生命科学関連特許情報

タイトル:公開特許公報(A)_光合成細菌およびラン色細菌
出願番号:2003277444
年次:2004
IPC分類:7,C12N1/20,C02F3/00,C02F3/34,C02F11/02,C12N15/09


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前田 広人 北道 昌佳 JP 2004065259 公開特許公報(A) 20040304 2003277444 20030722 光合成細菌およびラン色細菌 前田 広人 301046499 北道 昌佳 301037626 前田 広人 北道 昌佳 JP 2002214484 20020723 7C12N1/20C02F3/00C02F3/34C02F11/02C12N15/09C12N1/20C12R1:01 JPC12N1/20 AC02F3/00 GC02F3/34 AC02F11/02C12N15/00 AC12N1/20 AC12R1:01 9 1 OL 11 4B024 4B065 4D040 4D059 4B024AA11 4B024CA03 4B024DA05 4B024HA14 4B024HA19 4B065AA01X 4B065AC06 4B065AC12 4B065AC20 4B065BA22 4B065CA55 4D040DD04 4D059AA01 4D059BA22 4D059BA25本発明は、耐アルカリ性光合成細菌に関する。詳しくは、アルカリ側でも畜産糞尿を始めとする有機物を分解する光合成およびラン色細菌Rhodopseudomonas 2種とSynechococcus1種、およびその細菌の前培養法に関する。Joong Kyun Kimらは(Aquacluture Engineering 19, 179−193 1999)、再循環型水産養殖システムに使用されている光合成反応汚泥から、光合成細菌およびラン色細菌を分離して、脱窒能力に優れている光合成細菌を同定している。この有効菌株はRhodopseudomonas palustrisと分類学的に同定している。また、生育要因は、嫌気条件フラスコ培養により特徴付けられており、最適なpH・温度・照度は、それぞれpH5.5・31℃・5000 luxであり、最大比増殖速度と脱窒によるガス生産速度は、それぞれ0.095 /hと0.2 ml N2/hとなっている。さらに分離菌による窒素ガスへの異化的硝酸還元は対数増殖後期の後に始まり、培養末期において少量の亜硝酸塩が蓄積され、最大生存細胞数は細胞乾燥重量1.07g /lに対して14×108 cellsml−1であり、バクテリオクロロフィルaの最大濃度は細胞乾燥重量にして0.17OD775 /gであるとなっている。以上のように本件では酸性側で機能する光合成細菌が用いられている。 また、特開2001−232388号(以下、先行技術1という)に、廃液処理に光合成硫黄細菌をもちいた記載がある。従来、光合成細菌を畜産糞尿を始めとする有機物分解に用いることが行われているが、これは主に脱窒を目的としており、酸性側で機能する光合成細菌が主流である。また、先行技術1で用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質がある。特開2001−232388号Joong Kyun Kimら、(Aquacluture Enginee ring 19, 179−193 1999) このように光合成細菌は有機物の分解よりもむしろ脱窒に主眼がおかれてきているため、主に酸性側で機能する光合成細菌が着目されてきた。これらの光合成細菌は、酸性側で機能するものである。しかし糞尿処理などにはアルカリ処理をほどこすことがあり、その際に酸性側でしか機能しない光合成細菌は使用できないという問題点がある。また、それ以外で有機物処理に用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質がある。本発明は、アルカリ側で機能する光合成非硫黄細菌を提供することを目的とする。 本願発明者は、自然界より多数の細菌をスクリーニングすることにより、アルカリ側で機能する光合成細菌およびラン色細菌を分離培養し、効率のよい有機物分解を行わせることに成功し本発明を完成した。すなわち、本発明ではアルカリ側で機能する光合成細菌Rhodopseudomonas2種およびラン色細菌Synechococcus1種の菌体、ならびにこの培養法を提供する。 本発明の光合成細菌Rhodopseudomonasは、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌Rhodopseudomos A株(受託番号FERM P−19432)である。 本発明の光合成細菌Rhodopseudomonasは、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌Rhodopseudomos B株(受託番号FERM P−19431)である。 本発明のラン色細菌Synechococcusは、耐アルカリ性でクロロフィルa、およびβカロチンを有すラン色細菌Synechococcus C株(受託番号FERM P−19430)である。このA株は、配列番号1記載のDNA分子である光合成細菌Rhodopseudomosである。このB株は、配列番号2記載のDNA分子である光合成細菌Rhodopseudomosである。