JP2004081109A - 浄化用放線菌 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】淡水中及び海水中において、アンモニア資化能及び亜硝酸酸化能を有するゴードニア属の新しい放線菌を見出し、該菌により淡水中及び海水中のアンモニア及び亜硝酸を浄化する方法である。
【選択図】図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、淡水中および海水中において、アンモニア資化能および亜硝酸酸化能を有するゴードニア属(Gordonia属)放線菌並びに該放線菌による淡水および海水の浄化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、養殖魚の飼育水の浄化は、主としてアンモニア酸化細菌および亜硝酸酸化細菌による微生物学的な方法により行われてきたが、海水魚の養殖においては飼育水が海水のため、海水中でも生育可能な硝化細菌が求められてきた。そのため、淡水中で硝化作用を有する硝化細菌を海水で馴養し、海水中でも硝化作用を維持するように努めたり、海洋より硝化作用を有する細菌を採取するなどの努力が払われてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従って、淡水魚の飼育水および海水魚の飼育水を効率的に浄化する微生物を見出し、養殖魚の飼育水を効率的に浄化することが、養魚業界において強く求められてきた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、海水性アンモニア酸化細菌および海水性亜硝酸酸化細菌などについて、鋭意検討を重ねた結果、新しい放線菌を見出すに至った。すなわち、淡水中および海水中において、アンモニア資化能および亜硝酸酸化能を有することを特徴とするゴードニア属(Gordonia属)放線菌であって、ゴードニア属放線菌が、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)であることが特に好ましい。
【0005】
本発明の第二は、アンモニアをゴードニア属放線菌により資化することを特徴とする淡水および海水の浄化方法であって、ゴードニア属放線菌が、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)であることが特に好ましく、アンモニアをゴードニア属放線菌により資化する際に、グルコースを淡水または海水に添加することが好ましく、グルコースを淡水または海水に10〜100ppm添加することが特に好ましい。
【0006】
本発明の第三は、亜硝酸をゴードニア属放線菌により酸化することを特徴とする淡水または海水の浄化方法であって、ゴードニア属放線菌が、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)であることが特に好ましい。
【0007】
本発明の第四は、アンモニアおよび亜硝酸をゴードニア属放線菌により減少させることを特徴とする淡水または海水の浄化方法であって、ゴードニア属放線菌が、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)であることが特に好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】
ゴードニア属(Gordonia属)放線菌とは、従来ロドコッカス属(Rhodococcus属)といわれていた細菌の一部であって、放線菌に分類されたものである。すなわち、桿状のグラム陰性菌であって、鞭毛により運動性を有し、カロチノイドを含有している。
【0009】
本発明にいうGordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)は、大阪府岬町し尿処理センターの返送汚泥を採取し、海水にて馴養した海水性硝化汚泥より分離したグラム陰性の放線菌であって、亜硝酸酸化無機培地(独立栄養培地)、アンモニア酸化無機培地(独立栄養培地)および有機培地(従属栄養培地)のいずれにも生育するので、通性化学合成独立栄養細菌ということがいえる。以下に本菌の菌学的な性質を記載する。
【0010】
(1)形態的性質
グラム陰性であり、長さ約2〜3μm、幅約0.5μmの桿菌である。運動性を有し、鞭毛は周毛である。コロニー色はゴードニア属放線菌によく見られる赤橙色(pale yellow−green)である。コロニー形状は円形で高く盛り上がり(pulvinate circular colony)、コロニー縁部はきれいに縁取られており、鞭毛運動による広がりの弱いことが示唆される。
【0011】
