2022 Fiscal Year Research-status Report
Granule formation of sulfate-reducing bacteria utilizing quorum-sensing and its application to wastewater treatment
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21K14277
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
橋口 亜由未 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (00805195)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 硫酸還元菌 / 有機性排水処理 / クオラムセンシング / オートインデューサー / アシル化ホモセリンラクトン / EPS / 嫌気性排水処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嫌気性ファーメンターで約1年間予備馴致した硫酸還元菌をにAHLsを添加後，化学的酸素要求量(COD)，MLSS，MLVSS，グラニュール粒径の測定，硫酸イオン濃度，硫化物イオン濃度，EPSを抽出液中の全糖類とタンパク質の定量を行い，AI添加による影響を評価した。
その結果，全条件で硫酸還元反応が確認され，AHLs添加なしと比較してAHLs添加条件の方で有意差が見られた。AI-3，4，6添加系ではCOD除去率が最大で65 ％以上と高い値を示した。AI-2と5の添加系では，粒径が0.15mｍ以上増大した。全糖濃度はAI-2と5で8～14 mg/L程度増加したが，AI-1，3，4，6では最大で3 mg/L程度しか増加しなかった。総タンパク質濃度は，AI-1，2，5添加系では初期濃度よりも減少する傾向であったが，AI-3，4，6では23～30 mg/L程度増加した。COD除去率が低いAI-2，5では，全糖濃度が増加し，グラニュール径が増大した。COD除去率が高いAI-3，4，6では総タンパク質濃度が増加傾向にあり，グラニュール径が増大しにくかった。AI-2，5では，菌体外に分泌された多糖類が多く，結果として全体としてのCOD除去率が低くなり，この多糖類がグラニュール形成に寄与したと考えられる。一方で，COD除去率が高いAI-3，4，6添加系ではタンパク質が増加した原因として，ヒドロゲナーゼのような酵素の産生促進が考えられる。反応の触媒となる酵素によるCOD分解が促進され，グラニュール形成に必要な糖類の分解が起きたことでグラニュール径が増大しにくくなったと考えられる。COD除去率が向上するAHLs(AI-3，4，6)とグラニュール径が増大するAHLs(AI-2，5)では，増加するEPS成分が異なることが明らかとなった。
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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
2022年度には回分式添加実験におけるグラニュール形成条件の検討を実施項目としている。グラニュール形成および高COD除去率が得られるアシル化ホモセリンラクトン類（6種）の最適添加条件が決定でき，複合添加についても検討を行った。また，細胞外高分子（EPS）の評価と菌叢解析についても着手できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
AI添加前後の菌叢解析の結果を参考に，Ai添加によりどの微生物が活性化されているのかを把握するさらに，グラニュール中の菌叢の分布も確認する。
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| Causes of Carryover |
予定していたDNA解析うち，一部のサンプルの解析を次年度に行う予定に変更したため。
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