2018 Fiscal Year Research-status Report
Application of food wastes to the phytoremediation of halophytic soils
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18K11693
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
秦野 賢一 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (20282410)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ファイトレメデーション / 植物除塩 / 塩害 / 抗酸化活性 / 食品廃棄物 / 廃糖蜜 / 活性酸素 / 耐塩性植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は3種類のラジカル種を用いて，メラノイジン類似生成物（MLP）またはメタノールでMLPをさらに分画した試料の抗酸化活性を測定した．具体的には，サトウダイコンとサトウキビ由来の廃糖蜜（国内二社の精糖会社から提供）を用いて，親水性吸着樹脂XAD-7HPに吸着させて糖と分離して，アルカリ溶出させたMLPと樹脂に吸着させたMLPを種々のアルコール濃度で溶出させて分画したMLPを調整した．一方で，疎水性吸着樹脂XAD-4を用いた同様の実験もおこなって，メタノール分画MLP試料を調製した．こうして得られた各種MLPとポジティブコントロールとしてアスコルビン酸とトロロックス，そしてネガティブコントロールとしてスクロースの抗酸化活性を測定した．測定に用いるラジカル種は，水系溶媒中での抗酸化活性を測定するための合成ラジカルABTS，有機系溶媒中での抗酸化活性を測定するための合成ラジカルDPPH，そして生体内に存在するスーパーオキシドラジカルを選択した．
本学プロジェクト棟屋上の簡易ビニールハウス中で，9月から11月にかけて植物除塩の予備実験を三ヶ月間おこなった．植物種としては，園芸カラシナ（品種名：キカラシナ），園芸アブラナ（品種名：農林20号アブラナ）そしてセイヨウアブラナ（群馬県前橋市粕川町の粕川堤防付近より種子を採集）を採用した．培地には，4倍希釈のホグランド栄養液を含む3%寒天粉砕培地を用いた．NaCl濃度は，植物が塩害の症状を呈する0.3%前後の35 mM（0.2%）と75 mM（0.4%）に設定した．MLP濃度は以前，重金属の植物修復実験で効果のあった濃度50, 500 g/Lを用いた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MLPとその分画試料の抗酸化活性測定は，ほぼ全てのデータ（IC50値）を取り終えた．結果としてサトウダイコンよりもサトウキビ由来のMLPの方が活性は高く，大日本明治精糖よりもフジ日本精糖提供のMLPの方が活性は高かった．ABTSラジカルに関しては，メタノール分画することによって全般に活性は弱くなった．DPPHラジカルに関しては，分画するメタノール濃度が高くなるに従って全般に活性は強くなった．特に，明治精糖の75%メタノール分画で得られたMLPは，アスコルビン酸には及ばないものの高い活性を示した．スーパーオキシドラジカルに関しては，分画するメタノール濃度と抗酸化活性の間に強い相関が得られた．特にXAD-7HPでの75%メタノール分画試料は，アスコルビン酸の抗酸化活性と同等の強さを示した．
植物除塩の予備実験では，収穫した植物体の乾燥重量を測定するだけにとどまったが，貴重な情報が得られた．塩無しの条件では興味深いことに，どの植物種においてもMLP濃度依存的に乾燥重量が増加した．一方で，塩を添加した全てのMLP無しの条件では，植物体が全て枯死してしまった．特に園芸カラシナの場合，70 mMの塩濃度の条件では全ての植物体が枯死してしまった．このような結果となったが，MLPが存在することで園芸アブラナやセイヨウアブラナが35と70 mMの塩濃度の条件で生き残ったという事実は，今後の研究計画を立てる上で参考になると思われた．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度はMLPとそのメタノール分画試料を用いて，抗酸化活性と相関があると思われるシミそばかすの原因であるチロシナーゼに対する阻害活性をさらに調査する予定である．
植物除塩の予備実験での塩存在下におけるコントロール条件で植物体が枯死してしまった原因は，乾燥時期での天日栽培のために培地が極度に乾燥してしまい，設定した塩濃度が高くなってしまった可能性が考えられる．来年度は一日に一回だった水やり作業を二回に増やす予定である．また全ての植物種において，塩存在下でのMLP500 g/Lの植物体の乾燥重量が，MLP50 g/Lのそれと比べるとかなり減少している事実を鑑みると，来年度はMLP濃度を50と100 g/Lに設定した実験をおこなうつもりである．また今年度3月に納品となった人工気象器を用いて，加湿をおこないながら栽培して確認する事も考えている．
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| Causes of Carryover |
今年度末に納品となった人工気象器が，予測していた額（定価）より安く購入できたから．
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