Name: 農業で使用する生分解性プラスチックマルチフィルムを分解するための可能性を持つネイティブ土壌微生物の分離 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 38 s
Description: 学ぶ 土壌微生物の分離と培養法を用いて、農業用生分解性プラスチックマルチフィルムを分解するネイティブ土壌真菌と細菌の定着メカニズムを解明する。走査型電子顕微鏡とゲル浸透クロマトグラフィーで結果を検証する。

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博士スティーブン市会議員、デビッド葉、そしてエリンマクリーは感謝して顕微鏡で助けを認められている。この研究はNIFA特殊作物研究イニシアティブ、USDA SCRI-SREPグラント賞2009から02484番からの助成金で賄われました。ブリアナKinash、ケビンキンロック、ミーガンレオンハルトジョセフ·マッカラム、マリアMcSharryとニコールSallee、優れた技術支援と思いやりの議論を提供した。

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著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

本明細書に記載された手順は、土壌から電位BDMのdegradersを単離するための第一パスの技法を表し、正常7ヶ月間土壌中に埋設BDMSから菌類を分離するために使用された。同じタイプの新鮮なBDM材に再接種時菌類は孤立菌類が本当に植民あったことを示す、とフィルムは真菌の増殖を阻害するではなかったこと、成長した。プラスチック分解菌や細菌の単離は、潜在的にプラスチックが分解する必要がある土壌や堆肥の改正のために、個別に、または組み合わせで、その使用につながる可能性があります。 母国土壌環境において、微生物種は単独では存在しません。プラスチックdegradersも貧栄養生物がBDMSに成長が、他の炭素及びエネルギー源を使用して、これらの反抗栄養源の植民地化のキーストーン種である可能性があります。 in vitroで BDM劣化を評価しますが、より良い本物の土壌microbiを模倣するための努力でアルコミュニティ、本明細書に記載された方法は、真菌や細菌の接種ではなく、純粋分離株よりも、混合物のテストのために変更することができた。 <p class="jove_co...

