Development of Bioremediation Method for Soil Contaminated by Organic Pesticide by Basidiomycete Immobilized on Agricultural Waste

• Project/Area Number: 18310055
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: HOSHINO Kazuhiro University of Toyama, 理工学研究部, 准教授 (20222276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KAGAYA Shigehiro 富山大学, 理工学研究部(工学), 准教授 (50272894)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥17,300,000 (Direct Cost: ¥15,500,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2008: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2007: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2006: ¥9,500,000 (Direct Cost: ¥9,500,000)
• Keywords: バイオレメディエーション / 農産廃棄物 / 担子菌 / 環境浄化 / 分子生物学 / 土壌浄化 / 農薬 / 土壌汚染 / 酵素分泌 / バイオマス / バイオレメディェーション

Research Abstract

近年、環境汚染物質による土壌汚染物質が問題となっており、現在その対策が急務となっている。特に、農薬などに使用されていた有機塩素系化合物は難分解性を示し、極微量であっても内分泌撹乱性や発癌性を示す極めて有害な物質である。現在、このような化合物を自然界から分解・除去するために、生物の代謝機能を利用するバイオレメディエーション法が注目されている。この技術は従来の物理化学法とは異なり、常温・常圧で行えるため安価に処理できるという点と、汚染現場で直接浄化するため、広範囲にわたり利用できるという利点がある。そこで、本研究では有機性農薬汚染土壌に対して菌体を添加するバイオオーギュメンテーション法の原理に基づき、汚染土壌の浄化法の開発を行った。具体的には、担子菌の一種であるカワラタケC.versicolorのLignin分解酵素発現システムを活用した、土壌浄化のための資材の開発と、その特性を評価するために、農薬PCP(Pentachlorophenol)を含む模擬汚染土壌中での担子菌の挙動、酵素分泌特性および、PCP分解特性について検討した。使用した菌株は各種土壌中で増殖が可能であり、Lignin分解酵素を分泌することが確認できた。特に、本研究で開発した稲わらと玄米をベースにした固定化担体に生育させたとき、Mn-Peroxidaseの活性を極めて向上させることが可能であることが判明した。また、土壌中での担子菌の生育を測定するために、土壌からの担子菌DNAの抽出方法およびReal-time PCR法を用いた菌体数の概算方法を確立した。この方法を用いて、汚染土壌模擬カラム中へ農産廃棄物固定化担子菌を投入することにより、土壌中の地表から地下に向けての増殖および酵素分泌挙動と農薬の分解との関連を評価できることを実証した。

Research Products

• [Journal Article] Biodegradation of PCP in soil by bioaugmentation method with white-rot fungus Coriolus versicolor (2008)
  • Author(s): K. Hoshino, R. Watanabe, M. Takano
  • Journal Title: J. Biotechnol Pages: 136-704
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biodegra-dation of PCP in soil by using white-rot fungus Coriolus versicolor (2008)
  • Author(s): K.Hoshino, R.Watanabe
  • Journal Title: J. Ecotechnol. Res. 8 Pages: 34-38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of white-rat fungus in soil based on specific DNA by real-time PCR (2008)
  • Author(s): R.Watanabe, K.Hoshino
  • Journal Title: Biochem. Eng. J. 36 Pages: 432-436
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biodegradation of PCP in soil by bioaugmentation method with white-rot fungus Coriolus versicolor (2008)
  • Author(s): K. Hoshino, R. Watanabe, M. Takano
  • Journal Title: Journal of Biotechnology 136S
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biodegradation of PCP in Soil by Using White-rot Fungus Coriolus versicolor (2008)
  • Author(s): K. Hoshino, R. Watanabe
  • Journal Title: J. Ecotechnol. Res 8 Pages: 34-38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of White-rot Fungus in Soil Based on Specific DNA by Real-time PCR (2007)
  • Author(s): R. Watanabe, K. Hoshino
  • Journal Title: Biochem. Eng. J 36 Pages: 432-436
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of White-rot Fungus in Soil Based on Specific DNA by Real-time PCR (2007)
  • Author(s): R.Watanabe, K.Hoshino
  • Journal Title: Biochem. Eng. J. 36 Pages: 256-262
• [Presentation] Real-time PCR法を用いた環境中の微生物数の定量化 (2009)
  • Author(s): 神田瑞希, 星野一宏
  • Organizer: 化学工学会 第74年会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] Real-time PCR法を用いた環境中の微生物数の定量化 (2009)
  • Author(s): 神田瑞季, 高野真希, 星野一宏
  • Organizer: 化学工学会第74年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Biodegradation of PCP in soil by bioaugmentation method with white-rot fungus Coriolus versicolor (2008)
  • Author(s): K. Hoshino, R. Watanabe, M. Takano
  • Organizer: 13th International of Biotechnology Symposium & Exhibition
  • Place of Presentation: Dalian, China
  • Year and Date: 2008-10-14
• [Presentation] Real-time PCR方を用いた環境中の微生物定量法の開発 (2008)
  • Author(s): 神田瑞希, 高野真希, 星野一宏
  • Organizer: 化学工学会 新潟大会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2008-08-21
• [Presentation] Real-time PCRを活用した担子菌の増殖評価法の開発 (2008)
  • Author(s): 星野 一宏、神田 瑞季、高野 真希
  • Organizer: 化学工学会第73年会大会
  • Place of Presentation: 浜松
  • Year and Date: 2008-03-18
• [Presentation] Biodegradation of PCP in soil by bioaugmentation method with white-rot fungus Coriolus versicolor (2008)
  • Author(s): Kazuhiro Hoshino, Rie Watanabe, Maki Takano
  • Organizer: 8^<th> International Biotechnology Biotechnology Symposium & Exhibition
  • Place of Presentation: Dalian, China
• [Presentation] Real-time PCR方を用いた環境中の微生物定量法の開発 (2008)
  • Author(s): 神田瑞希、星野一宏
  • Organizer: 化学工学会新潟大会
  • Place of Presentation: 新潟
• [Presentation] 環境汚染物質汚染土壌カラムを用いた白色腐朽菌の挙動解析 (2008)
  • Author(s): 星野一宏, 渡邊理恵, 加賀谷重浩
  • Organizer: 化学工学会第72年会
  • Place of Presentation: 京都