Evidence for the Contribution of Ciliates to Denitrification in a Eutrophic Lake #学ぶ

ハイブリッドリアクターにおけるバイオフィルムと活性汚泥の微生物群集の組成と発達を比較した研究をまとめたものです。

主な内容は以下の通りです。

研究目的: ハイブリッドリアクター（IFAS-MBSBBR）におけるバイオフィルムと活性汚泥の細菌群集の組成と発達を比較し、特に窒素とリン除去におけるそれぞれの役割と、微生物間の相互作用を明らかにすること。

方法: 16S rRNAシーケンスを用いて細菌群集の組成を分析し、アルファ多様性、ベータ多様性、およびネットワーク分析を用いて統計的に解析しました。

主な結果:

多様性: バイオフィルムの細菌群集は、活性汚泥よりも豊かで多様でした（OTU数、Chao1指数、Shannon指数が有意に高かった）。

優勢な門: 両方の環境でProteobacteriaとBacteroidotaが最も優勢な門でしたが、バイオフィルムではChloroflexi、Acidobacteriota、Nitrospirotaが、活性汚泥ではActinobacteriotaとPatescibacteriaが特徴的でした。

群集の安定性: バイオフィルムの群集は、活性汚泥の群集よりも環境条件の変化（曝気戦略など）に対して耐性があることが示唆されました。

機能性: バイオフィルムは、硝化細菌（例：Nitrosomonas、Nitrospira）やリン蓄積生物（Candidatus Accumulibacter）の増殖により適した環境でした。また、バイオフィルムネットワークでは、窒素およびリン除去効率との関連性がより多く見られました。

微生物間の相互作用: バイオフィルムの細菌は活性汚泥の細菌よりも互いに密接に相互作用していることが、ネットワーク分析で示されました。

キーとなる分類群: バイオフィルムではParacoccus、Phaeodactylibacter、Pseudoxanthomonas、活性汚泥ではDongia、Diaphorobacter、Rhizorhapisが中心的な役割を果たす分類群として同定されました。

結論: バイオフィルムと活性汚泥の微生物群集は構造が異なり、バイオフィルムは細菌組成がより多様で、窒素およびリン除去に重要な役割を果たす可能性が示唆されました。また、低存在量の細菌でも群集内で重要な役割を果たす可能性があることが示されました。