このC株は、配列番号3記載のDNA分子であるラン色細菌Synechococcusである。本発明にいう光合成細菌Rhodopseudomonaとは、光合成非硫黄であり、Bergey’s Manual of Determinative bacteriology 3巻、1661−1682に記載の種をいう。本発明の耐アルカリ性光合成細菌Rhodopseudomonaは、アルカリ性でよく増殖し、バクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する。本発明にいうラン色細菌Synechococcusとは、Cyanobacteriaであり、Bergey’s Manual of Determinative bacteriology 3巻、1728−1746に記載の種をいう。本発明の耐アルカリ性ラン色細菌Synechococcusは、アルカリ性でよく増殖し、クロロフィルa、およびβカロチンを有する。本発明にいう耐アルカリ性とは、主にpH8−10で最大増殖速度を持つものである。本発明にいう有機物分解とは、主に家庭有機排水ならびに畜産糞尿をいう。本発明にいう培地とは、基本培地1であり、以下の構成による培地をいう。基本培地1:KH2PO4       0.3g      K2HPO4       0.3g      NH4Cl        1.0g      MgCl2・6H2O   0.2g      NaCl         0.2g      CaCl2・2H2O   0.05g     Yeast extract0.05g     Na2S2O3・5H2O 0.05g     D.L.Malic acid           0.1g      Sodium Acetate            0.1 gGrowth factor Solution   1ml       Trace Element Solution   1ml       D.W.         1000ml    pH           7.8      ここで、Trace Element Solutionの組成は、EDTA−2Na     2g      FeSO4・7H2O   2g      H3BO3        0.1g      ZnCl2        0.1g      MnCl・4H2O    0.1g      D.W.         100ml    である。ここで、Growth factor Solutionの組成は、Vitamine B2  0.001gPyridoxine Hydrochloride(Vitamin B6)0.001gp−Aminobenzoic Acid        0.003gD−Biotin(Vitamin H)        0.005gD.W.         100mlである。寒天培地の場合: 1000mlの基本培地1に寒天10gを加える。 光合成細菌は有機物の分解よりもむしろ脱窒に主眼がおかれてきているため、主に酸性側で機能する光合成細菌が着目されてきた。これらの光合成細菌は、酸性側で機能するものである。しかし糞尿処理にはアルカリ処理をほどこすことがあり、その際に酸性側でしか機能しない光合成細菌は使用できないという問題点があった。また、それ以外で有機物処理に用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質があった。そこで発明者は、自然界より多数の細菌をスクリーニングすることにより、アルカリ側で機能する光合成細菌およびラン色細菌を分離培養し、効率のよい有機物分解を行わせることに成功した。すなわち、本発明ではアルカリ側で機能する光合成細菌Rhodopseudomonas 2種とおよびラン色細菌Synechococcus 1種の菌体およびこの培養法を提供する。 鹿児島県内の30個所の土壌から光合成細菌およびラン色細菌20種を以下の方法で分離した。まず、集積培養では、1L容量のボトルに基本培地1(寒天無し)を満たし、現場土壌を加え15〜30℃、350〜2500luxの条件でインキュベータにて培養する。次にpercollにて、光合成細菌およびラン色細菌の画分を遠心分離する。さらに遠心分離して得られた着色画分を基本培地1の寒天培地上にて前記と同条件で培養し、コロニーを作らせる。得られた光合成細菌およびラン色細菌のコロニーを白金耳で釣菌し、嫌気的条件下でさらに純粋なコロニーを作らせる。3種(A, B, C)の選定。上記の方法で20種のコロニーを純粋分離した。それぞれ有機物の分解活性を試験し最も分解活性の高い3種(A, B, C)を選んだ。その他種類は有機物の分解活性を示さなかった。  ここで、A、B、Cはそれぞれ、 Rhodopseudomona、Rhodopseudomona、Synechococcusとする。            原水    処理後(菌体をろ過した場合)     菌種          A,    B,     C  SSppm  80,000  500   600   10000 BODppm 24,000  80    100   2000  CODppm 12,000  75    800    900 有機窒素ppm 800    200   300    510 有機リンppm 65     35    40     55     選定した菌体A、B、Cの落射蛍光顕微鏡写真を図1に示す。