内訳は、製品の寿命及び耐久性を短縮するため、劣化が歴史的に、プラスチックポリマーの望ましくない属性と考えられてきた。最近では、自然環境1,2,3で廃プラスチックによって提示された環境問題への意識は、生分解性プラスチックを従来のプラスチック材料に魅力的な代替手段を行っている。分解は、（構造的変化、断片化、および分子量の低下、整合性、および強度4,5として定義される）の両方の非生物的プロセス（熱応力、光酸化、加水分解、浸食、機械的ストレス）を含む一連の出来事、を介して行われると生物学的分解6。非生物的プロセスは断片サイズやプラスチックの特性を変えることができるが、微生物は水と二酸化炭素（好気条件での）および/またはメタン（嫌気条件下）への最終的な鉱化に必要とされる。 のための実質的なニッチ生分解性プラスチックは、プラスチックmulchesが土壌水分を保持するために、土壌温度7,8を高めるために、雑草の成長を防止するために使用される農業に存在する。米国だけで数千エーカーの何百もの生分解性プラスチックで構成mulches含むプラスチックmulches 9、で覆われている。作物の生育期に続いて、生分解性mulches（BDMS）を処分するためのオプションは、埋立処分、エネルギー回収10焼却、堆肥化を経由して劣化、または耕作11後の土壌中での劣化があります。これらのうち、少なくとも労働集約的な運命が土壌にBDMSを耕しているが、春の耕作と作付け時に効率的な劣化や石灰化することなく、非作物ヶ月（一般的には冬に）中に、プラスチックの断片が残っている可能性があり、農業機器に干渉し、彼らはかなり野生動物、植物、そして微生物1,2,3,10に影響を及ぼす環境中に残留。 <p claSS = &quot;jove_content&quot;&gt;農業用マルチフィルムを含む多くのプラスチック製品は、ラベルの練習で、 &quot;生分解性&quot;や &quot;堆肥&quot;、劣化や石灰を受けるには、土壌の分解のためにあまりにも非効率的な、および/またはあまりに不完全かもしれない負担が、これらの製品の廃棄のための実行可能な代案。例えば、オキソ生分解性ポリエチレンは、堆肥の温度は25℃で12だったときに℃の堆肥、及び鉱化作用の半分以下の量が発生した58に風化の1年3その後の数ヶ月後にのみ12.4％の石灰化を達成しました。冬には、ほとんどの場所で土壌温度は少ない鉱、おそらくさらに低い微生物の活性が生じ、その結果、これらの温度のいずれよりも低くなる。分解速度を遅くすることに加えて、 &quot;生分解性&quot;という用語の誤用は、農業を含め消費者が13,14によってこれらの製品への不信感につながっている。生分解が変換である二酸化炭素（及び/又はメタン）と微生物4天然由来による水14へのポリマー。そのため、生分解を化学測定されなければならない;基板と微生物の物理的会合は、その材料の微生物分解を意味するものではありません。 農業におけるBDMSの持続可能な利用を検討するための努力の一環として、本研究では、植民地化と市販BDMSを低下農業の土壌に自生する微生物の発見に焦点を当てた。標準的な試験方法は、化学的に非生物的および生物学的手段15,16,17による生分解性プラスチックの分解を測定するために公開されている。しかし、これらの方法は、個々の微生物の種によるプラスチックの劣化に対処する、またはそれらの単離のための方法を提供しない。方法論は、ここより密接に真菌の胞子を持つ検体を接種した後、微生物の分解への抵抗のためにプラスチックを評価するために設計された標準的な方法に似ている18,19。 プラスチックの製剤は公知であり、原料のソースが利用される場合、粉末状プラスチックをクリアゾーン13の可視化により決定寒天ベースのメディアおよび分解中に懸濁させることができる。この方法は、ポリウレタン20、ポリ（ブチレンサクシネートアジペート- コ - ）21、及びポリ（乳酸）22のようなポリマーを分解する微生物を同定するために以前に使用されている。同様の方法は、プラスチックが唯一の炭素源20,23である液体媒体中に純粋なプラスチック粉末を懸濁さ含む。これらの方法は定義されたシステムの利点を有するが、それらは不十分BDMS の in situ分解に模倣する。 BDMS、土壌マトリックス全体に小さな粒子に分散させ、むしろ、フィルムとして販売され、使用されないため、まず、表面積が異なって分配される。第二に、BDMSの化学的構成は純粋なポリマーとは異なります。 BDMSは一般的にそのような添加剤を含んでい充填剤、可塑剤、及び着色剤、及びこれらの添加剤は、それにより微生物の増殖や、石灰化の速度に影響を及ぼすことがある。本研究では一定の商業膜の組成は、そのフィールドレディ形で独自、プラスチックフィルムであったため、この理由のため、および真菌や細菌を単離するために用いた。