廃水処理汚泥中には人為的に分離培養された微生物が存在しない系統分類群(未培養系統分類群)が未だ数多く存在しており，それらは生理機能が不明であるために廃水処理機構の理解を妨げる原因の一つとなっている．本研究では，廃水処理汚泥中に存在する門レベルの未培養系統分類群に関する基礎的知見の収集を目的とし，17種類の廃水処理槽から54種類の廃水処理汚泥を採取し，超並列16S rRNA遺伝子解析により未培養系統分類群の出現パターンを解析した．各種廃水処理汚泥より合計1,041,539リードの16S rRNA遺伝子配列を解析した結果，微生物群集構造の違いは処理対象廃水種と処理方式に依るものが大きいことが示唆された．廃水処理汚泥中の門レベルの未培養系統分類群の出現パターンからこれら微生物が存在する環境条件を推定した．

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　日本近海の深海域に存在する新エネルギー・金属資源の将来的な利用に関連し，原位置に既に生息している微生物の機能を活用することで鉱物の析出を促進させ深海表層堆積物の固化効果を得る原位置地盤改良技術の可能性について検討した．富山湾内において海洋調査船を用いて海水面から水深750mまでの海水サンプルを採取し，室内で馴培を行った後に炭酸カルシウム析出促進試験を実施した．その結果，(1)1ヵ月程度の事前培養で海洋表層・深層水由来のウレアーゼ産出微生物活性を高めることができる，(2)海洋表層・深層水由来のウレアーゼ産出微生物を用いることで炭酸カルシウムの結晶析出効果が期待できる，ことが明らかとなった．

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　有機高分子材料としてヒドロキシプロピルセルロース(HPC)を選択し，そのゲルを脱窒反応における外部電子供与体として用いることを提案した．本研究では，炭素繊維フェルトあるいは炭素繊維フェルトとHPCゲルを組み合せたもの微生物担体として用いて実験を行った．炭素繊維フェルトを担体として用いた連続方式の脱窒実験において，流出入水の全窒素(TN)濃度に差は認められなかった．炭素繊維フェルトのみでは，脱窒反応の発現は期待できないことがわかった．また，炭素繊維フェルト筒にHPCゲルを充填したものを担体として用いた連続脱窒実験において，流出入TN濃度に有意差が認められ，脱窒反応の発現が確認できた．これらの実験結果より，HPCゲルは脱窒反応における外部電子供与体として利用可能と考えられた．

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