3種(A、B、C)の同定結果を表1に示す。 3種(A,B,C)の菌体色素の同定 菌体の色素成分の分光スペクトルを図2に示した。図2はアセトン−メタノールで抽出した色素成分を高速液体クロ的グラフによって分析したスペクトルである。この分光スペクトルはアセトン−メタノールで抽出した色素成分を高速液体クロ的グラフによって分析したスペクトルである。分析条件はいかのとおりである。ポンプ:日立高速液体クロマトグラフL−7100, デテクター: 日立L−7455、カラム:C−18、カラム温度:40℃、グラディエント条件、A:メタノール:1M酢酸アンモニウム=8:2 B:アセトニトリル:アセト=6:4、0分でA95%B5%、28分後Bが100%になるように設定した。3種(A, B, C)の培養における、光合成細菌およびラン色細菌の最適pH方法基本培地1のpHをそれぞれ5.5、6.0、7.0、8.5、9.0に調製した。これらの培地を10mlネジ口試験管に満たし、光合成細菌およびラン色細菌培養体を接種した。その後、インキュベータにて培養した。結果を表2に示す。3種(A, B, C)の培養における最大収量は表3の通りである アルカリ側で機能する光合成細菌の分離と組み合わせを検討した結果、以下の表4のとおり、3種(A, B, C)を混合して、糞尿を分解することが最も効率があがることを突き止めた。本分離菌株のDNA配列を定法にしたがって解析した。その結果を配列表に示す。 本発明の光合成細菌を用いることにより、畜産糞尿、食品廃棄物を処理することができる。菌体A、B、Cの落射蛍光顕微鏡写真である。A、B、においてはDAPI 染色したものをUV 励起で観察し、Cについては自家蛍光をG励起で観察した。菌体A、B、Cの色素成分の分光スペクトルである。配列表配列番号;1  配列の長さ;1406  配列の型;核酸  トポロジー;直鎖状  配列の種類;核酸  起源;16S rDNA  生物名;Rhodopseudomonas  株名; A株配列GGCTTAACACATGCAAGTCGAACGGGCGTAGCAATACGTCAGTGGCAGACGGGTGAGTAACGCGTGGGAACGTACCTTTTGGTTCGGAACAACTGAGGGAAACTTCAGCTAATACCGGATAAGCCCTTACGGGGAAAGATTTATCGCCGAAAGATCGGCCCGCGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTTGTGCGGGAAGATAATGACGGTACCGCAAGAATAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCTAGCGTTGCTCGGAATCACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGGTTTCTAAGTCAGAGGTGAAAGCCTGGAGCTCAACTCCAGAACTGCCTTTGATACTGGAAGTCTTGAGTATGGCAGAGGTGAGTGGAACTGCGAGTGTAGAGGTGAAATTCGTAGATATTCGCAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGGCCATTACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAATGCCAGCCGTTAGTGGGTTTACTCACTAGTGGCGCAGCTAACGCTTTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGACGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATGTCCAGGACCGGTCGCAGAGACGTGACCTTCTCTTCGGAGCCTGGAGCACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCCGTCCTTAGTTGCTACCATTTAGTTGAGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAGCCGCGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTACGGGCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGGTGACAATGGGAAGCTAAGGGGCGACCCTTCGCAAATCTCAAAAAGCCGTCTCAGTTCGGATTGGGCTCTGCAACTCGAGCCCATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCAGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGCTTTACCTGAAGACGGTGCGCTAACCAGCAATGGAGGCAGCCGGCCACGGTAGGGTCAGCGACTGGGGTGAAGTCGTAACAA配列番号;2  配列の長さ;1298  配列の型;核酸  トポロジー;直鎖状  配列の種類;核酸  起源;16S rDNA  生物名;Rhodopseudomonas  