高濃度二酸化炭素雰囲気における鉄酸化細菌の育成

高浓度二氧化碳气氛中铁氧化细菌的生长

基本信息

批准号：
06750961
负责人：
新堀雄一
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄酸化細菌は菌体を構成するすべての炭素を大気中の二酸化炭素から同化している独立栄養細菌である。本研究の代表者はこの細菌の固体への付着と酸化挙動との関係、pH値1以下における育成、集積培養における共生系の解明およびその工学的利用についての検討を進めてきた。一方、近年、二酸化炭素などのグリーンハウスガスの大気中の増加が叫ばれるようになり、排ガスにおける二酸化炭素の吸収源を如何に多様化させるかが問題になっている。そこで、本研究では独立栄養細菌である鉄酸化細菌を、より高濃度のCO_2雰囲気において培養、育成し、細菌による炭素同化速度を評価することを目的とした。本研究において使用した菌は旧松尾鉱山排水処理場酸化槽の処理水中から採取したものを、長期間連続集積培養を行ったものを用いた。この菌を9K培地とエネルギー源を加え、酸素、二酸化炭素を所定の溶存濃度に設定しながら恒温にて培養した。その間、菌体数を生物顕微鏡にて測定し、菌体数の経時変化を得た。また、第一鉄イオン濃度を過マンガン酸カリウムの滴定によって測り、Fe^<2+>の経時変化を得るとともに、pH値を電極により測定した。本研究では溶存酸素が不足しないよう、全実験において吹き込みガスの25%を酸素とした。そして、吹き込みガスにおける二酸化炭素濃度を0.03%,0.1%,0.3%,1%,3%,6%,9%および15%とし、その他を窒素とした。なお、溶存ガスや基質などが反応容器中において一様によるよう500rpmで攪拌を行った。また、CO_2濃度の設定順序はランダムに行った。得られた知見を要約して以下に示す。(1)本実験範囲において最大酸化速度およびその際の1cell当りの酸化速度は高濃度二酸化炭素雰囲気においてもCO_2を0.03%とした場合とほぼ同じであり、細菌は高濃度二酸化炭素雰囲気でも活性を維持できる。(2)二酸化炭素の影響は細菌の増殖における誘導期の時間に顕著に現れ、CO_2濃度が9%までは濃度を大きくするにつれて誘導期が短くなり、その後は長くなる。その傾向は実験を行った順序に依存しない。(3)誘導期の時間は9%の場合0.03%の約3分の1になった。また、誘導期から対数増殖期に移行する期間の増殖速度は9%の場合、0.03%の5培以上になった。

铁氧化细菌是自养细菌，它吸收了构成大气中二氧化碳细菌细胞的所有碳。这项研究的代表一直在研究这种细菌对固体的粘附与氧化行为之间的关系，pH值的含量为1或以下，从而阐明了积累培养中的共生系统与它们的工程使用。同时，近年来，对大气中二氧化碳等温室气体的需求不断增长，问题是如何在废气中多样化二氧化碳的吸收来源。因此，这项研究旨在在更高浓度的CO_2大气中培养和生长氧化细菌，一种自养细菌，以评估细菌的碳同化速率。这项研究中使用的细菌是从以前Matsuo矿场废水处理厂的氧化罐中从处理的水中收集的，并经过长时间的持续种植。加入9K培养基和一个能源，在恒定温度下以氧气和二氧化碳设置为处方溶解的浓度，并在恒温下培养。在此期间，使用生物学显微镜测量细胞数量，以获得细胞数量的时间依赖性变化。此外，通过滴定，高锰酸钾随着时间的推移而变化，并通过电极测量pH值，从而测量了亚铁离子的浓度。在这项研究中，在所有实验中都使用氧气来防止缺乏溶解氧。吹气气体中的二氧化碳浓度设置为0.03％，0.1％，0.3％，1％，3％，6％，9％和15％，而其他碳则设置为氮。将混合物以500 rpm搅拌，使其在反应容器中均匀地溶解气体，底物等。此外，随机设置了CO_2浓度。所获得的发现总结了下面。（1）该实验中每个细胞的最大氧化速率和氧化速率几乎与高浓度二氧化碳大气中的CO_2为0.03％时，即使在高浓度二氧化碳大气中，细菌也可以维持其活性。（2）二氧化碳在诱导阶段的细菌生长中显着出现，并且随着浓度增加到9％，诱导阶段变短，然后变长。趋势不取决于执行实验的顺序。（3）在9％期间，入学期间的时间约为0.03％的三分之一。此外，当从诱导阶段到对数增长阶段的增长率为9％时，生长速率为0.03％或更高。