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芳香族塩素化合物の嫌気性浄化プロセスを担う土壌微生物群集の実体解明

Research Project

Project/Area Number 16658130
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Boundary agriculture
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

片山 新太  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (60185808)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三宅 克英  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教授 (90252254)
井上 康  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10293648)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Keywords嫌気性脱塩素 / 嫌気性微生物群 / ペンタクロロフェノール / ポリ塩化ビフェニル / 16S-リボソームRNA遺伝子 / 呼吸鎖キノン / 水田土壌 / 活性維持 / PCP / PCB / ハロレスピレーション / 阻害剤 / 電子受容体 / 電子供与体
Research Abstract

これまでにテトラクロロエチレン等の脂肪族塩素化合物をhalorespiration呼吸系によって嫌気的脱塩素反応を行う微生物の存在が解明されてきたが、芳香族脱塩素化合物の嫌気的脱塩素反応を行う嫌気微生物群集の解析は、多くの研究者の試みにも関わらずなかなか解明するに至っていない。芳香族塩素化合物の嫌気的分解も脱塩素反応(halorespiration)と考えられるが、分解活性発現のための共生系(syntrophy)の維持や有害産物蓄積の抑制は難しく、その利用技術の開発は残された課題となっている。本研究では、芳香族塩素化合物の脱塩素微生物共同体の実体解明を目的とし、その特性を明らかにするとともに利用技術の端緒を拓くことを目指した。ペンタクロロフェノールおよびポリ塩化ビフェニルを対象化合物とし、その活性の安定維持方法の確立を行うとともに、酸化剤、基質および阻害剤に対する特性と呼吸鎖キノン解析と16S-リボソームRNA遺伝子解析で検出される微生物群集構造を指標に、脱塩素微生物群を集積した。
嫌気性微生物群の脱塩素活性を、水田土壌培地を用いることで安定的に長期間維持することに成功した。ペンタクロロフェノールの場合は、液体培養系に移すと活性を失った。水田土壌培養系で集積をかけ、集積微生物群の多相解析から、ペンタクロロフェノール分解微生物群中の主要微生物がFirmicutes門の微生物群であることを明らかにした。脱塩素経路は、PCP→2,3,4,5-tetrachlorophenol→3,4,5-trichlorophenol→3,5-dichlorophenol→3-chlorophenol→phenolで、オルト位、パラ位、メタ位の順で脱塩素した。ポリ塩化ビフェニルの場合は、分解微生物群の集積が十分でなく主たる微生物群は解明できなかったが、脱塩素活性に関与すると思われるDechalococcoides類縁微生物群が存在を明らかにした。また、担体の工夫により、PCB分解活性を劇的に高めることに成功し、今後の脱塩素微生物利用技術への端緒を開いた。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2005 2004

All Journal Article (2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 農薬の土壌環境における動態と残留2005

    • Author(s)
      片山新太
    • Journal Title

      農薬環境科学研究 13

      Pages: 1-10

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anaerobic Biodegradation of PCP in Japanese Paddy Field Soils2004

    • Author(s)
      Hyo-Keun Kim et al.
    • Journal Title

      the Korean Journal of Environmental Agriculture 23

      Pages: 138-141

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] 農薬の環境科学最前線-環境への影響評価とリスクコミュニケーション-2004

    • Author(s)
      上路雅子, 片山新太, 中村幸二, 星野敏明, 山本広基編
    • Total Pages
      349
    • Publisher
      ソフトサイエンス社
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微生物群集、人工培地、微生物群集組成物、微生物群集の活性維持・増強方法、汚染土壌の浄化方法、土壌汚染物質の拡散防止方法2005

    • Inventor(s)
      片山新太, 馬場大輔
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Filing Date
      2005-05-19
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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