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2019 年度 実施状況報告書

固体金属から電子を引き抜く硫酸還元菌が引き起こす金属腐食のメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05807
研究機関一般財団法人電力中央研究所

研究代表者

平野 伸一  一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 上席研究員 (20392748)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード硫酸還元菌 / 金属腐食 / 電子 / 微生物腐食
研究実績の概要

本研究では、地下嫌気環境で硫酸還元菌が引き起こす金属腐食 (設備劣化) のメカニズム理解に資するため、腐食環境から単離した固体金属から電子を引き抜くことで腐食を促進する活性を持つ3種の硫酸還元菌Desulfovibrio sp. EE-1株、Desulfovibrio sp. SDB-1株、Desulforhabdus sp. SDB-2株を対象とした。これら3株は単一電子源として金属鉄を利用することは共通しているが、それぞれ腐食速度、腐食形態が異なる硫酸還元菌である。これら硫酸還元菌の腐食様式を電気化学的側面から解析するために、炭素鋼片を用いた腐食試験を行い、その腐食過程を電気化学的手法(LPR, EIS, CV)により解析した。その結果、株ごとに腐食電位や腐食電流の推移が異なることが明らかとなり、それぞれの腐食様式の差異を反映しているものと推定された。また、これら3株のうちSDB-1株とSDB-2株については、それぞれ単独で培養した場合と比較して、混合時に腐食活性が促進される現象を新たに発見した。この現象は硫酸還元菌による腐食機構に新しい知見を提供するものと考えられる。また、これら硫酸還元菌の腐食に関与する遺伝子、特に固体金属からの電子の引き抜きに関与する遺伝子の特定に必要なトランスクリプトーム解析を次年度より実施するため、その基礎情報としてこれら硫酸還元菌3種のゲノム配列解析を進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画通り、3種の異なる腐食様式を有する硫酸還元菌の電気化学的解析は終了した。腐食試験の過程において、予想外の異種硫酸還元菌共存下での腐食促進機構に関して新しい知見が得られた一方で、ゲノムデータの解析が一部遅延しているため、総合的に(2)と判断した。

今後の研究の推進方策

ゲノム解析を早期に終了後、計画通り硫酸還元菌の固体金属から電子を獲得する遺伝子特定に向けたトランスクリプトーム解析を実施する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] オクラホマ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      オクラホマ大学
  • [雑誌論文] Microbial community dynamics in a crust formed on carbon steel SS400 during corrosion2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Shin-ichi、Nagaoka Toru、Matsumoto Norio
    • 雑誌名

      Corrosion Engineering, Science and Technology

      巻: 55 ページ: 685~692

    • DOI

      10.1080/1478422X.2020.1774961

  • [雑誌論文] Community succession in an anaerobic long-chain paraffin-degrading consortium and impact on chemical and electrical microbially influenced iron corrosion2019

    • 著者名/発表者名
      Liang Renxing、Davidova Irene、Hirano Shin-ichi、Duncan Kathleen E、Suflita Joseph M
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 95 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/femsec/fiz111

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 水田MFCにおける電極周辺土壌への鉄粉散布による出力向上メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      松元陽歩、名古屋美沙、猪鼻淑乃、土屋美愉、須賀恵悟、廣瀬篤弥、山田翔平、平野伸一、伊藤由紀、田中姿郎、高妻篤史、渡邉一哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] CO2からエチレンを生成する新たなバイオプロセスの構築2020

    • 著者名/発表者名
      中村孝道、谷口恵梨、白川和樹、布施博之、平野伸一、久留主泰郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [学会発表] Desulfovibrio giganteus C2, a novel isolate from a paraffin-degrading methanogenic consortium capable of electrical microbially influenced corrosion (EMIC)2019

    • 著者名/発表者名
      Suflita Joseph M、Hirano Shin-ichi、Davidova Irene、Liang Renxing
    • 学会等名
      7th International Symposium on Applied Microbiology and Molecular Biology in Oil Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] 石油分解微生物群集から単離された腐食性硫酸還元菌の電気化学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      平野伸一、Davidova Irene、Liang Renxing、Suflita Joseph M
    • 学会等名
      材料と環境2019
  • [学会発表] 鉄を電子源とする硫酸還元菌の単離とその腐食プロセスの電気化学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      平野伸一、Davidova Irene、Suflita Joseph M,長岡亨、松本伯夫
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
  • [学会発表] Electrochemical Properties of Two Sulfate Reducing Bacteria from a Paraffin-Degrading Consortium2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Shin-ichi、Davidova Irene、Suflita Joseph M
    • 学会等名
      NACE EAPA conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical analysis of novel sulfate reducing bacteria with novel corrosion activity2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Shin-ichi、Davidova Irene、Liang Renxing、Suflita Joseph M
    • 学会等名
      FRC-corrosion2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 微生物腐食について-嫌気環境下での微生物腐食-2019

    • 著者名/発表者名
      平野伸一
    • 学会等名
      腐食防食学会関西支部 新進気鋭の若手研究者・技術者によるセミナー
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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