分子生物学的手法を用いた細菌の定量とバイオガス発生メカニズムの解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15380188
• 研究機関: 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構
• 研究代表者: 竹中 昭雄 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 畜産草地研究所・家畜生理栄養部, 室長 (40155031)
• 研究分担者: 梶川 博 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 畜産草地研究所・家畜生理栄養部, 主任研究官 ; 三森 真琴 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 畜産草地研究所・家畜生理栄養部, 主任研究官 ; 田島 清 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 畜産草地研究所・家畜生理栄養部, 主任研究官 (80343953) ; 栗原 光規 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 畜産草地研究所・家畜生理栄養部, 室長 (30355060) ; 長田 隆 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 北海道農業研究センター・畜産草地部, チーム長 (90355090)
• キーワード: 温暖化ガス / メタン / 水素 / ルーメン / 半導体センサー

研究概要

半導体センサー生体ガス測定システム(mBA-3000、(株)タイヨウ)を用いて、ウシの呼気中に含まれるメタン、水素および一酸化炭素ガス濃度を測定する手法を開発した。メタン濃度に関しては、同時にガスクロマトグラフィーを用いて測定し、半導体センサーを用いた値と比較した結果、0 100ppmの濃度範囲において非常によく相関していた。また、水素ガスとメタンガス濃度の間にはほとんど相関が見られなかったことから、水素ガスを完全に採取するのは難しいことが示唆された。畜舎内のメタンおよび炭酸ガス濃度を経時的に測定した結果、時間や場所によって炭酸ガス濃度が高くメタンガス濃度がそれほど高くない場合や、逆にメタンガス濃度が高く炭酸ガス濃度がそれほど高くない場合があり、畜舎内では、この両者のガス濃度は必ずしも常に一定の割合で推移しないことが明らかとなった。ルーメンにおけるメタンガス発生を抑制する物質をスクリーニングするための予備実験として、ルーメン内容液を30mlのバイアル瓶中で嫌気的に培養し、気相中に含まれるガス成分を半導体センサーを用いたガス測定システムで測定した。また、同時にバクテリオシンを生産する乳酸菌10株について、その培養液を加えて培養した。その結果、ルーメン内容液を24時間培養した後、気相中の水素ガス及びメタンガスを測定したところ、水素ガスは105 305ppmの範囲に、メタンガスは4700 5100ppmの範囲であった。また、乳酸菌培養液を加えてもその値にほとんど変化は見られなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Fiber Digestion by Rumen Ciliate Protozoa (2004)
  • 著者名/発表者名: Akio Takenaka, Kiyoshi Tajima, Makoto Mitsumori, Hiroshi Kajikawa
  • 雑誌名: Microbes and Environment 19・3 ページ: 203-210
• [雑誌論文] 配列特異的SSUrRNA切断法を用いたウシルーメン細菌叢の定量的解析 (2004)
  • 著者名/発表者名: 上野豊, 関口勇地, 田島清, 竹中昭雄, 鎌形洋一
  • 雑誌名: ルーメン研究会報 15・2 ページ: 55-58
• [雑誌論文] Methane production of Ongole crossbreed and Limousin crossbreed young bulls under intensive feeding management in Indonesia (2004)
  • 著者名/発表者名: Agung Purnomoadi, M.Y.Effendi, Edi Rainto, Kohji Higuchi, Mitsunori Kurihara
  • 雑誌名: Proceedings of the 11th AAAP Congress 2004 2 ページ: 216-218
• [雑誌論文] Measurement of hydrogen and methane gas using semiconductor chip sensor, and its application for animal production and environmental analysis (2004)
  • 著者名/発表者名: Akio Takenaka, Kiyoshi Tajima, Makoto Mitsumori, Hiroshi Kajikawa, Mitsunori Kurihara, Takashi Osada
  • 雑誌名: Proceedings of the 11th AAAP Congress 2004 3 ページ: 432-434
• [雑誌論文] Methane and Nitrous Oxide Emission from Composting of Pig Manure (2004)
  • 著者名/発表者名: Takashi OSADA, Yasuyuki FUKUMOTO, Makoto SHIRAISHI, Keiichi UCHIDA, Nobuyuki WAKIMOTO, Tadashi TAMURA, Makoto ISHIBASHI
  • 雑誌名: 2004 CIGR International Conference
• [雑誌論文] 家畜ふんの堆積型堆肥化過程からの環境負荷ガス発生 (2004)
  • 著者名/発表者名: 長田 隆, 田村 忠, 白石 誠, 石橋 誠, 福本 泰之
  • 雑誌名: 第15回廃棄物学会研究発表会論文集 ページ: 527-529
• [図書] 難培養微生物研究の最新技術 未利用微生物資源へのアプローチ (2004)
  • 著者名/発表者名: 竹中 昭雄 他
  • 総ページ数: 265
  • 出版者: シーエムシー出版