嫌気性グラニュール汚泥を構成する未知微生物群の分離培養および機能解明

构成厌氧颗粒污泥的未知微生物的分离培养及功能阐明

• 批准号: 13J08828
• 负责人: 黒田 恭平
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08828/
• 关键词: 嫌気性廃水処理; グラニュール汚泥; 未知微生物; 16S rRNA遺伝子解析; メタゲノム; 嫌気培養; 嫌気性グラニュール汚泥; 微生物群集構造解析; メタゲノム解析; 分離培養; 未知微生物群; 超並列DNAシークエンシング

嫌気性グラニュール汚泥を構成する未知微生物群の分離培養および機能解明を目的として，1) メタゲノム解析による嫌気性フェノール廃水処理上昇流スラッジブランケット (UASB) 反応槽保持汚泥中の未知アーキアのゲノム構築および機能推定, 2) 嫌気性廃水処理汚泥中で高頻度に検出される門レベルで未培養なWWE1門の集積培養を試みた。1) 本年度は，“Parvarchaeota”門に近縁なアーキアが約12％検出されたフェノール廃水を処理する中温UASB反応槽保持汚泥のメタゲノム解析を行い，未知アーキアのゲノム構築および機能推定を試みた。DNAシークエンシングは，３つの異なるタイムポイントでサンプリングしたグラニュール汚泥を試料として用いた。ゲノム情報に基づいた分子系統解析を行った結果，2種類のBinがDPANN上門に属していた。この結果は，16S rRNA遺伝子配列情報に基づいた分子系統解析と一致していた。得られた2種類のBinはゲノムサイズが0.6-1 Mb程度と小さく，TCA回路やアミノ酸合成経路などがほとんど存在していなかった。2) 本年度は，嫌気性グラニュール汚泥を構成する未知微生物の分離培養を目的として門レベルで未培養なWWE1門バクテリアの集積培養と最適培養条件の推定を試みた。既往の報告でWWE1門に属する系統分類群の一部が利用すると考えられているセルロースを新たな基質候補として加え，集積培養を試みた。結果，プロピオン酸,セルロースとアミノ酸混合液を基質とした培養系では，継代培養時にメタンの生成が確認できたものの，WWE1門のバクテリアを検出することができなかった。一方，プロピオン酸とアミノ酸混合液を添加した培養系では，植種汚泥に依らず継代培養系内でWWE1門が維持でき，2 回の継代培養でWWE1門に属するバクテリアの集積率は，全バクテリアに対し40%程度となった。

With the aim of separating and elucidating the functions of unknown microbial groups that make up anaerobic granule sludge, we attempted to 1) genome construction and estimate the function of unknown archae in the upstream sludge blanket (UASB) reactor-retaining sludge, and 2) accumulation of uncultured WWE1 phyla at the phyla level, which is frequently detected in anaerobic wastewater treatment sludge. 1）在今年，我们对中温度的UASB反应器污泥进行了元基因组分析，该污泥处理了大约12％的Archae的苯酚废水，这与门“ Parvachaeota”密切相关，并试图构建基因组并估算出未知Archae的功能。 DNA测序使用的颗粒污泥在三个不同的时间点作为样品采样。 After molecular phylogenetic analysis based on genomic information, two types of Bin belonged to the DPANN phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic phylogenetic系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育发育发育发育发育机发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育系统发育基于pheyly phery phey phey recrecty phrect phe phe phe，序列信息。获得的两种类型的bin的基因组大小约为0.6-1 Mb，几乎没有TCA电路或氨基酸合成途径。 2）今年，我们试图在门水平上种植未培养的WWE1门细菌，并估算最佳培养条件，以分离和培养构成厌氧颗粒污泥的未知微生物。在历史上，纤维素被认为是由WWE1系统发育群的一些系统发育类群使用的，被添加为新的底物候选者，并尝试了积累培养物。结果，在培养系统中，使用丙酸，纤维素和氨基酸作为底物的混合物，在亚培养过程中证实了甲烷的产生，但无法检测到来自WWE1门的细菌。另一方面，在培养系统中，添加丙酸和氨基酸的混合物，可以在不依赖种子污泥的情况下将WWE1门保持在亚培养系统中，而与所有细菌相比，与所有细菌相比，属于WWE1门的细菌的积累速率约为40％。

项目成果

HIGH ORGANIC LOADING TREATMENT OF MOLASSES WASTEWATER BY COMBINED SYSTEM CONSISTED OF THERMOPHILIC MULTI-STAGED UASB REACTOR AND MESOPHILIC UASB REACTOR

高温多级UASB反应器与中温UASB反应器组合系统高有机负荷处理糖蜜废水

• DOI: 10.2208/jscejer.70.iii_151
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)
• 作者: 中原望;黒田恭平;蝶勢智明;幡本将史;若林敬史;河合俊和;荒木信夫;山口隆司
• 通讯作者: 山口隆司

Development of an appropriate treatment system for Natural Rubber Processing wastewater treatment

开发适用于天然橡胶加工废水处理的处理系统

• 发表时间: 2014
• 作者: T. Watari;N. T. Thanh;D. Tanikawa;K. Kuroda;N. L. Huong;N. M. Tan;H. T. Hai;M. Hatamoto;K. Syutsubo;M. Fukuda;T. Yamaguchi
• 通讯作者: T. Yamaguchi

次世代シーケンサーを用いた浄化槽の微生物群集構造解析

使用新一代测序仪分析化粪池微生物群落结构

• 发表时间: 2015
• 作者: 宮﨑優治;黒田恭平;中原望;西岡卓馬;幸泉有里;山口隆司;川上周司
• 通讯作者: 川上周司

嫌気的硫黄酸化反応における酢酸資化性メタン生成古細菌と硫酸還元細菌の関係

厌氧硫氧化反应中乙酸同化产甲烷古菌与硫酸盐还原菌的关系

• 发表时间: 2014
• 作者: 中原望;黒田恭平;TRAN THI THANH THUY;幡本将史;山口隆司
• 通讯作者: 山口隆司

培養法及びPCR法を用いた下水処理DHS (Down-flow Hanging Sponge) リアクターの病原性細菌の測定

培养法和PCR法测定污水处理DHS（下流式悬挂海绵）反应器中的病原菌

• 发表时间: 2014
• 作者: 高橋省悟;黒田恭平;Maharjan Namita;幡本将史;山口隆司
• 通讯作者: 山口隆司