PCR-DGGE法による都市下水生物膜内の硝化細菌群の多様性評価

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本研究は、生物学的窒素除去プロセスを安定的に運転管理し、処理効率をより向上させることを目的として、16S rRNA遺伝子のクローニング解析とFISH法により都市下水生物膜内に存在する硝化細菌群の多様性を評価するとともに、in stiuでの優占種の動態解析を行うことを目的としたものである。16S rRNA遺伝子解析により都市下水中で培養された生物膜内ではNitrosomonas ureaeに近縁なクローン(相同性約96%)が、人工基質により培養された生物膜内では増殖速度の大きいNitrosomonas eutrophaに近縁な硝化細菌のクローン(約相同性96%)が高頻度で検出され、これら生物膜内のアンモニア酸化細菌の優占種と推定された。その他にも両生物膜より多種多様のアンモニア酸化細菌に近縁なクローンを検出することができた。さらにこの結果は人工基質によって培養されたことにより、優占種が変化したことを示唆しており、FISH法により生物膜形成過程におけるアンモニア酸化細菌の優占種の遷移について検討した。その結果、生物膜の形成とともにNso190とNsm156の両プローブではハイブリするがNEUではハイブリしないアンモニア酸化細菌(すなわちN.ureae)から、N.eutropha及びN.europaeaへのアンモニア酸化細菌の優占種が変化することを視覚的に示すことができた。この結果は16S rRNA遺伝子のクローニング解析の結果と一致するものであった。一方、亜硝酸酸化細菌に関しては生物膜内における存在比率が非常に小さく、本研究で用いた真正細菌に特異的なプライマーセットではその存在が確認できなかった。