2002 Fiscal Year Annual Research Report
生物学的リン除去に関わる微生物群集構造解析とポリリン酸蓄積細菌の分子生物学的同定
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14350283
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
味埜 俊 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (60166098)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗栖 太 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30312979)
古米 弘明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40173546)
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| Keywords | 活性汚泥 / 嫌気好気法 / 生物学的リン除去 / 16S-rDNA / DGGE / FISH / ポリリン酸蓄積細菌 / Rhodocyclus近縁種 |
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| Research Abstract |
酢酸・グルタミン酸・プロピオン酸・グルコース・ペプトンをそれぞれ主要炭素源とする嫌気好気式生物学的リン除去リアクターを実験室内で運転した。各基質により馴致を始めてからリン除去活性が発現してゆく過程において、まず嫌気工程での有機物摂取とリン放出および好気工程でのリン過剰摂取というリン除去汚泥特有の代謝がどの程度発現しているかをバッチ実験により追跡した。同時にV3と呼ばれる可変部分を含む16S-rDNAのフラグメントを対象にDGGE法によって真性細菌全体の群集構造を追跡、リン除去活性の発現とともに増加傾向を示すDGGEのバンドを切り出してそのDNA配列を決定した。ポリリン酸蓄積細菌の候補としてすでに見つかっているRhodocyclus近縁種の細菌が、各基質を用いた系において検出され、ポリリン酸染色と蛍光遺伝子プローブ法(FISH法)の同時染色により、この細菌がリン除去プロセスにおいて実際にポリリン酸を蓄積していることが直接確かめられた。酢酸・プロピオン酸を主要炭素源とした系ではこのRhodocyclus近縁種がリン除去を担っていたが、それ以外の系では、量的にはリン除去の主体であるとは言えず、ほかにポリリン酸蓄積の機能を果たしている細菌が存在することが示唆された。グルタミン酸を主要基質とした系からChloroflexi属に属する細菌が、またペプトンを主要基質とした系からはグラム陽性高(G+C)DNA含有細菌が,また複数の系からTM7に属する細菌がそれぞれリン蓄積微生物の候補として見つかっており,現在、それぞれの汚泥の16S-rDNA全長クローニングおよび目的細菌をターゲットとしたDNAプローブの開発を進めている。来年度は、引き続きプローブの開発を進め、ポリリン酸との二重染色によりこれらの生物のリン蓄積能を評価することにより、リン除去を担う微生物群集構造の本質を明らかにしたい。
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