微生物集積汚泥によるマンガン酸化物ナノ構造体の生産:新しい微量金属回収法の開発

利用微生物积累的污泥生产氧化锰纳米结构：开发一种新的微量金属回收方法

基本信息

批准号：
17710065
负责人：
宮田直幸
金额：
$ 2.18万
依托单位：
University of Shizuoka
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、マンガン(Mn)酸化菌の集積培養によりMn酸化物ナノ構造体の微生物生産系を確立すること、並びに、Mn酸化物の金属イオンに対する高い吸着能力に着目して、新しい微量金属回収技術を開発することを最終目標としている。本年度は、集積培養系によるマンガン酸化物形成に関与する微生物群の役割を明らかにすることを目的として検討を行った。河川床生物膜および緩速ろ過池生物膜を植種として、2つのMn(II)酸化菌集積培養系(集積系Uと集積系K)を作製した。これらの集積系は、好気条件で酢酸ナトリウム、ペプトン、リン酸塩、Mn(II)を添加した水道水(TOC=15mg/L,T-N=3m9/L,T-P=3.5mg/L,Mn(II)=5.5mg/L)を用いて、回分培養により継代維持した。Mn(II)を添加した種々の培地を用いて従属栄養細菌のコロニーを形成させた結果、Mn(II)酸化活性をもつコロニーは全コロニー数の70%までの範囲で検出され、Mn(ll)酸化菌が高度に集積維持されているものと推察された。透過型電子顕微鏡観察の結果、集積系U、集積系Kともに、Mn酸化物と推測される沈積物に覆われた細菌細胞が認められた。集積系Uでは沈積物を保有した桿菌や有鞘糸状菌が、集積系KではこれらのほかPedoicrobium様の出芽細菌が観察され、各々の培養系において複数種のMn(H)酸化細菌が含まれることが示唆された。集積培養物について、16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE解析を行ったところ、2つの培養物において泳動距離が一致する数本のDNAバンドが検出され、これらがMn酸化物の形成に関与している可能性が考えられた。今後、微生物群集構造の詳細を明らかにし、環境因子の及ぼす影響を検討することにより、集積培養系によるMn酸化物生産の最適化が図れるものと期待される。

本研究旨在通过锰（Mn）氧化细菌的富集培养，建立锰氧化物纳米结构的微生物生产体系，并针对锰氧化物对金属离子的高吸附能力，开发回收微量金属的新方法。目标是发展技术。今年，我们进行了一项调查，旨在利用富集培养系统阐明微生物群在锰氧化物形成中的作用。以河床生物膜和慢滤池生物膜为接种物，建立了两种Mn(II)氧化菌富集培养系统（富集系统U和富集系统K）。这些积累系统使用自来水（TOC=15mg/L、T-N=3m9/L、T-P=3.5mg/L、Mn(II)=5.5mg/L）构建，并通过分批培养进行维持。使用添加有Mn(II)的各种培养基形成异养细菌的菌落，检测到具有Mn(II)氧化活性的菌落，其范围高达菌落总数的70%，并且Mn(II))推测氧化菌被高度浓缩并维持。透射电子显微镜的结果是，在积累系统U和积累系统K中都观察到细菌细胞被推测为Mn氧化物的沉积物覆盖。在积累系统U中，观察到有沉积物的杆菌和鞘细菌，除此之外，在积累系统K中还观察到出芽细菌，例如Pedicocrobium，并且每个培养系统都含有多种类型的Mn(H)氧化细菌。建议说。当对富集培养物进行16S rRNA基因的PCR-DGGE分析时，在两种培养物中检测到几个具有匹配迁移距离的DNA条带，并且考虑这些条带可能参与了Mn氧化物的形成。未来，预计通过阐明微生物群落结构的细节并检查环境因素的影响，将有可能利用富集培养系统优化氧化锰的生产。