微生物を用いた放射性ヨウ素の土壌吸着モニタリングシステムの構築

• Project/Area Number: 17710043
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Risk sciences of radiation/Chemicals
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 天知 誠吾 Chiba University, 大学院・園芸学研究科, 助教 (80323393)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: ヨウ素 / 土壌 / 放射性ヨウ素 / 吸着 / 微生物 / 酵素 / モニタリング / ラッカーゼ / 蓄積

Research Abstract

前年度までの結果より、ヨウ素(I^-)の土壌吸着はオートクレーブ滅菌、嫌気処理、還元剤、KCNやNaN_3など酸化還元酵素の一般的な阻害剤により強く阻害されることがわかった。一方、カタラーゼや抗生物質によってはあまり影響を受けなかった。従って、ヨウ素の土壌吸着には微生物由来の酵素、特に酸素を電子受容体とするオキシダーゼが関与すると考えた。ヨウ素の酸化能を有するオキシダーゼについてはこれまでほとんど報告例がないが、前年度までの研究により、海洋細菌Q1株の生産するヨウ素オキシダーゼにラッカーゼ活性(ABTS酸化活性)が存在することを明らかにした。そこで次に、土壌のヨウ素吸着速度と土壌中ラッカーゼ活性との間に相関性があるかを検討した。2種類の土壌中のラッカーゼ活性は、ヨウ素吸着と同様、滅菌や嫌気処理、還元剤、阻害剤により強く阻害された。また、このときのヨウ素吸着速度と土壌中ラッカーゼ活性の間には高い相関性が確認された(R^2=0.82)。さらに、黒ボク土、褐色森林土、暗赤色土、砂丘未熟土、砂など種々の土壌においても、ラッカーゼ活性が強いほど吸着速度が速い傾向が認められた。
以上の結果より、ヨウ素の土壌吸着は、微生物によるヨウ素の吸着・蓄積ではなく、土壌微生物が生産するラッカーゼによりヨウ素が酸化され、酸化されたヨウ素(I_2またはHIO)が土壌中の有機物(例えばフミン質中の炭素-炭素二重結合)と反応し有機ヨウ素化合物となって固定化に至るものと考えられた。ヨウ素酸(IO_3^-)の場合は、異化的ヨウ素酸還元細菌のような微生物によりI^-に還元された後、同様の作用で固定化されるのかもしれない。土壌中ラッカーゼ活性は比色法により容易に測定可能なため、本研究結果を基に土壌のヨウ素吸着能を評価する簡便・迅速なシステムの構築が十分可能と考えられる。

Research Products

• [Journal Article] ヨウ素と微生物の相互作用-ヨウ素の揮発、濃縮、還元、酸化、吸着- (2008)
  • Author(s): 天知誠吾
  • Journal Title: 食と緑の科学(HortResearch) 62 Pages: 9-19
  • NAID: 110007325393
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dissimilatory iodate reduction by marine Pseudomonas sp. strain SCT (2007)
  • Author(s): S. Amachi
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology 73 Pages: 5725-5730
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rate of iodine volatilization and accumulation by filamentous fungi through laboratory cultures (2006)
  • Author(s): T.Ban-nai, Y.Muramatsu, S.Amachi
  • Journal Title: Chemosphere 65(11) Pages: 2216-2222
• [Journal Article] Isolation of iodide-oxidizing bacteria from iodide-rich natural gas brines and seawaters (2005)
  • Author(s): S.Amachi et al.
  • Journal Title: Microbial Ecology 49(4) Pages: 547-557
• [Journal Article] Application of autoradiography and a radiotracer method for the isolation of iodine-accumulating bacteria (2005)
  • Author(s): S.Amachi et al.
  • Journal Title: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 266(2) Pages: 229-234
• [Journal Article] Microbial influences on the mobility and transformation of radioactive iodine in the environment (2005)
  • Author(s): S.Amachi et al.
  • Journal Title: Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 6(1) Pages: 21-24
  • NAID: 10025718208
• [Presentation] ヨウ素の土壌吸着に及ぼす微生物酵素の影響 (2008)
  • Author(s): 及川純一
  • Organizer: 第9回環境放射能研究会
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構
  • Year and Date: 2008-03-28