簡単にするために、以下の方法がどこに細菌の単離のための適切な修正が指摘して、真菌に対してのみ記述されている。 土壌内の1つの冬のために最近の研究24では、3市販BDMS一実験映画は、一生育期のために、米国の三つの異なる地域での農業のサイトで使用され、その後メッシュ（250ミクロン）の袋に入れて、埋められた同サイトで。 250ミクロンメッシュ開口部は根とほとんどの土壌動物相を除き、土壌侵食25,26を最小限に抑えながら、菌糸が浸透することができます。ナイロン材料は、土壌中の袋の劣化を防止する。掘削、Fに続いてungal分離株はBDM片から回収し、寒天とプレ消毒された新しい、未使用のBDMフィルム5cmの×5センチ、表面消毒広場を除く炭素源なしで最少培地上での増殖のために評価した。フィルムとして使用されるほとんどのプラスチックは、整合性を損なうことなくオートクレーブすることができませんので、UV光は、プラスチック上に存在する任意の微生物細胞を殺すために使用されていました。 ISO 846 19は、70％エタノールとその後の乾燥で表面disinfestingお勧めしますが、この方法を使用する場合は、1は、フィルムのない成分又は添加物に悪影響をエタノールの影響を受けていないことを確認する必要があります。 BDMSはおそらく日光に耐えるように製造されるので、UVは、除染方法として選択した。 一人で最少培地上でより良いBDM作品に育った株は、さらなる研究のために選択した。それは、典型的には農園医学的にないことにより、代謝的に利用されないため、寒天、海藻によって生成された多糖は、微生物のメディアを固化するために使用されるできる微生物はいますが、寒天加水分解酵素は、土壌28から単離された海洋細菌27と寒天分解細菌から単離されている。 BDMポリマーおよび寒天は、潜在的な栄養源として、これらのポリマーが含まれている環境で進化していない土壌菌によって分泌酵素の珍しい基質であることが期待が、両方の基質は（ ステップ7）明細書に記載のプレートバイオアッセイに存在している両方。炭素源としてBDMSではなく、寒天を使用する真菌BDM膜（実験））寒天培地（陰性対照）、 二除いi）を添加しない炭素源を含む寒天固化媒体上に成長を比較することによってのみ、寒天を使用する真菌から区別することができる及びiii）グルコース（陽性対照）。すべての分離株の成長が最少培地に加えてグルコースに期待されている菌類に起因しないグルコース含有プレートは、実​​験に使用される特定の最少培地上で成長することができないかもしれません。ポテンショアルBDM degradersは寒天固化最少培地+、彼らは一人で寒天固化最小培地で生育よりも良いBDMフィルム上に成長する必要があります。最小培地プレート上で生育菌類は寒天degradersまたはoligotrophsであり、またバイオアッセイプレートではなく、フィルム自身（彼らは偶然にもBDMポリマーを分解する場合を除きます）にBDMフィルムに関連付け寒天上に成長すると予想されます。 BDMSの寒天としないの利用に起因する微生物の成長を見ての可能性を排除するために、我々は、定義されたブロス培地（ ステップ9）バイオアッセイと寒天プレート上BDM植民地化のために我々の最初のアッセイを追った。 BDM片バイオアッセイチューブにのみ知られている炭素源を表した。 最初のスクリーニングの後、および分離株のグリセロールストックを復活時には、いくつかの既知の炭素源を含まない液体培地中で定義されて乏しいが、目に見える菌糸を形成した。これらの結果は、取得された単離物のいくつかはoligotであることが示唆されたrophs -炭素、窒素、水環境や大気29,30,31における揮発として存在するのいずれかで溶解し、他の栄養素の非常に少量を捕捉することによって成長する生物。 18SリボソームDNA分析を通じて種の同定には、以前に栄養不良32を示すことが報告された真菌属にマッチした分離株の多くは、このビューをサポートしていました。一般的に腐生ですOligotrophsは、環境30の範囲内の基質利用のための代謝機能の広い範囲を必要とする。したがって、BDMS（おそらく珍しい酵素の機能を必要とする）から、我々は孤立した同菌は貧栄養の能力を実証し、そのような空気中の指紋、ほこり、または微量揮発から皮脂などの微量汚染物質で成長することができたことは驚くべきことではない。 oligotrophsの分離のために、我々は一人でBDM表面にその成長がBDMの内訳を推測するために使用することができなかったと結論付けた。本明細書に記載の方法は、SCへの取り組みを反映している説明善意の BDMの故障のための農業の土壌からREENネイティブBDMの植民。

