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廃水処理における硫黄酸化細菌の株レベルの群集構造解析による生育特性の決定

研究課題

研究課題/領域番号 18K05919
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41050:環境農学関連
研究機関新潟食料農業大学

研究代表者

浅野 亮樹  新潟食料農業大学, 食料産業学科, 講師 (20646137)

研究分担者 早川 敦  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (10450280)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード硫黄酸化細菌 / 微生物群集構造 / 廃水処理 / 排水処理
研究成果の概要

調査を行った都市廃水処理場の硫黄酸化細菌は、1年間にわたる調査期間を通し特定の種(Sulfuritalea hydrogenivorans)が90%以上を占め続けること、この種の遺伝子数は最大で約30倍の変動があることが明らかとなった。異なる地域にある施設の微生物群集解析も行ったところ、すべてでこの種が硫黄酸化細菌の90%以上を占めていることが明らかとなった。またこの種の生育的特性より都市廃水処理過程における硫黄酸化は脱窒と共役した反応である可能性が示された。
以上より下水処理施設の硫黄酸化は少数の種の硫黄酸化細菌が役割を担っている可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

硫黄酸化細菌は廃水処理過程において悪臭の抑制だけでなく、脱窒に共益するなど重要な役割を果たすが、これまでの研究は科、属レベルでの群集解析にとどまっており、硫黄酸化細菌の生育的特徴は不明であった。本研究では種、株レベルでの解析に踏み込むことにより、廃水処理過程の硫黄酸化細菌はS. hydrogenivoransが種レベルで優占していることを明らかにした。
またこの種の生育的特性より、廃水処理過程の硫黄酸化の大部分は脱窒と共役している可能性が示された。このことは廃水処理過程における大きな目的の一つである脱窒は従属栄養的な脱窒微生物のみならず硫黄酸化細菌が大きく貢献している可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Change of Endoglucanase Activity and Rumen Microbial Community During Biodegradation of Cellulose Using Rumen Microbiota2020

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Shuhei、Asano Ryoki、Fukuda Yasuhiro、Feng Mengjia、Baba Yasunori、Abe Kenichi、Tada Chika、Nakai Yutaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 603818-603818

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.603818

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of bacteria involved in the decomposition of lignocellulosic biomass treated with cow rumen fluid by metagenomic analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Lee Chol Gyu、Baba Yasunori、Asano Ryoki、Fukuda Yasuhiro、Tada Chika、Nakai Yutaka
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 130 号: 2 ページ: 137-141

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.03.010

    • NAID

      40022324657

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catchment topography and the distribution of electron donors for denitrification control the nitrate concentration in headwater streams of the Lake Hachiro watershed2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Atsushi、Funaki Yu、Sudo Tatsuya、Asano Ryoki、Murano Hirotatsu、Watanabe Shintaro、Ishida Tomoko、Ishikawa Yuichi、Hidaka Shin
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 66 号: 6 ページ: 906-918

    • DOI

      10.1080/00380768.2020.1827292

    • NAID

      210000158584

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes in Bacterial Communities in Seawater-Flooded Soil in the Four Years After the 2011 Tohoku Tsunami in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Asano Ryoki、Hayakawa Atsushi、Fukushima Jun、Nakai Yutaka、Shimura Yoichiro、Abe Midori、Inamoto Tamio
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Engineering

      巻: 8 号: 2 ページ: 76-76

    • DOI

      10.3390/jmse8020076

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response of the denitrifier community and its relationship with multiple N 2 O emission peaks after mature compost addition into dairy manure compost with forced aeration2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Koki、Miyatake Fumihito、Asano Ryoki、Nakajima Kei-ichi、Maeda Takeki、Iwabuchi Kazunori
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 206 ページ: 310-319

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.04.169

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 八郎潟干拓地の水田土壌における硫黄脱窒の評価2018

    • 著者名/発表者名
      太田仁志,早川敦,浅野亮樹,石川祐一,高橋正
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Sulfur denitrification in riverbank soils derived from marine sedimentary rocks.2018

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa, A., Ota, H., Asano, R., Murano, H., Ishikawa, Y., Takahashi, T
    • 学会等名
      the NARO-MARCO International Symposium "Nitrogen Cycling and Its Environmental Impacts in East Asia"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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