JP2010187576A - プライマー、プライマーセット、プローブ、チオシアン分解細菌定量方法、ならびに、生物処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】チオシアン分解細菌の検出または定量のためのPCRに用いられ、フォワードプライマーとリバースプライマーとを含んでおり、前記フォワードプライマーとして、特定の配列からなる塩基配列を有しているプライマーが用いられており、前記リバースプライマーとして、前期特定の配列とは異なる特定の配列からなる塩基配列を有しているプライマーが用いられているプライマーセット。
【選択図】図1
Description
したがって、PCRやFISH法によるチオシアン分解細菌の定量方法も汎用性を有していないという問題を有している。
さらには、チオシアン分解細菌によるチオシアンの分解が行われる生物処理方法においては、処理水の水質を予測することが困難で一定以上の水質を維持させることが困難であるという問題がある。
また、本発明は、チオシアン分解細菌の検出や定量のためのPCRに適したプライマーセット、PCRプローブの提供を課題としている。
また、本発明は、チオシアン分解細菌の検出や定量のためのFISH法に適したFISHプローブの提供を課題としている。
また、本発明は、チオシアン分解細菌の汎用的な定量方法の提供を課題としている。
さらには、本発明は、チオシアン分解細菌によるチオシアンの分解が行われる生物処理方法において、処理水の水質が一定以上に維持された生物処理を容易に実施させ得る生物処理方法の提供を課題としている。
本発明によれば、チオシアン分解細菌の検出または定量のためのリアルタイムPCRに適し、前記プライマーセットの存在下で用いられるPCRプローブを提供し得る。
また、本発明によれば、チオシアン分解細菌の検出や定量のためのFISH法に適したFISHプローブを提供し得る。
本発明によれば、PCR又はFISH法によるチオシアン分解細菌の定量方法の汎用性を向上させ得る。
さらには、チオシアン分解細菌によりチオシアンを分解する生物処理が実施される生物処理方法において、処理水の水質が一定以上に維持された生物処理を容易に実施させ得る。
また、前記混合相が形成されている生物処理槽の槽内水を定期的にサンプリングして、該サンプリングされた槽内水中のチオシアン含有量、溶存酸素量を測定するとともに、チオシアン分解細菌の定量を実施して得られた測定結果を生物処理槽の運転条件などにフィードバックさせて、例えば、生物処理槽の槽内温度、汚泥の引抜き条件、汚泥返送条件などを調整する。
本実施形態の生物処理方法は、後述するPCR又はFISH法によりチオシアン分解細菌の定量を簡便且つ比較的短時間に行い得ることから、上記のようなチオシアン分解細菌の定量を実施して得られた測定結果のフィードバックを容易に実施させることができ、生物処理槽から排出される処理水の水質を一定以上に維持させることを容易に実施させ得る。
また、前記リアルタイムPCRは、例えば、Applied Biosystems 7300(アプライドバイオシステムズジャパン株式会社製)などのリアルタイムPCR装置を使用して実施することができる。
前記プライマーセットを用いることにより、scnC遺伝子(参考データベース:http://www.ncbi.nml.gov/)との相同性の高いDNAの増幅を他の遺伝子の非特異的な増幅を抑制しつつPCRを実施させることができ好適である。
前記リアルタイムPCRにおいて前記PCRプローブを用いることにより、リアルタイムPCRにおけるチオシアン分解細菌の経時的な定量がより精度の高いものとなり得るという利点がある。
PCRプローブとしてのscnCTt1Taq(配列番号3:5’−CGAACTGGCCATCGAAAAAGGCC−3’)(参考データベース:http://www.ncbi.nml.gov/)においては、5’サイトが蛍光化合物で標識され、3’サイトがクエンチング効果を有する化合物で標識されていることが好ましい。
データベース(http://www.ncbi.nml.gov/)に登録されているチオシアン分解酵素であるthiocyanate hydrolase(チオシアン加水分解酵素)をコードする遺伝子(scnC)を基に、プライマー及びプローブ設計用のソフトウェアを利用して、表1に示すリアルタイムPCR用のプライマー及びプローブを設計した。そして、設計したプライマー及びプローブをDNA合成機によって合成した。
コークス排水処理設備の生物処理槽から活性汚泥を採取し、FastDNA SPIN kit for Soil(Qbiogene社製)を用いDNAを精製した。
なお、このDNAの精製は、製造業者の推奨する方法に従って実施した。
なお、アガロースゲル電気泳動によって、約50bpのPCR産物が増幅していることを確認した。
なお、増幅産物の精製ならびにクローニングの方法は、各製造業者の推奨する方法に従って実施した。
このプラスミドを鋳型にしてBigDye Terminator v1.1 Cycle Sequencing Kit(アプライドバイオシステムズジャパン株式会社製)を用いてPCR増幅産物のDNA配列を決定した。
なお、この組み換えプラスミドの精製ならびにDNA配列の決定については、各製造業者の推奨する方法に従って実施した。