<table><tbody><tr><td>ポテトデキストロース寒天ベ</td><td>クトンディキンソン</td><td>8X05491</td><td></td></tr>寒<tr><td>天</td><td>フィッシャーBP</td><td>1423-2</td><td></td></tr>クロ<tr><td>ラムフェニコール</td><td>アクロス有機物</td><td>200-287-4</td><td></td></tr><tr><td>グルタルアルデヒド</td><td>エレクトン顕微鏡科学</td><td>16216-10</td><td>有毒</td></tr><tr><td>なモレキュラーシーブ</td><td>フィッシャーM-8892</td><td></td><td></td></tr><tr><td>エタノール</td><td>Pharmco-Aaper</td><td>E200</td><td></td></tr><tr><td>Contrex</td><td>Decon Labs, Inc. (英語)</td>緩衝材および媒体のための<td>5204</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm M</td><td>Pechineyのプラスチック包装</td><td>S37440</td><td></td></tr><tr><td>ミネラル塩</td><td>さまざまな</td><td></td><td>さまざまなベンダーはこれらの試薬を販売します</td></tr></tbody></table>

農業で使用する生分解性プラスチックマルチフィルムを分解するための可能性を持つネイティブ土壌微生物の分離

Isolation of Native Soil Microorganisms with Potential for Breaking Down Biodegradable Plastic Mulch Films Used in Agriculture

市販の生分解性マルチ（BDM）フィルムを植民地化し、農業の土壌に自生する菌類を分離し、プラスチックを分解する可能性について評価した。典型的には、プラスチックの製剤は公知であり、原料の供給源が利用可能である場合には、粉末状のプラスチックがクリアゾーンの視覚化によって決定される寒天ベースのメ​​ディアおよび分解中に懸濁させることができる。しかし、このアプローチでは不十分BDMS の in situ分解に模倣している。まず、BDMS、土壌マトリックス全体に小さな粒子として分散されていない。次に、BDMSは、純粋なポリマーとしてではなく、微生物の増殖に影響を及ぼす可能性の添加剤（ 例えば充填剤、可塑剤および染料）を含有する膜として市販されていない。本明細書に記載した手順を土壌埋め込み型マルチフィルムから得られた単離に用いた。発掘BDMSから取得真菌分離株はない炭素源eを含まない規定培地の上に置いた新しい、消毒BDMSの部分に成長のために個別にテストされました寒天をxcept。 BDMS上に成長した単離物がさらにBDMSが追加された唯一の炭素源であっ液体培地において試験した。約10週間後、菌のコロニー形成とBDM劣化を走査型電子顕微鏡により評価した。分離株はリボソームRNA遺伝子配列の分析によって同定した。このレポートは、真菌単離するための方法が記載されているが、細菌は、細菌のための適切な媒体を置換することにより、これらの方法を用いて単離した。我々の方法論は、プラスチック原料が使用可能どちらか不明ではありませんそのため無傷プラスチックフィルムまたは製品の内訳を調査研究のために有用であることが分かるはずです。しかし我々のアプローチは、BDM劣化の速度を比較するための定量的な方法を提供していません。

最近の研究24では、4人は、 &quot;生分解性&quot;というラベルの付いた3市販BDMSそれぞれ、プラスの実験映画と従来のプラスチック制御、マウントバーノン、ワシントン州では、2010年の春にトマトの生産のための腐葉土として土の上に配置されたを複製ノックスヴィル、テネシー州、そしてラボック、テキサス州。 2010年秋には、BDMフィルム正方形は4反復のプロットで腐葉土を風化それぞれから切り取った、そしてネイティブ土壌マルチサンプルが切除されていたエリア直下から削除されました。それぞれがステップ1で説明したようにBDM正方形ナイロンメッシュバッグの内側に土の中に挟まれた風化。土壌専用コントロールも含まれていた。バッグは、同じプロットと以前に腐葉土に覆われた行の土壌の7.5センチメートル下に埋もれて、7ヵ月後の2011年春耕作、までの場所に残っていた。バッグはその後、シャベルとプロットから持ち上げジップロックのビニール袋に入れ、翌日配達のためにアイスパックで研究所に出荷されました。 &lt;Pクラス= &quot;jove_contentは&quot;&gt;ここでは...

&quot;生分解性&quot;というラベルの付いたプラスチックフィルムはmulchesとして農業用市販されている。耕作は、魅力的な処分方法を表しますが、フィールド条件下での劣化はあまり理解されています。本研究の目的は、フィールド埋葬後にプラスチックマルチフィルムを植民ネイティブ土壌菌類や細菌を単離する方法を開発することであった。

Fungi native to agricultural soils that colonized commercially available biodegradable mulch (BDM) films were isolated and assessed for potential to ...