株名; B株配列GAGTAACGCGTGGGAACGTACCTTTTGGTTCGGAACAACTGAGGGAAACTTCAGCTAATACCGGATAAGCCCTTACGGGGAAAGATTTATCGCCGAAAGATCGGCCCGCGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTTGTGCGGGAAGATAATGACGGTACCGCAAGAATAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCTAGCGTTGCTCGGAATCACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGGTTTCTAAGTCAGAGGTGAAAGCCTGGAGCTCAACTCCAGAACTGCCTTTGATACTGGAAGTCTTGAGTATGGCAGAGGTGAGTGGAACTGCGAGTGTAGAGGTGAAATTNGTAGATATTCGCAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGGCCATTACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAATGCCAGCCGTTAGTGGGTTTACTCACTAGTGGCGCAGCTAACGCTTTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGACGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATGTCCAGGACCGGTCGCAGAGACGTGACCTTCTCTTCGGAGCCTGGAGCACAGGTGCTGCATGGCNGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCCGTCCTTAGTTGCTACCATTTAGTTGAGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAGCCGCGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTACGGGCTGGGCTACCAGCTGCTACAATGGCGGTGACAATGGGAAGCTAAGGGGCGACCCTTCGCAAATCTCAAAAAGCCGTCTCAGTTCGGATTGGGCTCTGCAACTCGAGCCCATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCAGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGCTTTACCTGAAGACGGTGCGCTAACCAGC配列番号;3  配列の長さ;1485  配列の型;核酸  トポロジー;直鎖状  配列の種類;核酸  起源;16S rDNA  生物名;Synechococcus  株名; C株配列CCCGGGGATCCGATTAGAGTTTGATCCTGGCTCAGAGCGAACGCTGGCGGCAGGCTTAACACATGCAAGTCGAACGGGCGTAGCAATACGTCAGTGGCAGACGGGTGAGTAACGCGTGGGAACGTACCTTTTGGTTCAGAACAACTGAGGGAAACTTCAGCTAATACCGGATAAGCCCTTACGGGGAAAGATTTATCGCCGAAAGATCGGCCCGCGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTTGTGCGGGAAGATAATGACGGTACCGCAAGAATAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCTAGCGTTGCTCGGAATCACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGGTTTCTAAGTCAGAGGTGAAAGCCTGGAGCTCAACTCCAGAACTGCCTTTGATACTGGAAGTCTTGAGTATGGCAGAGGTGAGTGGAACTGCGAGTGTAGAGGTGAAATTCGTAGATATTCGCAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGGCCATTACTGACGCTGAGCACGAAGCGTGGGAGCAACAGATTAGATACCCTGTAGTCACGCCGTAAACGATGATGCCAGCCGTTAGTGGTTTTACTCACTAGTGGCGCAGCTAACGCTTAAGCATCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGACGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATGTCCAGGACCGGTCGCAGAGACGTGACCTTCTCTTCGGAGCCTGGAGCACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCCGTCCTTAGTTGCTACCATTTAGTTGAGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAGCCGCGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTACGGGCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGGTGACAATGGGAAGCTAAGGGGCGACCCTTCGCAAATCTCAAAAAGCCGTCTCAGTTCGGATTGGGCTCTGCAACTCGAGCCCATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGAATCAGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGCTTTACCTGAAGACGGTGCGCTAACCAGCAATGGAGGCAGCCGGCCACGGTAGGGTCAGCGACTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCGTAGGGGAACCTGCGGCTGGATCACCTCCTTT耐アルカリ性光合成細菌Rhodopseudomonas。耐アルカリ性ラン色細菌Synechococcus。耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌Rhodopseudomos A株(受託番号FERM P−19432)。耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌Rhodopseudomos B株(受託番号FERM P−19431)。 耐アルカリ性でクロロフィルa、およびβカロチンを有すラン色細菌Synechococcus C株(受託番号FERM P−19430)。配列番号1記載のDNA分子である光合成細菌Rhodopseudomos A株。配列番号2記載のDNA分子である光合成細菌Rhodopseudomos B株。配列番号3記載のDNA分子であるラン色細菌Synechococcus C株。耐アルカリ性耐である請求項3から8の光合成およびラン色細菌の前培養法。 【課題】 光合成細菌は有機物の分解よりもむしろ脱窒に主眼がおかれてきているため、主に酸性側で機能する光合成細菌が着目されてきた。しかし、糞尿処理にはアルカリ処理をほどこすことがあり、その際に酸性側でしか機能しない光合成細菌は使用できないという問題点があった。また、それ以外で有機物処理に用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質があった。本発明は、アルカリ側で機能する光合成非硫黄細菌を提供することを目的とする。【解決手段】本願発明者は、自然界より多数の細菌をスクリーニングすることにより、アルカリ側で機能する光合成細菌およびラン色細菌を分離培養し、効率のよい有機物分解を行わせることに成功した。すなわち、本発明ではアルカリ側で機能する光合成細菌Rhodopseudomonas 2種とおよびラン色細菌Synechococcus 1種の菌体およびこの培養法を提供する。【選択図】    図1


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特許公報(B2)_光合成細菌およびラン色細菌

生命科学関連特許情報

タイトル:特許公報(B2)_光合成細菌およびラン色細菌
出願番号:2003277444
年次:2005
IPC分類:7,C12N1/20,C02F3/00,C02F3/34,C02F11/02,C12N15/09


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前田 広人 北道 昌佳 JP 3699987 特許公報(B2) 20050722 2003277444 20030722 光合成細菌およびラン色細菌 前田 広人 301046499 北道 昌佳 301037626 前田 広人 北道 昌佳 JP 2002214484 20020723 20050928 7C12N1/20C02F3/00C02F3/34C02F11/02C12N15/09C12N1/20C12R1:01 JPC12N1/20 AC12N15/00 AC02F3/00 GC02F3/34 AC02F11/02C12N1/20 AC12R1:01 7 C12N 1/20 C02F 3/00 C02F 3/34 C02F 11/02 C12N 15/09 CA(STN) JICSTファイル(JOIS) BIOSIS/MEDLINE/WPIDS(STN) PubMed 5 FERM P-19431 FERM P-19432 FERM P-19430 2004065259 20040304 9 20040419 森井 隆信本発明は、耐アルカリ性光合成細菌に関する。詳しくは、アルカリ側でも畜産糞尿を始めとする有機物を分解する光合成細菌Rhodopseudomonas 2種の細菌の前培養法に関する。Joong Kyun Kimらは(Aquacluture Engineering 19, 179−193 1999)、再循環型水産養殖システムに使用されている光合成反応汚泥から、光合成細菌およびラン色細菌を分離して、脱窒能力に優れている光合成細菌を同定している。この有効菌株はRhodopseudomonas palustrisと分類学的に同定している。