質量分析法による原生生物の種組成解析に基づいた農業集落排水水質判定法の開発

开发一种基于质谱分析原生生物物种组成的农业社区废水质量测定方法

基本信息

批准号：
21K19168
负责人：
石田秀樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19168/
关键词：
種組成質量分析 PCR 走査型電子顕微鏡水凍結乾燥法質量分析法

项目摘要

本研究は排水施設の原生生物を迅速に同定分類し，水処理の状態を低コストで素早く判定するための基盤を構築することを目指している。コロナ感染症の影響により，対象施設が利用できず当初から別施設に変更して調査を行っていたが，変更後の施設でのデータが蓄積してきたため，このまま継続してデータ解析を続けることとした。研究の内容は大きく次の４つに分けられる．①サンプリングした原水の水質測定，②出現原生生物種の観察同定，③活性汚泥中の原生生物の遺伝情報解析，④活性汚泥中の原生生物の質量分析解析．水質測定については，排水施設では一般的に計測されている水質項目を網羅的にカバーしている．これらのデータは，水処理施設で従来の運転状況判断の根拠となるデータであり，さらに本実験で運転状況判断との比較をするべき重要な基礎データである．種同定については，光学顕微鏡観察のほかに水凍結乾燥法を用いた試料作製を行い，走査型電子顕微鏡で観察した。その結果，この排水施設は出現種がほぼ一般的な種で構成されていることが明らかになり，種組成もある程度一般化して考察することができると考えられる．遺伝情報を用いた迅速な種組成判定に関しては，原生生物用のユニバーサルプライマーを設計してPCRを行い，リボソーム18Sを中心とした遺伝情報の収集を行っている。今年度は解析結果が安定しつつあり，さらに，V9領域に着目することで，効率的に種分類がおこなえることが明らかになっており，原生生物の種組成を明らかにするうえで有効な手段となると考えられる．質量分析についてはまだ安定した解析結果が得られていない。一歩立ち返って，単離培養中の原生生物を試料として測定し，比較することで，違いを明らかにするところから進めている．

本研究旨在快速识别和分类废水处理设施中的原生生物，为低成本快速确定水处理状况奠定基础。由于新冠病毒感染的影响，目标设施无法使用，调查从一开始就在不同的设施进行，但随着变更设施的数据不断积累，我们决定继续进行数据分析。研究内容大致可分为以下四个部分。 ①原水采样水质测量，②新出现的原生生物种类观察与鉴定，③活性污泥中原生生物的遗传信息分析，④活性污泥中原生生物的质谱分析。水质测量全面涵盖了排水设施常用的水质测量项目。这些数据是水处理设施常规运行状态判断的依据，也是与本实验运行状态判断进行比较的重要基础数据。对于物种鉴定，除了使用光学显微镜观察外，还使用水冷冻干燥法制备样品并使用扫描电子显微镜观察。结果表明，该排水设施主要由常见物种组成，并且认为物种组成可以在一定程度上得到概括。关于利用遗传信息快速确定物种组成，我们正在设计原生生物的通用引物，并进行PCR以收集以核糖体18S为中心的遗传信息。今年，分析结果趋于稳定，并且人们认为，通过关注V9区域可以有效地进行物种分类，这使其成为澄清原生生物物种组成的有效方法。关于质谱法尚未获得稳定的分析结果。退后一步，我们通过测量分离的和培养的原生生物作为样本并进行比较来澄清差异。