本実験の全体的な目的は、生分解性マルチフィルムに定着し、それを分解する土壌真菌および細菌を分離することである。まず、生分解性マルチフィルムをメッシュバッグに入れ、土壌中で十分な期間インキュベートすることで、土壌固有の微生物による実質的な定着を促す。インキュベーション後、マルチフィルムを回収して希釈平板法を行うことにより、密接に関連する培養可能な微生物の各タイプについて、単一の分離コロニーを得ることができる。次に、分離した微生物を、滅菌済みの生分解性マルチの新しい表面、および炭素源を含むまたは含まないアガープレートに塗布します。増殖を比較するため、その後、液体培地で結果を確認します。走査型電子顕微鏡に基づいた結果により、特定の分離株によるコロニー形成および／または分解が示され、これはゲル浸透クロマトグラフィーによって検証可能です。未同定の真菌および細菌分離株の取り扱いは危険を伴う可能性があるため、本手順の実施中は、手袋の着用、培養管やシャーレの密封、バイオセーフティキャビネット内での作業など、常に十分な予防措置を講じてください。土壌中でマルチ片を培養し、テキストのプロトコルに従って培地および試薬を準備した後、マルチ片を汚染除去するために、新しいマルチ片を4.25 centimeter四方に切断します。プラスチック製などのオートクレーブ不可能なマルチ片で、オートクレーブ処理によって変質または劣化しない場合は、オートクレーブ滅菌を行ってください。テキストプロトコルに従ってバイオセーフティキャビネットを準備した後、除染済みのフード内にマルチ片を列状に配置し、UVライトの下で2時間インキュベートします。その際、清潔で滅菌済みのピンセットを使用し、新しく除染された表面の上に手や腕を置かないよう、前列から始めて後方に向かって作業してください。マルチ片を裏返し、除染済みの面を、UVライトにさらされており、かつ以前にマルチに接触していない清潔なエリアに向けて置きます。同様に前方向から後方に向かって作業し、各面を2時間ずつUV処理します。滅菌済みのピンセットを使用して、バイオセーフティキャビネットからマルチの断片を取り出し、ホイルで覆ったビーカーなどの滅菌済みの乾燥した蓋付き容器に入れます。これらを滅菌転送フード内の暗所で室温保存します。無菌操作を用いて、UV滅菌済みのマルチの断片をアガールプレートの表面に配置します。まず角の一つをそっと置き、残りの正方形部分がアガールに接するように転がしながら置きます。非水透過性フィルムの場合、疎水性プラスチックへの初期定着のための水および栄養源を確保するため、マルチ材の四隅に、溶融した半固形の最小培地を10 µLずつ4滴滴下します。マルチ材の表面に触れないようにしてください。ピペットチップを用いることで、滴下した培地はビーズ状に硬化します。蓋をしたプレートを室温で一晩直立させてインキュベートし、凝固させます。その後、プレートを寒天面を上にし、4 °Cの暗所で保存します。これでバイオアッセイに必要なすべての材料の準備が整い、土壌に埋設したマルチ材の破片から、マルチ分解能を持つ可能性のある真菌の分離を開始できる状態になります。土壌からメッシュバッグを掘り出し、バッグからマルチ片を取り出します。滅菌済みのスパチュラとピンセットを使用し、表面に付着している土壌を乱さないように、マルチ片から余分な土壌を慎重に取り除きます。BDMフィルムを1cm角に切り、0.5gの材料を回収します。各反復サンプルの移送において、0.5 gのマルチ片およびそれに付着した土壌を、9.5 mLのPBSを含む25 mLの培養チューブに入れます。土壌のみのコントロールチューブ、またはマルチが完全に分解したサンプルには、バイオフィルムを破壊し、マルチ片から細胞を遊離させるために、0.5 gの土壌を添加します。