| 研究課題/領域番号 |
21K14277
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 岡山大学 (2023)
島根大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
橋口 亜由未 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (00805195)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 硫酸還元菌 / クオラムセンシング / 排水処理 / 嫌気性微生物 / アシル化ホモセリンラクトン / グラニュール / EPS / 有機性排水処理 / オートインデューサー / 嫌気性排水処理 / 高速化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，硫酸還元菌のグラニュールが，クオラムセンシングの利用により効率的に形成される条件を探索し，その排水処理能力を最大限に引き出すことを目的としている。まず回分式添加実験によって，グラニュール形成条件を決定する。次に，グラニュール形成寄与する細胞外高分子の産生に対するオートインデューサーの効果を確認する。世代シーケンサーによる遺伝子解析等により，グラニュール中の微生物種と分布を把握し，形成されたグラニュールの構造を明らかにすることで，グラニュール形成の効率化を図る。最終的には，形成された硫酸還元菌グラニュールによる有機性排水の処理の高速化を目指す。
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| 研究実績の概要 |
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添加系では高いCOD除去率を示した。AI-2と5の添加系では，グラニュール系が増大した。
また，グラニュールの形成促進が進むAI種と高いCOD除去率を示すAI種をそれぞれの至適濃度で混合添加した実験系において，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抽出液中の全糖類とタンパク質の定量を行いを評価したが，高いCOD除去率を維持しつつグラニュールを形成するというような現象は見られなく，むしろ，AIは，2種以上を複合することで，COD除去率，グラニュール径，総タンパク質濃度，全糖濃度の増加量がAIを単体で添加した時よりも小さくなった。高濃度のAIを複数添加することにより，それぞれのAIが発現させる微生物機能の効果の相殺が起きた可能性がある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
所属機関の異動に伴い，リアクターの再セットアップと馴致に時間を要したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後，添加前後のAI濃度の定量を質量分析で行い，物質量を把握しておく必要がある。加えて，それぞれのAIがシグナル物質として作用する微生物群の把握（菌叢解析）や発現している遺伝子の特定などを進めていくことで微生物活性が複合添加で低下する原因を解明する。さらに，今回使用した短鎖・中鎖だけでなく硫酸還元菌が産生する長鎖のAI種でも回分式のCOD分解実験を行う必要がある。
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