヶ月間の間にアナモックスの基質であるアンモニア（NH4+）と亜硝酸（NO2-）の同時除去は認められず，次世代シーケンサーを用いた細菌叢解析においても既知のアナモックス細菌は検出されなかった。その一方，研究室で培養，維持している海洋性アナモックス細菌（Candidatus Scalindua）について，好気性環境下（DO>4.0）で逐次回分培養を行った結果，低DO条件下と同等のアナモックス活性を維持したことから，Scalindua属のアナモックス細菌は比較的高い酸素耐性を有することが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度は，水が張られていない水田土壌を用いたことから，本年度は田植え後，水稲が生育した後の水田土壌を用いて実験を行う。また，畑地土壌などについても種類を増やすとともに，オキシデーションディッチ（OD）法の処理施設から種試料を採取し，新規アナモックス細菌の探索を試みる。
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| Causes of Carryover |
本申請研究の採択開始が夏期にずれ込み，研究の開始時期が遅れたため，水田土壌などの実験試料の採取が予定通りにできなかった。同様に，試料採取先の水処理施設などとの連絡にも遅れが生じ，結果として，十分な試料数が確保できなかった。次年度は，試料採取先との調整はすでに終わっているので，他予算との兼ね合いも含め，実験開始時期などスケジュールの再調整を考えたい。
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