チューブを高速度で30秒間ボルテックスし、次にウォーターバスで10分間超音波処理を行い、再度ボルテックスします。これにより、マルチ片に付着していた微生物細胞の均一な懸濁液が得られます。サンプルの段階希釈を行うため、1本の培養チューブに4.5 mLの滅菌PBSを用意し、ディープウェルプレートの3つのウェルに、元の懸濁液チューブからサンプルあたり450 µLのPBSを分注します。0.5 mLを4.5 mLの滅菌PBSに移し、30秒間高速でボルテックスして5.0 × 10⁻³希釈液を作成します。これを50 µLずつ、96ウェルプレート内の450 µLのPBSに加え、ピペッティングで10回静かに混ぜ合わせます。この操作を繰り返し、5.0 × 10⁻⁶までの希釈系列を完成させます。細菌の増殖を抑制するためにクロラムフェニコールを含むPDAプレートの寒天表面に、各希釈液100 µLを、火炎滅菌した曲げガラス棒を用いて均一に塗布します。液体が浸透するまで、プレートを直立させた状態で30分間静置します。次に、未知の分離株から胞子が漏出するのを防ぐため、プレートをパラフィルムで密封します。速生菌と遅生菌の両方がコロニーを形成できるよう、バイオセーフティーキャビネット内でプレートを倒置し、暗所にて20 °Cで5日間培養します。滅菌済みのつまようじ1本を用いて、希釈プレートに単一の独立したコロニーが存在するかを確認します。コロニーに軽く触れ、次に菌類最小培地、プラスチック添加菌類最小培地、およびグルコース最小培地プレートの順に寒天部分に触れさせ、プラスチックフィルム上の寒天ビーズに接種します。つまようじで寒天ドットの表面を軽くこすり、そのままプラスチックフィルム上を拭うように動かします。同一のソースコロニーから、計4箇所になるまで接種を繰り返します。プレートを20 °Cの暗所で5日間培養した後、各プレートで継ぎ継ぎ培養（リプリケートストリーク）を行います。プレートを比較し、アガー以外の炭素源を添加していない最小培地よりも、マルチ材の破片上で良好に生育する分離株を特定します。これらがマルチ材分解菌の候補となります。GMMプレートは、培地にグルコースを含む陽性対照プレートであるため、最も増殖が見られるはずです。この時点では土壌分離株が完全に純粋ではない可能性があるため、滅菌した爪楊枝を使用してマルチに定着している菌から接種源を掻き取り、分離のためにポテトデキストロース寒天培地に画線してください。その後、プレートを密封し、5日間培養します。5日間の培養後、単離された単一コロニーが出現します。これらの新しく精製されたコロニーが、元の不純物が含まれていた可能性のある分離株で観察されたのと同様に、プレートバイオアッセイにおいてマルチへの定着を示すことを確認します。プレートバイオアッセイによってマルチ分解能を持つ可能性のある菌株が同定されたら、この最終確認アッセイである液体バイオアッセイを用いて検証します。ここでは、マルチの下にアガロースが存在しません。この厳格に調製された培地において、マルチ片が微生物増殖のための唯一の炭素源となります。アッセイを開始するには、微生物分離株の各反復につき、表面を滅菌したマルチ片を、他の炭素源を一切添加していない菌類用培地に加えます。接種用のチューブを3本準備します。1本目は、あらかじめ大きさを決めたマルチ材片を含む、FMMと表記された5 mLの最小培地を入れた実験用チューブです。2本目は、炭素源を含まない5 mLの最小培地を入れた陰性対照チューブです。そして3つ目は、5 mLのグルコース含有液体を用いた陽性対照です。ここではGMMと表記します。さらに、テストする各マルチング材を含む最小培地の複製チューブを準備しますが、接種は行わないでください。