また、生育要因は、嫌気条件フラスコ培養により特徴付けられており、最適なpH・温度・照度は、それぞれpH5.5・31℃・5000 luxであり、最大比増殖速度と脱窒によるガス生産速度は、それぞれ0.095 /hと0.2 ml N2/hとなっている。さらに分離菌による窒素ガスへの異化的硝酸還元は対数増殖後期の後に始まり、培養末期において少量の亜硝酸塩が蓄積され、最大生存細胞数は細胞乾燥重量1.07g /lに対して14×108 cellsml−1であり、バクテリオクロロフィルaの最大濃度は細胞乾燥重量にして0.17OD775 /gであるとなっている。以上のように本件では酸性側で機能する光合成細菌が用いられている。 また、特開2001−232388号(以下、先行技術1という)に、廃液処理に光合成硫黄細菌をもちいた記載がある。従来、光合成細菌を畜産糞尿を始めとする有機物分解に用いることが行われているが、これは主に脱窒を目的としており、酸性側で機能する光合成細菌が主流である。また、先行技術1で用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質がある。特開2001−232388号Joong Kyun Kimら、(Aquacluture Enginee ring 19, 179−193 1999) このように光合成細菌は有機物の分解よりもむしろ脱窒に主眼がおかれてきているため、主に酸性側で機能する光合成細菌が着目されてきた。これらの光合成細菌は、酸性側で機能するものである。しかし糞尿処理などにはアルカリ処理をほどこすことがあり、その際に酸性側でしか機能しない光合成細菌は使用できないという問題点がある。また、それ以外で有機物処理に用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質がある。本発明は、アルカリ側で機能する光合成非硫黄細菌を提供することを目的とする。 本願発明者は、自然界より多数の細菌をスクリーニングすることにより、アルカリ側で機能する光合成細菌およびラン色細菌を分離培養し、効率のよい有機物分解を行わせることに成功し本発明を完成した。すなわち、本発明ではアルカリ側で機能する光合成細菌Rhodopseudomonas2種およびラン色細菌Synechococcus1種の菌体、ならびにこの培養法を提供する。 本発明の光合成細菌Rhodopseudomonasは、pH8〜10の条件下で最大増殖速度を有する耐アルカリ性であるバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌Rhodopseudomos A株(受託番号FERM P−19432)である。 本発明の光合成細菌Rhodopseudomonasは、耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌Rhodopseudomos B株(受託番号FERM P−19431)である。このA株は、配列番号1記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomosである。このB株は、配列番号2記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomosである。本発明にいう光合成細菌Rhodopseudomonaとは、光合成非硫黄であり、Bergey’s Manual of Determinative bacteriology 3巻、1661−1682に記載の種をいう。本発明の耐アルカリ性光合成細菌Rhodopseudomonaは、アルカリ性でよく増殖し、バクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する。本発明にいう耐アルカリ性とは、主にpH8−10で最大増殖速度を持つものである。本発明にいう有機物分解とは、主に家庭有機排水ならびに畜産糞尿をいう。本発明にいう培地とは、基本培地1であり、以下の構成による培地をいう。基本培地1:KH2PO4 0.3g K2HPO4 0.3g NH4Cl 1.0g MgCl2・6H2O 0.2g NaCl 0.2g CaCl2・2H2O 0.05g Yeast extract0.05g Na2S2O3・5H2O 0.05g D.L.Malic acid 0.1g Sodium Acetate 0.1 gGrowth factor Solution 1ml Trace Element Solution 1ml D.W. 1000ml pH 7.8 ここで、Trace Element Solutionの組成は、EDTA−2Na 2g FeSO4・7H2O 2g H3BO3 0.1g ZnCl2 0.1g MnCl・4H2O 0.1g D.W. 100ml である。ここで、Growth factor Solutionの組成は、Vitamine B2 0.001gPyridoxine Hydrochloride(Vitamin B6)0.001gp−Aminobenzoic Acid 0.003gD−Biotin(Vitamin H) 0.005gD.W. 100mlである。寒天培地の場合: 1000mlの基本培地1に寒天10gを加える。 光合成細菌は有機物の分解よりもむしろ脱窒に主眼がおかれてきているため、主に酸性側で機能する光合成細菌が着目されてきた。これらの光合成細菌は、酸性側で機能するものである。