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

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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。