(57)【要約】【課題】淡水魚及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。【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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】
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【００１３】
【表２】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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】
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【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月9日(2003.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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２に、アンモニア無機培地の組成の１例を表１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。