電気培養法を用いた鉄酸化細菌生態系の効率的利用法の探求

Research Project

Project/Area Number	13750857
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	資源開発工学
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	須藤孝一東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90291252)
Project Period (FY)	2001 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 2002: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000) Fiscal Year 2001: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords	t鉄酸化細菌 / 電気培養 / 生態系 / 独立栄養細菌 / 従属栄養細菌 / 菌類 / 鉄酸化細菌 / Acidithiobacillus ferrooxidans / 集積培養 / 単離 / 好酸性従属栄養微生物
Research Abstract	本研究では、旧松尾鉱山廃水処理場酸化槽内の処理水中から採取した試料を、第二鉄イオンを基質として集積培養を行った集積培養菌を使用した。本集積培養菌からは鉄酸化細菌Acdithiobacillus fer rooxidans T-23株および数種の菌類が単離されている。さらに、本研究において、新たに従属栄養細菌16株が単離された。この従属栄養細菌のうち、最も高い増殖速度を示した単離株について詳細な検討を行った。その結果、この従属栄養細菌は、グルコースを基質として利用し、有機酸を生成する代謝機能を有していることが分かった。また、増殖至適pHを8に持ち、pH4以下においては、その増殖が強く抑制されることが認められた。さらに、有機物の少ない環境、すなわち貧栄養状態においても十分な増殖速度を持つことがわかった。このことから、今回、単離された従属栄養細菌は、鉄酸化細菌の生育環境においては、pHにより阻害されるものの充分生育可能であることが推定された。本集積培養菌を用いて電気培養を行ったところ、鉄酸化細菌の高密度培養に成功した。通常では1×10^8cells/ml程度の最大増殖量であるのに対し、電気培養法を用いた場合、その100倍程の菌体量を得ることが可能であった。この際に、菌類や従属栄養細菌の増殖も認められた。この従属栄養細菌について、比増殖速度および飽和定数を確定し、Monod式に適用することができ、従属栄養細菌の速度式を確定することができた。鉄酸化細菌についてはすでに速度式を有しており、混合培養系における生態系モデルの基礎式を確立することができた。