(2)培養的性質
亜硝酸無機培地(独立栄養培地)、アンモニア無機培地(独立栄養培地)および有機培地(従属栄養培地)のいずれにも生育する。亜硝酸無機培地の組成の1例を表1に、アンモニア無機培地の組成の1例を表2に示した。イースト・麦芽寒天培地(ISP 培地 No.2)での生育は良好であるが、菌糸形成および拡散性色素生成はなかった。オートミール寒天培地(ISP 培地 No.3)、スターチ無機塩寒天培地(ISP 培地 No.4)およびグリセリン・アスパラギン寒天培地(ISP 培地 No.5)では生育しなかった。また、淡水および海水のいずれでも生育可能であり、暗室においても培養が可能である。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】
(3)生理学的性質
生育温度範囲は、18〜35℃であって、ペプトン・イースト・鉄寒天培地(ISP 培地 No.6)でのメラニン様色素の生成は無かったが、アスタキサンチンおよびカンタキサンチンを生産することはできる。炭素源の利用性は、表3に示したとおりである。
【0015】
【表3】
【0016】
(4)化学分類学的性質
単一炭素源としての基質資化性の判定を米国バイオログ社(Biolog社)のGN Microplateにより、95種類の単一炭素源について調べた結果、Tween20、Tween40および臭化コハク酸を単一炭素源として資化することがわかった。Tween20およびTween40は、エステラーゼが作用するものと考えられる。他の基質については、複数の基質の組合せ、あるいはビタミンなどの補助栄養が必要であるものと思われる。また、全脂肪酸の組成分析を米国MIDI社の標準法により行った。その結果は表4に示したとおりであって、ゴードニア属を含むノカルディア(Nocardia)属目の放線菌に分類されることが示唆されている。また、表4よりGordonia sp.KANMONKAI−1129(FERM P−18969)のリン脂質脂肪酸には16:0パルミチン酸と18:1ω9cオレイン酸が共に約30%と多いことがわかる。なお、表4においては、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)はサンプル名として UN−HSU1(NIO−3 #3)で表示されている。
【0017】
【表4】
【0018】
(5)特徴付ける性質
微生物の分類・同定に汎用される16S rRNA遺伝子の塩基配列を遺伝子ほぼ全長の1517塩基について解析し、その結果を配列表に示した。この配列表をもとに、系統樹を作成し、表5に示した。なお、表5においては、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)はサンプル名として C11953−NIO−3で表示されている。
【0019】
【表5】
【0020】
本発明にいう淡水中および海水中においてとは、食塩分を溶存していない淡水から食塩分を溶存している海水までの食塩濃度を有している水中にある状態をいい、具体的にはアユ、コイ、キンギョなどの養殖に用いた飼育水およびタイ、ヒラメ、フグなどの養殖に用いた飼育水の中に溶存している状態をいう。
【0021】
本発明にいう資化能とは、淡水中および海水中にあるアンモニアを資化する能力をいい、本発明の放線菌により淡水中および海水中にあるアンモニアを減少させることを意味する。
【0022】
本発明にいう硝化能とは、淡水中および海水中にある亜硝酸を酸化する能力をいい、本発明の放線菌により淡水中および海水中にある亜硝酸を減少させることを意味する。
【0023】
本発明にいう淡水および海水の浄化方法とは、淡水中および海水中のアンモニアおよび亜硝酸を減少させることにより、淡水および海水を浄化する方法をいう。
【0024】
【実施例】
次に実施例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨はこれに限定されるものではない。
【0025】
(実施例1)
50L容の培養槽に養殖を開始して2日目以降のアユの飼育水40Lを入れ、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)を 5000mg/L になるように培養槽に投入し、通気培養を行った。培養10日後までアンモニア(NH4−N)の濃度を測定し、その結果を表6および図1に示した。表6からわかるように、飼育水中のアンモニアは資化され、10日後には当初の約26%にまで低下した。
【0026】
【表6】
【0027】
(実施例2)