このコントロールチューブは、新鮮な胞子を育成および回収した後の汚染による微生物の増殖を確認するためのものです。テキストプロトコルに従い、滅菌転送フード内で、あらかじめ準備した培養チューブに100万個の胞子または酵母細胞を接種し、キャップを密閉して、20 °Cの暗所で振盪せずにインキュベートします。週に一度、サンプルの増殖を確認してください。マルチ片への菌類の菌糸成長は、接種後1週間以内に、特にマルチ片の端で確認できる場合があります。プランクトン状酵母については、糸状菌がマルチ片に直接付着しやすいため、600 nanometersでの光学密度（OD）測定によって成長をモニタリングしてください。目視で成長を評価し、最小培地のみのコントロールにおいて、光学顕微鏡および／または走査電子顕微鏡で確認します。光学密度の変化として検出できないほど微小な白い繊維状の構造物を探してください。分光光度法を用いて測定を行います。プレートバイオアッセイにより、陽性対照としたWeed Guard Plusというセルロース系マルチフィルムおよびBioreというデンプンベースのプラスチックマルチフィルムの両方から、マルチフィルム分解能を持つ可能性のある3つの分離株を単離した後、パステールピペットでそれらを吸引し、微分干渉コントラスト顕微鏡を用いて観察します。これらを液体バイオアッセイで68日間培養し、回収した後、走査型電子顕微鏡で観察した。予想通り、XXとYYを除くすべてのサンプルで菌糸が観察されたが、セルロース対照マルチチ上の分離株については、桿状の細胞が観察された。ここに示すように、FMMのみのコントロール（雑草防除剤＋マルチ処理の未接種コントロール）では増殖は観察されませんでした。植物由来繊維の残留道管要素は、一部の繊維に列状に見られるわずかな点状の痕跡としてのみ検出されましたが、セルロースコントロールマルチの接種済みサンプル3検体すべてでは菌糸が観察されました。道管要素はSSサンプルにおいてのみ明確に視認でき、セルロース質材料の分解によって、その下にあった木化した道管要素が露出したことが示唆されました。分離株SSは、18 s ribosomal DNAを用いて、デンプンベースのプラスチックマルチに由来するSodales目のSodamycesとして暫定的に同定されました。分離株の最小培地のみのコントロールでは、有意な増殖は観察されませんでした。分離株VVおよびZZの培養チューブを回転させた際に視認された単一の白い粒子は、分離株VVについて微分干渉コントラスト顕微鏡を用いて観察されました。その斑点は胞子塊であり、おそらく初回接種時の残渣であると考えられました。分離株zzにおいて、この塊は直径約0.2 millimetersの緩い菌糸ネットワークで構成されており、元の胞子接種源は発芽したものの、ここに写っている塊を超えては増殖しなかったことを示唆しています。デンプンベースのプラスチックマルチの未接種コントロール（UN）に示されているように、凹凸のある質感が観察されます。白い特徴物の正体は不明ですが、ここに示した分離株VVが定着したフィルムでは消失しています。分離株zzが定着したフィルムでは、白い粒子と凹凸の両方が消失しています。さらに、後者のサンプルでは、BDM表面から分離された菌株全体にわたって亀裂が一様に発生していることが示されました。VVおよびZZは、rDNAを用いてそれぞれPenicillium属およびhypo目に属するACEであると暫定的に同定されました。この手法は、農業用プラスチックマルチの生分解に関する知見を提供できるだけでなく、環境中での生分解が問題となっている他のあらゆるプラスチックにも適用可能です。例えば、海洋環境に流出する可能性のあるプラスチックが挙げられます。それらは食品産業で使用されているものでしょうか。I.

