Algal-bacterial synergy in marimo granules enables low-carbon advanced nitrogen removal from wastewater
Yihang Wang, Guowei Chen, Feifei Chen, 陈一萍, Changqing Chen, Bin Ji, Xiaoyuan Zhang, Yu Liu
🤖 gxceed AI 要約
日本語
天然の藻類・細菌共生体であるマリモを用い、硝酸塩濃度の変動に対する窒素循環ネットワークの適応機構を解明した研究。硝酸塩が高いと、貧栄養湖水中では脱窒・同化型硝酸還元が、炭素豊富な下水処理水では異化的硝酸還元（DNRA）が促進される。メタゲノム解析によりRhodobacteraceaeを鍵とする機能的に分化したコア群集が制御していることを示し、硝酸塩が環境フィルターとして働き安定した除去性能と共生安定性を支えると結論づけた。低炭素型マリモ処理システムの設計指針を提供する。
English
This study reveals how marimo, a natural microalgal-bacterial consortium, adapts its nitrogen-cycling network to fluctuating nitrate. Elevated nitrate drives matrix-dependent metabolic shifts—enhancing denitrification and assimilatory nitrate reduction in oligotrophic lake water, and dissimilatory nitrate reduction to ammonium in carbon-rich wastewater effluent. Metagenomics identifies Rhodobacteraceae as the keystone nitrate reducer, with nitrate acting as an environmental filter sustaining removal efficiency and symbiotic stability, informing low-carbon marimo-based treatment design.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
下水処理の低炭素化・省エネ型窒素除去は日本の水処理インフラ更新やエネルギー効率政策と接点があるが、本論文は微生物機序の解明が中心で、SSBJ・有報・投資家対応への直接的示唆は乏しい。
In the global GX context
Low-carbon biological nutrient removal connects to global decarbonization of the water sector and energy-efficient wastewater infrastructure, but the work is mechanistic and does not engage TCFD/ISSB/CSRD disclosure frameworks directly.
👥 読者別の含意
🔬研究者:藻類・細菌共生体の窒素循環ネットワークが硝酸塩変動にどう適応するかの機序と鍵微生物（Rhodobacteraceae）の知見を得られる。
🏢実務担当者:低炭素型の窒素除去プロセス設計や水処理システムの省エネ化を検討する際の生物学的根拠として参考になる。
🏛政策担当者:下水処理の低炭素化・水質保全政策における自然共生型処理技術の可能性を検討する材料になる。
📄 Abstract（原文）
Abstract Marimo, a natural microalgal-bacterial consortium, represents a low-carbon solution for nitrate pollution control in low-nutrient waters. However, the adaptation of its nitrogen-cycling network to fluctuating nitrate levels remains poorly understood. This study reveals that elevated nitrate drives water matrix-dependent metabolic shifts, enhancing denitrification and assimilatory nitrate reduction performance in oligotrophic lake water, while strengthening dissimilatory nitrate reduction to ammonium in carbon-richer wastewater treatment plant effluent. Metagenomic analysis shows that this reprogramming is coordinated by a functionally specialized core consortium, with Rhodobacteraceae as the keystone driver of nitrate reduction. Meanwhile, correlation analysis further demonstrates that nitrate functions as an environmental filter, enriching this consortium to sustain high nitrate removal efficiency, endogenous nitrogen recycling, and symbiotic stability. Overall, these findings offer insights into the microbial mechanisms underlying the stable nitrate removal performance of marimo and can guide the design of low-carbon marimo-based treatment systems under fluctuating nitrate conditions.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.1038/s43247-026-04215-2first seen 2026-11-04 04:52:21 · last seen 2026-11-06 04:51:08
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。