微生物集積汚泥によるマンガン酸化物ナノ構造体の生産:新しい微量金属回収法の開発

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本研究は、マンガン(Mn)酸化菌の集積培養によりMn酸化物ナノ構造体の微生物生産系を確立すること、並びに、Mn酸化物の金属イオンに対する高い吸着能力に着目して、新しい微量金属回収技術を開発することを最終目標としている。本年度は、集積培養系によるマンガン酸化物形成に関与する微生物群の役割を明らかにすることを目的として検討を行った。河川床生物膜および緩速ろ過池生物膜を植種として、2つのMn(II)酸化菌集積培養系(集積系Uと集積系K)を作製した。これらの集積系は、好気条件で酢酸ナトリウム、ペプトン、リン酸塩、Mn(II)を添加した水道水(TOC=15mg/L,T-N=3m9/L,T-P=3.5mg/L,Mn(II)=5.5mg/L)を用いて、回分培養により継代維持した。Mn(II)を添加した種々の培地を用いて従属栄養細菌のコロニーを形成させた結果、Mn(II)酸化活性をもつコロニーは全コロニー数の70%までの範囲で検出され、Mn(ll)酸化菌が高度に集積維持されているものと推察された。透過型電子顕微鏡観察の結果、集積系U、集積系Kともに、Mn酸化物と推測される沈積物に覆われた細菌細胞が認められた。集積系Uでは沈積物を保有した桿菌や有鞘糸状菌が、集積系KではこれらのほかPedoicrobium様の出芽細菌が観察され、各々の培養系において複数種のMn(H)酸化細菌が含まれることが示唆された。集積培養物について、16S rRNA遺伝子のPCR-DGGE解析を行ったところ、2つの培養物において泳動距離が一致する数本のDNAバンドが検出され、これらがMn酸化物の形成に関与している可能性が考えられた。今後、微生物群集構造の詳細を明らかにし、環境因子の及ぼす影響を検討することにより、集積培養系によるMn酸化物生産の最適化が図れるものと期待される。