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Research

JoVE Journal

Biology

生物学

嫌気性消化槽、廃水から沈殿した固形物を模倣した合成汚泥を播種した密閉された無酸素反応器から始めます。汚泥には、混合微生物群集である中温性嫌気性微生物が含まれています。これらの微生物は適度な温度で繁殖し、汚泥の有機物の消化を促進します。汚泥を連続的に混合して細菌の活動を維持し、消化を促進します。その後、生分解性ポリマーであるバイオプラスチックを汚泥に加えます。インキュベーション中、加水分解細菌がバイオプラスチックに付着し、可溶性化合物に変換します。次に、発酵細菌はこれらの化合物を短鎖有機酸である揮発性脂肪酸に変換します。メタン生成微生物であるメタン生成物質は、これらの酸を利用してメタンガスと二酸化炭素を生成し、バイオガスを形成します。バイオガスは出口から反応器を出て、ガスサンプリングバッグに集められます。この共消化法により、バイオプラスチックと汚泥を再生可能なバイオガスに効率的に消化することができます。...

バイオガス製造のためのバイオプラスチックの嫌気性消化

汚染はすべてのバイオームに影響を与える。海洋環境は特に影響を受けており、特に地球上で最も敏感な生態系の一つであるサンゴ礁が影響を受けています。バイオレメディエーションは、汚染物質を分解する生物の能力です。ここでは、サンゴのバイオレメディエーション能力と潜在的なプロバイオティクス特性を提示する微生物を分離および試験する方法論について説明する。...

メタ生物研究と保存のためのバイオレメディエーションおよびプロバイオティクス開発のための微生物株の探知

ここでは、土壌生物多様性をスクリーニングして、不本意な物質の分解に関与する真菌株を探すためのプロトコルを提示する。まず、フミン酸またはリグノセルロース上で増殖することができる真菌株が単離される。その後、それらの活性は酵素アッセイと炭化水素やプラスチックなどの汚染物質の両方でテストされます。...

難治性物質の分解に関与する菌類の土壌生物多様性からの単離とスクリーニング

我々は、メカニカルミリング、研削、およびイメージング分析の段階的なプロセスを使用して、マイクロプラスチックおよびナノプラスチック(それぞれMPおよびNP)の形成および寸法特性評価を示す。...

農業用プラスチックフィルムからのマイクロ・ナノプラスチックの形成と基礎研究への応用

ここでは、土壌からマイクロプラスチックを抽出し、そのポリマーの種類を特定する方法を紹介します。この分析法は、実行、適用性、および費用対効果が最適化されています。これは、土壌中のマイクロプラスチックを特定するための分析方法を標準化するための科学的基盤を築きます。...

農地土壌からの従来のマイクロプラスチックの分離と同定

iChip技術は、安価でシンプルな in-situ 分離装置を利用しており、土壌からの新規微生物の発見率を高めます。新しい微生物は、他のアプリケーションの中でも、土壌マイクロバイオームや天然物の発見に関連するさらなる研究に使用できます。...

iChip技術を用いた土壌微生物の分離

ここでは、核磁気共鳴分光法を用いて、土壌中のポリブチレンアジピン酸テレフタレートに由来するマイクロプラスチックおよびナノプラスチックを定量する方法について述べる。この手法は、ナノプラスチックの定量化にまで及び、環境サンプルの大量処理に容易に適応できるため、既存の方法論を改良したものです。...

プロトン核磁気共鳴分光法を用いた土壌からのポリブチレンアジピン酸テレフタレートベースのマイクロプラスチックおよびナノプラスチックの定量化

このプロトコルは、自然環境における難治性土壌微生物の in situ 培養のための分離チップ(iChip)の設計と使用について説明しています。また、抗菌剤を産生する土壌細菌の その場 培養についても説明しています。このプロトコルは、他の望ましい特性を持つ多様なニッチから細菌を回収するように適応させることができます。...

その場で分離チップを用いた難治性土壌細菌の分離と培養 (iChip)

このビデオでは、シロイヌナズナの14日齢の実生の組織から無傷のプロトプラストを単離するための手順を示しています。分離されたプロトプラストは、少なくとも96時間のためにそのまま残るし、代わりに一ヶ月の成熟植物の苗から分離されていることを考えると、この手順は、無傷プロトプラストを必要とするアッセイを迅速に処理されます。...

の14日齢の苗の組織からのプロトプラストの単離シロイヌナズナ</em

我々は、グルコサミンや土壌から抽出されたムラミン酸のaldonitrile酢酸誘導体のGC-ベースの分析のためのメソッドがプロトコルを記述します。化学的機構の解明のために、我々はまた、デリバティブおよび電子イオン化により形成されるイオンフラグメントの構造を確認するための戦略を提示します。...

土壌中の微生物の残留決定のためのAldononitrile酢酸誘導体化グルコサミンとムラミン酸のGCベースの検出

学ぶ 土壌微生物の分離と培養法を用いて、農業用生分解性プラスチックマルチフィルムを分解するネイティブ土壌真菌と細菌の定着メカニズムを解明する。走査型電子顕微鏡とゲル浸透クロマトグラフィーで結果を検証する。

農業で使用する生分解性プラスチックマルチフィルムを分解するための可能性を持つネイティブ土壌微生物の分離

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