2003 Fiscal Year Annual Research Report
メタン発酵槽内の複合微生物系による有機酸代謝ネットワークの解明
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14580593
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
重松 亨 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (10315286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木田 建次 熊本大学, 工学部, 教授 (00195306)
森村 茂 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (20230146)
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| Keywords | メタン発酵 / メタン生成古細菌 / 微生物叢 / 遺伝子プローブ / 16S rRNA遺伝子 / 廃水処理 / 嫌気性処理 / mcrA遺伝子 |
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| Research Abstract |
1.酢酸分解連続培養系におけるメタン生成関連遺伝子の発現解析
下水処理場の嫌気性消化汚泥を微生物源とし、酢酸を単一炭素源とする合成廃水を連続供給する中温嫌気性ケモスタット培養系を構築し、メタン生成関連遺伝子の発現量を解析した。Methyl CoMreductase遺伝子(mcrA)遺伝子を標的とするプライマーセットを用いて、槽内液から抽出したtotal RNAを鋳型とした定量RT-PCR実験を行った。低希釈率条件(0.01d^<-1>)ではMethanoculleus属の、高希釈率条件(0.3d^<-1>)では、Methanosarcina属のmcrA遺伝子がそれぞれ多く(約10^7copies/μgRNA)発現していることが判明した。昨年度実施した^<13>Cで標識した酢酸を用いた実験結果と併せて、低希釈率条件では酢酸酸化細菌と水素資化性メタン生成古細菌の共生系により、高希釈率条件では酢酸資化性メタン生成古細菌により、それぞれ酢酸がメタンに変換されていることが判明した。
2.プロピオン酸分解連続培養系の解析
プロピオン酸を単一炭素源とする中温嫌気性ケモスタット培養系を構築し、異なる希釈率条件における槽内の微生物叢を解析した。本年度は、メタン生成古細菌を標的とする定量PCR実験および変性剤濃度勾配電気泳動(DGGE)実験を行った。メタン生成古細菌は、低希釈率条件(0.01d^<-1>)ではMethanosaeta属およびMethanoculleus属が優占し、高希釈率条件(0.3d^<-1>)では、Methanoculleus属とMethanospirillum属が優占することが判明した。真正細菌は、低希釈率条件ではSyntrophobacter属プロピオン酸分解共生細菌が、高希釈率条件ではDesulfotomaculum属の硫酸還元菌に近縁な細菌がそれぞれ優占していることが判明した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Toru Shigematsu 他5名: "Effect of dilution rate on metabolic pathway shift between aceticlastic and non-aceticlastic methanogenesis in chemostat cultivation"Applied and Environmental Microbiology. (印刷中). (2004)
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[Publications] Yueqin Tang 他4名: "The effects of micro-aeration on the phylogenetic diversity of microorganisms in a thermophilic anaerobic municipal solid-waste digester"Water Research. (印刷中). (2004)
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[Publications] 重松 亨 他3名: "メタン発酵条件で有機酸を分解する嫌気微生物群葉解析と代謝経路"用水と廃水. 45(9). 866-876 (2003)
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[Publications] 重松 亨 他4名: "PT-PCR法および安定同位体の利用による酢酸分解メタン発酵槽内微生物の代謝解析"第6回水環境学会シンポジウム講演集. 211-212 (2003)
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[Publications] 惠良 忍 他3名: "メタン発酵条件下でプロピオン酸を分解する微生物叢の希釈率による変化"第55回日本生物工学会大会講演要旨集. 222-222 (2003)
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[Publications] 重松 亨 他2名: "メタン発酵条件で有機酸を分解する嫌気微生物叢と代謝経路の解析"第55回日本生物工学会大会講演要旨集. 36-36 (2003)
