2014 Fiscal Year Annual Research Report
下水処理嫌気性プロセスに存在する未知微生物群の機能解析と最適運転条件の提案
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24760433
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| Research Institution | Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences |
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Principal Investigator |
井口 晃徳 新潟薬科大学, 応用生物科学部, 助教 (60599786)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | メタン発酵プロセス / 未培養微生物 / 下水処理 / 途上国 / UASB |
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| Outline of Annual Research Achievements |
途上国への適用可能性や、省エネ・創エネの観点から注目される下水処理を目的とするメタン発酵プロセスにおいて、機能上重要と考えられる下水処理UASB汚泥内において、高い頻度で検出される未培養微生物(Caldiserica門に属する未培養phylotype)の機能解明を行なってきた。これまでに、人工基質での連続培養系における集積培養、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)法による空間分布の把握、リアルタイムPCR法と短時間培養を組み合わせた基質利用推定技術の適用により、本未培養微生物の機能を明らかにすることを試みてきた。FISH法による空間分布および他の微生物との位置関係を調査した結果、本未培養微生物は、グラニュール内部にてMethanomicrobialesに属するメタン生成古細菌の近傍に位置していることが明らかとなった。また多様な基質を利用した短時間培養と未培養phylotypeのrRNA増減量の関係を調査した結果、プロピオン酸および酢酸を添加した系において、高い割合で標的微生物のrRNAの増加が見られた。以上のことから、本未培養微生物は廃水に含まれる有機物の分解産物と考えられる有機酸等をメタン生成古細菌との共生によって分解している可能性が示された。
得られた情報を基に、本未培養微生物の分離培養を試みた結果、多様な種類の基質の中でも、推定した基質において標的の未培養微生物を継代して培養することが可能であった。UASBプロセスを用いた下水処理を行なっている代表的な国であるインドにおいて、現地で稼働している実際の下水処理UASB汚泥中のCaldiserica phylotypeの検出・定量および分子系統解析を行った。結果、高頻度に標的未培養微生物が存在していることが明らかとなった。また得られた遺伝子配列を解析した結果、同じCaldiserica門のなかでも異なるグループに属する可能性が示された。
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