しかし糞尿処理にはアルカリ処理をほどこすことがあり、その際に酸性側でしか機能しない光合成細菌は使用できないという問題点があった。また、それ以外で有機物処理に用いられる細菌は光合成硫黄細菌であり、増殖には硫黄を大量に必要とする性質があった。そこで発明者は、自然界より多数の細菌をスクリーニングすることにより、アルカリ側で機能する光合成細菌およびラン色細菌を分離培養し、効率のよい有機物分解を行わせることに成功した。すなわち、本発明ではアルカリ側で機能する光合成細菌Rhodopseudomonas 2種とおよびラン色細菌Synechococcus 1種の菌体およびこの培養法を提供する。 鹿児島県内の30個所の土壌から光合成細菌およびラン色細菌20種を以下の方法で分離した。まず、集積培養では、1L容量のボトルに基本培地1(寒天無し)を満たし、現場土壌を加え15〜30℃、350〜2500luxの条件でインキュベータにて培養する。次にpercollにて、光合成細菌およびラン色細菌の画分を遠心分離する。さらに遠心分離して得られた着色画分を基本培地1の寒天培地上にて前記と同条件で培養し、コロニーを作らせる。得られた光合成細菌およびラン色細菌のコロニーを白金耳で釣菌し、嫌気的条件下でさらに純粋なコロニーを作らせる。3種(A, B,)の選定。上記の方法で20種のコロニーを純粋分離した。それぞれ有機物の分解活性を試験し最も分解活性の高い3種(A, B,)を選んだ。その他種類は有機物の分解活性を示さなかった。ここで、A、Bはそれぞれ、Rhodopseudomona、Rhodopseudomona、 原水 処理後(菌体をろ過した場合) 菌種 A, B, SSppm 80,000 500 600 BODppm 24,000 80 100 CODppm 12,000 75 800 有機窒素ppm 800 200 300 有機リンppm 65 35 40 選定した菌体A、B、の落射蛍光顕微鏡写真を図1に示す。3種(A、B)の同定結果を表1に示す。 3種(A,B,C)の菌体色素の同定 菌体の色素成分の分光スペクトルを図2に示した。図2はアセトン−メタノールで抽出した色素成分を高速液体クロ的グラフによって分析したスペクトルである。この分光スペクトルはアセトン−メタノールで抽出した色素成分を高速液体クロ的グラフによって分析したスペクトルである。分析条件はいかのとおりである。ポンプ:日立高速液体クロマトグラフL−7100, デテクター: 日立L−7455、カラム:C−18、カラム温度:40℃、グラディエント条件、A:メタノール:1M酢酸アンモニウム=8:2 B:アセトニトリル:アセト=6:4、0分でA95%B5%、28分後Bが100%になるように設定した。3種(A,B)の培養における、光合成細菌の最適pH1 方法基本培地1のpHをそれぞれ5.5、6.0、7.0、8.5、9.0に調製した。これらの培地を10mlネジ口試験管に満たし、光合成細菌培養体を接種した。その後、インキュベータにて培養した。結果を表2に示す。2 結果3種(A, B)の培養における最大収量は表3の通りである アルカリ側で機能する光合成細菌の分離と組み合わせを検討した結果、以下の表4のとおり、3種(A, B, C)を混合して、糞尿を分解することが最も効率があがることを突き止めた。本分離菌株のDNA配列を定法にしたがって解析した。その結果を配列表に示す。 本発明の光合成細菌を用いることにより、畜産糞尿、食品廃棄物を処理することができる。菌体A、Bの落射蛍光顕微鏡写真である。A、BにおいてはDAPI染色したものをUV励起で観察した。菌体A、Bの色素成分の分光スペクトルである。配列番号;1 配列の長さ;1406 配列の型;核酸 トポロジー;直鎖状 配列の種類;核酸 起源;16S rDNA 生物名;Rhodopseudomonas 株名; A株配列GGCTTAACACATGCAAGTCGAACGGGCGTAGCAATACGTCAGTGGCAGACGGGTGAGTAACGCGTGGGAACGTACCTTTTGGTTCGGAACAACTGAGGGAAACTTCAGCTAATACCGGATAAGCCCTTACGGGGAAAGATTTATCGCCGAAAGATCGGCCCGCGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTTGTGCGGGAAGATAATGACGGTACCGCAAGAATAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCTAGCGTTGCTCGGAATCACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGGTTTCTAAGTCAGAGGTGAAAGCCTGGAGCTCAACTCCAGAACTGCCTTTGATACTGGAAGTCTTGAGTATGGCAGAGGTGAGTGGAACTGCGAGTGTAGAGGTGAAATTCGTAGATATTCGCAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGGCCATTACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAATGCCAGCCGTTAGTGGGTTTACTCACTAGTGGCGCAGCTAACGCTTTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGACGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATGTCCAGGACCGGTCGCAGAGACGTGACCTTCTCTTCGGAGCCTGGAGCACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCCGTCCTTAGTTGCTACCATTTAGTTGAGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAGCCGCGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTACGGGCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGGTGACAATGGGAAGCTAAGGGGCGACCCTTCGCAAATCTCAAAAAGCCGTCTCAGTTCGGATTGGGCTCTGCAACTCGAGCCCATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCAGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGCTTTACCTGAAGACGGTGCGCTAACCAGCAATGGAGGCAGCCGGCCACGGTAGGGTCAGCGACTGGGGTGAAGTCGTAACAA配列番号;2 配列の長さ;1298 配列の型;核酸 トポロジー;直鎖状 配列の種類;核酸 起源;16S rDNA 生物名;Rhodopseudomonas 株名; B株配列GAGTAACGCGTGGGAACGTACCTTTTGGTTCGGAACAACTGAGGGAAACTTCAGCTAATACCGGATAAGCCCTTACGGGGAAAGATTTATCGCCGAAAGATCGGCCCGCGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTTGTGCGGGAAGATAATGACGGTACCGCAAGAATAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCTAGCGTTGCTCGGAATCACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGGTTTCTAAGTCAGAGGTGAAAGCCTGGAGCTCAACTCCAGAACTGCCTTTGATACTGGAAGTCTTGAGTATGGCAGAGGTGAGTGGAACTGCGAGTGTAGAGGTGAAATTNGTAGATATTCGCAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGGCCATTACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAATGCCAGCCGTTAGTGGGTTTACTCACTAGTGGCGCAGCTAACGCTTTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGACGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATGTCCAGGACCGGTCGCAGAGACGTGACCTTCTCTTCGGAGCCTGGAGCACAGGTGCTGCATGGCNGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCCGTCCTTAGTTGCTACCATTTAGTTGAGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAGCCGCGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTACGGGCTGGGCTACCAGCTGCTACAATGGCGGTGACAATGGGAAGCTAAGGGGCGACCCTTCGCAAATCTCAAAAAGCCGTCTCAGTTCGGATTGGGCTCTGCAACTCGAGCCCATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCAGCATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGCTTTACCTGAAGACGGTGCGCTAACCAGCpH8〜10の条件下で最大増殖速度を有する耐アルカリ性光合成細菌Rhodopseudomonas。耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレン、リオコピンを有する光合成細菌Rhodopseudomos A株(受託番号FERM P−19432)。耐アルカリ性でバクテリアクロロフィルa、ノイロスポレンを有する光合成細菌Rhodopseudomos B株(受託番号FERM P−19431)。配列番号1記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomos A株。配列番号2記載の16s rDNA分子を有する光合成細菌Rhodopseudomos B株。


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