50L容の培養槽に養殖を開始して2日目以降のヒラメの飼育水40Lを入れ、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)を 5000mg/L になるように培養槽に投入し、通気培養を行った。培養10日後までアンモニア(NH4−N)の濃度を測定し、その結果を表7および図2に示した。表7からわかるように、飼育水中のアンモニアは資化され、10日後には当初の約37%にまで低下した。
【0028】
【表7】
【0029】
(実施例3)
50L容の培養槽に養殖を開始して2日目以降のアユの飼育水40Lを入れ、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)を 5000mg/L になるように培養槽に投入し、通気培養を行った。培養10日後まで亜硝酸(NO2−N)の濃度を測定し、その結果を表8および図3に示した。表8からわかるように、飼育水中の亜硝酸は酸化され、10日後には当初の約34%にまで低下した。
【0030】
【表8】
【0031】
(実施例4)
50L容の培養槽に養殖を開始して2日目以降のヒラメの飼育水40Lを入れ、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)を 5000mg/L になるように培養槽に投入し、通気培養を行った。培養10日後まで亜硝酸(NO2−N)の濃度を測定し、その結果を表9および図4に示した。表9からわかるように、飼育水中の亜硝酸は酸化され、10日後には当初の約27%にまで低下した。
【0032】
【表9】
【0033】
(実施例5)
50L容の培養槽に養殖を開始して2日目以降のタイの飼育水40Lを入れ、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)を 5000mg/L になるように培養槽に投入し、通気培養を行った。培養8日後までアンモニア(NH4−N)、亜硝酸(NO2−N)および硝酸(NO3−N)の濃度を測定し、その結果を表10および図5に示した。表10からわかるように、飼育水中のアンモニアは資化され、8日後には検出されなかったが、亜硝酸は酸化されたものの、汚染菌によりアンモニアが酸化され、8日後には当初の約3倍になった。しかし、硝酸も増加し、8日後には約50%増加した。
【0034】
【表10】
【0035】
【発明の効果】
養殖により魚を飼育する場合、その飼育水はBODが高いため、そのまま排水することはできず、その処理が問題となっている。しかも、養殖はアユ、コイ、キンギョなどのように淡水中で行うもの、またはタイ、ヒラメ、フグなどのように海水中で行うものなど種々である。
【0036】
本発明の放線菌は、淡水中においても、海水中においてもNH4−Nを資化することによって、飼育水中のアンモニア(NH4−N)の濃度を減少させるとともに、NO2−Nを酸化することによって、亜硝酸(NO2−N)の濃度を減少させることができるので、排水の浄化には非常に有用である。
【0037】
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】淡水中のNH4−Nの変化のグラフ
【図2】海水中のNH4−Nの変化のグラフ
【図3】淡水中のNO2−Nの変化のグラフ
【図4】海水中のNO2−Nの変化のグラフ
【図5】海水中のNH4−N,NO2−N及びNO3−Nの変化のグラフ
Claims (8)
- 淡水中および海水中において、アンモニア資化能および亜硝酸酸化能を有することを特徴とするゴードニア属(Gordonia属)放線菌。
- 前記ゴードニア属放線菌が、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)であることを特徴とする請求項1に記載のゴードニア属放線菌。
- アンモニアをゴードニア属放線菌により資化することを特徴とする淡水または海水の浄化方法。
- アンモニアをゴードニア属放線菌により資化する際に、グルコースを淡水または海水に添加することを特徴とする請求項3に記載の淡水または海水の浄化方法。
- アンモニアをゴードニア属放線菌により資化する際に、グルコースを淡水または海水に10〜100ppm添加することを特徴とする請求項3または4に記載の淡水または海水の浄化方法。
- 亜硝酸をゴードニア属放線菌により酸化することを特徴とする淡水または海水の浄化方法。
- アンモニアおよび亜硝酸をゴードニア属放線菌により減少させることを特徴とする淡水または海水の浄化方法。
- 前記ゴードニア属放線菌が、Gordonia sp. KANMONKAI−1129(FERM P−18969)であることを特徴とする請求項6または7に記載の淡水または海水の浄化方法。
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