糞便汚染マーカー定量検出を基盤とした微生物学的水質管理手法の確立

基于粪便污染标志物定量检测的微生物水质管理方法的建立

基本信息

批准号：
23246094
负责人：
岡部聡
金额：
$ 31.28万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現行の糞便汚染指標である大腸菌群数による微生物学的水質管理は、水環境中での大腸菌群の増殖、糞便に由来しない大腸菌群の存在など、数多くの問題点が指摘されている。このため、合理的な糞便性汚染指標の確立および水域の微生物学的水質管理手法の確立が急務となっている。このような背景のもと、本研究では、宿主特異的遺伝子マーカー（腸内蛋白質分解細菌の最優占種であるBacteroides-Prevotella 属由来遺伝子）をもとに水域の糞便汚染レベルを定量的に評価し、さらに糞便汚染源（ヒト、家畜及び野生動物等）を迅速かつ正確に特定する新規方法論を確立し、具体的な汚染防止対策の構築を含む合理的な微生物学的水質管理を実現することを目的としている。本年度は、昨年度開発した各宿主特異的糞便汚染マーカーを実際の水環境に適用し、糞便汚染の実態を明らかにした。さらに、遺伝子マーカーを糞便汚染指標として活用するためには、生存細胞と死細胞を区別して定量することが求められる。そこで、Propidium monoazide (PMA)を併用した定量PCR法を確立し、糞便汚染源の特定を行うために重要となる生菌由来の糞便性汚染マーカーの定量が可能となった。次に、環境水中における糞便汚染マーカー（ヒト、ブタ、ウシ、ニワトリ、カモの各宿主特異的遺伝子マーカー）の挙動を解析した。さらに、既存の糞便汚染指標である大腸菌群数、糞便生大腸菌群及び大腸菌の定量も行い、減衰速度の違いを評価した。最後に、水系感染する腸管系感染症起因細菌及びノロウイルス等の腸管系ウイルスの特異的検出を行い、各宿主特異的遺伝子マーカーと病原微生物の環境水中における存在比の相関関係を調査した。

使用大肠菌群数的数量，基于当前的粪便污染指标的微生物水质控制已指出了许多问题，例如水环境中大肠菌群的生长以及不起源于粪便的大肠菌群的存在。因此，迫切需要建立合理的粪便污染指标，并为水体建立微生物水质管理方法。在这种背景下，这项研究旨在根据宿主特异性遗传标记（源自细菌属菌群菌群，肠道蛋白水解细菌的主要物种）来定量评估水域中粪便污染水平（基因），建立了一种新的方法，以快速而准确地识别富富的含水量（fecal contional）。质量控制，包括建立特定的污染预防措施。今年，我们应用了去年开发的每个特定于宿主的粪便污染标记物，以阐明粪便污染的实际状态。此外，为了利用遗传标记作为粪便污染指标，有必要区分生物和死细胞并量化它们。因此，已经建立了使用单氮嗪（PMA）的定量PCR方法，使得可以量化从活细菌中得出的粪便污染标记，这对于识别粪便污染的来源很重要。接下来，分析了环境水域中粪便污染标记（人，猪，牛，鸡和鸭的宿主特异性遗传标记的行为）。此外，还进行了现有的粪便污染指标的大肠菌群，粪便活大肠菌群和大肠菌群的量化，以评估衰减率的差异。最后，对肠道病毒的特异性检测（例如由肠道感染和北极病毒引起的细菌）进行了研究，研究了每个宿主特异性遗传标记物的丰度比率与环境水中的致病性微生物的相关性。