Development of novel denitrification process by methanotrophic archaea in bioelectroche mical system

生物电化学系统中甲烷氧化古菌新型反硝化工艺的发展

• 批准号: 22KF0377
• 负责人: 珠坪 一晃
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0377/
• 关键词: 堆積物生物電気化学システム; 嫌気的メタン酸化; 窒素除去; メタン酸化細菌; メタン酸化古細菌

本研究では、i) ANME古細菌の集積培養における新規堆積物生物電気化学システム (Sediment BioElectrochemical System: SBES) の有効性、ii) 新規SBESにおけるANME古細菌とその他の微生物群の相互作用、ii) 新規SBESによる窒素除去性能を明らかにすることを目的とした研究に取り組んでいる。令和4年度はこれらのことを明らかにするため、アノード(カーボンフェルトとチューブ形状の支持材を用いて作成)を内部に完全に浸した「堆積物層」、カソード(カーボンフェルトとロール形状の支持材を用いて作成)を浮かせた「水層」とするラボスケールSBESを構築し、異なる基質濃度・電気回路条件下でSBESの連続運転を実施した。原核生物が共通して保有する16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンス解析を実施した結果、SBESの運転前後において微生物群集構造が変化していることが確認された。一方、研究開始当初に想定していた発電量や窒素除去性能は確認できず、ANME古細菌の効率的な集積培養は達成できていない可能性が明らかとなった。

The purpose of this study is to: i) evaluate the effectiveness of the new Sediment Bioelectrochemical System (SBES) for ANME archaea in aggregate culture; ii) evaluate the interaction between ANME archaea and other microbiota under the new SBES; and ii) evaluate the effectiveness of the new SBES in removing toxins. In the fourth year, the SBES was completely immersed in the "deposit layer" and the "support layer" under the conditions of "substrate concentration" and "electrical circuit." Prokaryotes share the same 16S rRNA gene sequence as their counterparts. The results of analysis and analysis of SBES before and after operation confirm that the microbial community structure has changed. At the beginning of the study, the possibility of achieving the efficiency of ANME archaea in aggregate culture was confirmed.