リン回収技術を様々な環境へ適用するための多様なポリリン酸蓄積細菌の集積培養条件

各种聚磷酸盐积累细菌的富集培养条件，将磷回收技术应用于各种环境

基本信息

批准号：
25889040
负责人：
小寺博也
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-08-30 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

生物学的リン除去において重要な役割を担う微生物として，ポリリン酸蓄積細菌(PAOs)の存在が知られている．未だ分離株が得られていないミステリアスな微生物であるが，様々な特徴を有したグループが存在している事が知られている．ポリリン酸合成酵素(ppk 1)遺伝子に基づく分類で，PAOsは環境中において十数グループ近くの多様性を有し，脱窒能力の有無といった違いがある事も報告されている．このppk 1遺伝子はリンがほとんど存在しない干潟や湖沼，河川からも回収されている．よって，そのような自然環境で存在するPAOsグループを集積培養する事ができれば，高塩分環境や湖沼等の低リン濃度環境からリン回収の夢が広がる．しかしながら，PAOsの集積培養は難しく，多くのPAOsグループの至適培養条件は全く明らかになっていない．本研究では，DHSバイオリアクターを用い脱窒性PAOs，高リン親和性PAOs，海洋性PAOsについて至適培養条件を明らかにする．平成25年度には，脱窒性PAOsの至適嫌気-好気(無酸素)時間の長さについて調査した．嫌気2-8、無酸素4-16時間で培養を行い，嫌気3，好気10時間でPAOs優占率が最大化する事を明らかにした(全細菌の48%)．また，海洋性PAOsの特性や系統学的位置を明らかにするために，活性汚泥と干潟底泥をそれぞれ種植源とし、海水基質を用いて培養を行った．その結果，種植源が活性汚泥の場合は海水でリン除去できなかったのに対し，干潟底泥を用いた場合にはリン除去を達成する事ができた．高塩分廃水からのリン除去はこれまで達成できていなかったが，干潟底泥を種植する事でリン除去が達成出来るようになる可能性が示された．クローニングによる微生物解析を行った結果，この海洋性PAOsのppk 1遺伝子はこれまでに報告されていない新規PAOsグループに属していた．

聚磷酸盐积累细菌（PAO）已知作为在生物除磷中发挥重要作用的微生物而存在。尽管它是一种神秘的微生物，尚未获得分离株，但已知其存在具有各种特征的群体。根据多磷酸合酶（PPK 1）基因的分类，据报道，环境中的PAOs具有近10类的多样性，存在反硝化能力的有无等差异。这种ppk 1 基因也在几乎不含磷的滩涂、湖泊和河流中被发现。因此，如果能够富集和培养存在于此类自然环境中的PAOs群，从高盐度环境和湖泊、沼泽等低磷浓度环境中回收磷的梦想将会扩大。然而，PAOs的富集培养很困难，许多PAO类群的最佳培养条件尚不完全清楚。在本研究中，我们将阐明使用 DHS 生物反应器反硝化 PAO、高磷亲和力 PAO 和海洋 PAO 的最佳培养条件。 2013年，我们研究了PAO反硝化的最佳厌氧-好氧（缺氧）时间长度。培养在厌氧条件下进行2-8小时，缺氧条件下进行4-16小时，结果表明，在厌氧条件3小时和好氧条件10时，PAOs优势率达到最大（占所有细菌的48%）。小时。此外，为了明确海洋PAOs的特征和系统发育地位，我们以活性污泥和潮汐平底泥为种子来源，并使用海水基质进行培养。结果，当种子源为活性污泥时，无法用海水除磷，而当使用潮汐平底泥时，则实现了除磷。高盐废水除磷目前尚未实现，但已有研究表明，用潮汐平底泥播种种子或许可以实现除磷。通过克隆微生物分析的结果表明，该海洋PAOs的ppk 1基因属于以前未报道过的新型PAO类群。