これらの12個のクローンの中から、Thiobacillus thioparusのscnC遺伝子と100%の相同性を示すクローン(表2のNo.4)を選択し、これをリアルタイムPCR用のスタンダードとして使用した。
上記1)で精製したDNAを鋳型にして、フォアワードプライマーとしてscnCTt1F(配列番号1:5’−GGAAGTCAGCGATTTCGAGATT−3’)(参考データベース:http://www.ncbi.nml.gov/)、リバースプライマーとして上記scnCTt1R(配列番号2:5’−TCCACACGCGGTGGTCTT−3’)(参考データベース:http://www.ncbi.nml.gov/)、TaqManプローブとしてscnCTt1Taq(配列番号3:5’−CGAACTGGCCATCGAAAAAGGCC−3’ 5’サイトをFAM、3’サイトをTAMRAで標識したもの)、および、TaqMan Universal PCR Master Mix(アプライドバイオシステムズジャパン株式会社製)を含む反応液を用いて、PCRの条件検討を行った。
その結果、表3に示す条件で効率よくPCRを行うことができた。
また、図2に1.28×101、6.4×101,3.2×102,1.6×103,8.0×103および4.0×104 copies/reactionのスタンダードサンプルを用いて作成した検量線を示す。R2値は0.9988、スロープは−3.34、増幅効率は99.3%となり、良好な結果が得られた。
コークス排水処理設備から活性汚泥を採取し、上記1)と同様の方法で活性汚泥からDNAを精製した。このDNAを鋳型にして表3に示す条件でリアルタイムPCRを行い、チオシアン分解細菌の存在数量を求めた。
検量線の作成には1.28×101、6.4×101、3.2×102、1.6×103、8.0×103、および4.0×104 copies/reactionのスタンダードサンプルを用いた。
表4にコークス排水処理設備の活性汚泥に存在する、Thiobacillus thioparus(チオシアン分解細菌)数、すなわちscnC遺伝子のコピー数をリアルタイムPCRで定量した結果を示す。
Claims (10)
- チオシアン分解細菌の検出または定量のためのPCRに用いられ、配列番号:1に記載の塩基配列を有していることを特徴とするプライマー。
- チオシアン分解細菌の検出または定量のためのPCRに用いられ、配列番号:2に記載の塩基配列を有していることを特徴とするプライマー。
- チオシアン分解細菌の検出または定量のためのPCRに用いられ、フォワードプライマーとリバースプライマーとを含んでおり、前記フォワードプライマーとして、配列番号:1に記載の塩基配列を有しているプライマーが用いられており、前記リバースプライマーとして、配列番号:2に記載の塩基配列を有しているプライマーが用いられていることを特徴とするプライマーセット。
- 請求項3に記載されたプライマーセットの存在下で用いられ、チオシアン分解細菌の検出または定量のためのリアルタイムPCRに用いられ、配列番号:3に記載の塩基配列を有していることを特徴とするPCRプローブ。
- チオシアン分解細菌の検出または定量のためのFISH法(Fluorescence In Situ Hybridization)に用いられ、配列番号:1に記載の塩基配列、配列番号:2に記載の塩基配列、又は配列番号:3に記載の塩基配列のいずれか1種を有していることを特徴とするFISHプローブ。
- 配列番号:1に記載の塩基配列を有しているプライマーと配列番号:2に記載の塩基配列を有しているプライマーとを用いたPCRによってチオシアン分解細菌の定量を実施することを特徴とするチオシアン分解細菌定量方法。
- 配列番号:3に記載の塩基配列を有しているPCRプローブをさらに用いることを特徴とする請求項6記載のチオシアン分解細菌定量方法。
- 配列番号:1に記載の塩基配列を有しているFISHプローブ、配列番号:2に記載の塩基配列を有しているFISHプローブ、及び配列番号:3に記載の塩基配列を有しているFISHプローブのうちの少なくとも1種を用いたFISH法(Fluorescence In Situ Hybridization)によってチオシアン分解細菌の定量を実施することを特徴とするチオシアン分解細菌定量方法。
- チオシアンを含有する被処理水とチオシアン分解細菌とを含む混合相を槽内に形成させて前記チオシアン分解細菌により前記チオシアンを分解する生物処理を前記槽内で実施する生物処理方法であって、
配列番号:1に記載の塩基配列を有しているプライマーと配列番号:2に記載の塩基配列を有しているプライマーとを用いたPCRによって前記チオシアン分解細菌の定量を実施しつつ生物処理を実施することを特徴とする生物処理方法。 - チオシアンを含有する被処理水とチオシアン分解細菌とを含む混合相を槽内に形成させて前記チオシアン分解細菌により前記チオシアンを分解する生物処理を前記槽内で実施する生物処理方法であって、
配列番号:1に記載の塩基配列を有しているFISHプローブ、配列番号:2に記載の塩基配列を有しているFISHプローブ、及び配列番号:3に記載の塩基配列を有しているFISHプローブのうちの少なくとも1種を用いたFISH法(Fluorescence In Situ Hybridization)によって前記チオシアン分解細菌の定量を実施しつつ生物処理を実施することを特徴とする生物処理方法。
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