Degradation pathway of paraxylene in sulfate-reducing bacteria and its application to the remediation of petroleum polluted environment

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K19987
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: Watatabe Miho 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (70867184)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微生物 / 環境浄化 / 原油 / 硫酸還元 / 無酸素環境 / 新規微生物

Outline of Final Research Achievements

The study was conducted to elucidate a mechanism of degradation of p-xylene under anaerobic condition and to search for new microbial resources of the genus Desulfosarcina, a group of sulfate-reducing bacteria that degrade petroleum hydrocarbons. To elucidate the sulfate-reducing p-xylene degradation pathway, we analyzed the metabolites produced by the microorganisms and performed genome analysis. In addition, novel bacterial strains belonging to various lineages were isolated from oil fields, gas fields, and hot springs in Japan. The performance of these strains in degrading crude oil was also investigated.

Free Research Field

微生物生態学/環境生物工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化学繊維の原料となるパラキシレンはアジアにおける需要が増大し、備蓄プラントの建設が急増している。その中で、プラント施設からのパラキシレンの漏洩による潜在的な環境汚染の懸念が高まっている状況にある。化学製品生産の過程で生じる副産物パラトルイル酸の除去についても工業排水処理における課題となっており、パラキシレン関連物質からの環境浄化法の確立が喫緊の課題である。パラキシレンの硫酸還元細菌による分解という、全く未知の代謝を明らかにするという点で本研究は学術的独自性を有している。本研究課題は環境修復法の開発のみならず、微生物生態的・進化学的にさらなる発展の可能性を秘めており学術的意義は高い。