Towards improving the durability of concrete materials using microbial functions in deep-sea environments

今年度は, 深海環境でのセメント系材料の物理化学的変化や生物学的影響を明らかにするために, さまざまな組成・配合のセメントペーストおよびモルタル試験体を作成し, それらの実環境および実験室内水槽等への長期および短期間の浸漬実験を開始することができた。なお実環境に浸漬するセメントペースト試験体の配合の検討・選定は, フライベルク工科大学のBier教授の協力のもと行なった。浸漬実験に供した試験体に繁茂した微生物叢を確認するために, まずは実験室内で実施した短期間浸漬した試験体からのDNA抽出を試みた。しかしながら, その際にセメント系材料に含まれるシリカなどが抽出に影響を及ぼすことが明らかとなり, 抽出に供する試験体の量によっては, ほとんどDNAが抽出されないことが確認された。そのため, 種々の試薬や抽出キットを組み合わせ, 最適なDNA抽出方法の検討を行った。その結果, 条件により改善効果は見られたが, より効果的な抽出方法の構築が必要であると判断し, 次年度以降も引き続き検討を行うこととした。次世代シーケンサーによる16S rRNAアンプリコン解析により, 試験体表面に繁茂した微生物叢を明らかにし、短期間に生じた周辺環境（実験に用いた海水）から試験体表面への微生物の移動に関する知見や, 期間による試験体表面の微生物叢の遷移を明らかにすることができた。また, セメントペースト試験体の浸漬実験に用いた溶液中のpHや各種イオンの変化の調査や, 浸漬前後の試験体のX線回折法（XRD）分析や電子顕微鏡観察を行い, 短期間での浸漬による試験体と浸漬溶液の化学的変化から微生物学的な影響を確認することができた。

今年度は, 深海環境でのセメント系材料の物理化学的変化や生物学的影響を明らかにするために, さまざまな組成・配合のセメントペーストおよびモルタル試験体を作成し, それらの実環境および実験室内水槽等への長期および短期間の浸漬実験を開始することができた。なお実環境に浸漬するセメントペースト試験体の配合の検討・選定は, フライベルク工科大学のBier教授の協力のもと行なった。浸漬実験に供した試験体に繁茂した微生物叢を確認するために, まずは実験室内で実施した短期間浸漬した試験体からのDNA抽出を試みた。しかしながら, その際にセメント系材料に含まれるシリカなどが抽出に影響を及ぼすことが明らかとなり, 抽出に供する試験体の量によっては, ほとんどDNAが抽出されないことが確認された。そのため, 種々の試薬や抽出キットを組み合わせ, 最適なDNA抽出方法の検討を行った。その結果, 条件により改善効果は見られたが, より効果的な抽出方法の構築が必要であると判断し, 次年度以降も引き続き検討を行うこととした。次世代シーケンサーによる16S rRNAアンプリコン解析により, 試験体表面に繁茂した微生物叢を明らかにし、短期間に生じた周辺環境（実験に用いた海水）から試験体表面への微生物の移動に関する知見や, 期間による試験体表面の微生物叢の遷移を明らかにすることができた。また, セメントペースト試験体の浸漬実験に用いた溶液中のpHや各種イオンの変化の調査や, 浸漬前後の試験体のX線回折法（XRD）分析や電子顕微鏡観察を行い, 短期間での浸漬による試験体と浸漬溶液の化学的変化から微生物学的な影響を確認することができた。