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2019 年度 実績報告書

嫌気性廃水処理の新たな未知現象:複数種の微生物による嫌気性バルキングの理解と制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H03333
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

山田 剛史  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90533422)

研究分担者 山口 剛士  松江工業高等専門学校, 環境・建設工学科, 准教授 (30759832)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードEGSB / 嫌気性バルキング / アナエロリネア綱細菌 / メタノサエタ属アーキア / ドラフトゲノム
研究実績の概要

食品製造廃水を処理する中温Expanded granular sludge bed (EGSB) リアクターで発生した嫌気性バルキング原因菌の空間的位置を調査するため、健全なグラニュール汚泥切片を作製した。昨年度、バルキング原因菌として同定したメタノサエタ属アーキアやアナエロリネア綱細菌を標的としたDNAプローブを用いたFluorescence in situ hybridization法を適用した。空間分布解析は、グラニュール汚泥表面付近に存在するアナエロリネア綱細菌に対して、メタノサエタ属アーキアは、グラニュール汚泥内部に分布していることを明らかにした。これらの結果は、汚泥表面と内部に存在する微生物が異常増殖することで嫌気性バルキングが引き起こされたことを示唆していた。
次に、アナエロリネア綱細菌を分離・培養するため、限界希釈培養法とロールチューブ法を組み合わせた。アナエロリネア綱細菌は、廃水中の糖成分を発酵的に利用することが示唆されたため、グルコースと酵母抽出液を基質として分離・培養を試みた。また、既存のアナエロリネア綱細菌が耐性を有するアンピシリンも用いた。限界希釈培養法とロールチューブ法を繰り返した結果、最終的には、バルキング原因菌の一つとして同定されたアナエロリネア綱細菌HRD-3株の分離・培養に成功した。
HRD-3株のドラフトゲノム解析を行った結果、56個のコンティグ (1,000bp以上) から構成されるドラフトゲノムの構築に成功した。最終年度において、バルキングメカニズムの分子機構の解明までは到らなかったものの、培養困難なバルキング原因菌の分離培養に成功したとともに、ほぼ完全なドラフトゲノムの構築に成功した。将来的には、本株をもとに、バルキングメカニズムの分子機構の詳細解明に到る基盤の確立に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Thermodesulfovibrio sp. Strain Kuro-1, a Thermophilic, Lactate-Degrading Anaerobe Isolated from a Thermophilic Anaerobic Digestion Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Jun Harada, Misaki Kurobe, Surya Giri, Masaru Konishi Nobu, Takashi Narihiro, Hideto Tsuji, Hiroyuki Daimon
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: e00709-19

    • DOI

      10.1128/MRA.00709-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 16S rRNA Gene Amplicon Profiling of Anaerobic Bulking- Associated Prokaryotic Microbiota in a Mesophilic Expanded Granular Sludge Bed Reactor for Beverage Wastewater Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Jun Harada, Yuki Okazaki, Tsuyoshi Yamaguchi, Atsushi Nakano
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: e00678-19

    • DOI

      10.1128/MRA.00678-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 16S rRNA Gene Amplicon Sequencing of Microbial Communities Involved in Anaerobic Bulking in a Mesophilic Expanded Granular Sludge Bed Reactor Treating Wastewater Discharged from a Japanese-Style Thickened Worcestershire Sauce-Producing Factory2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Jun Harada, Yuki Okazaki, Tsuyoshi Yamaguchi, Atsushi Nakano
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: e00801-19

    • DOI

      10.1128/MRA.00801-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Morphology and Distribution of Causative Microorganisms involved in Anaerobic Bulking in the EGSB Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Harada, Tsuyoshi Yamaguchi, Takashi Narihiro, Atsushi Nakano, Takeshi Yamada
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 食品系有機性廃水を処理するEGSB リアクターの新たな嫌気性バルキングの原因解明2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 岡﨑祐輝, 山口剛士, 成廣隆, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      令和元年度土木学会全国大会 第74回年次学術講演会
  • [学会発表] EGSB リアクターの嫌気性バルキングに関与する未培養糸状性微生物の分離と培養2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 山口剛士, 成廣隆, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
  • [学会発表] EGSBリアクターで発生した嫌気性バルキングに関与する糸状性細菌のグラニュール汚泥内空間分布の評価2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 山口剛士, 成廣隆, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      第56回環境工学研究フォーラム

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公開日: 2021-01-27  

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