2014 Fiscal Year Research-status Report
機能性微生物を用いた植物根圏への芳香族化合物の吸着・濃縮と分解の促進
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25340068
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
森 一博 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (90294040)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 靖浩 山梨大学, 総合研究部, 助教 (50377587)
遠山 忠 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (60431392)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生物吸着 / 水生植物 / 根圏微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水生植物根圏における芳香族化合物の浄化作用を強化することを目的に，前年度の検討から比較的高い吸着作用を示す菌株の存在が示唆され，内分泌攪乱作用などによる環境影響も危惧されるビスフェノールA(BPA)の他，ビスフェノールF(BPF)，4-クロロフェノール(4-CP)を用いて，優れた吸着作用をもつ菌株の探索を継続して行った。浮遊性と抽水性の4種類の水生植物の根圏部より新たに96株の微生物を分離し，菌体濃度をOD600で1に調整し，各供試物質0.1mMの濃度条件を用いた簡易スクリーニング試験，さらに，供試菌体乾燥重量を0.5g-d.w. L-1に調整した系での吸着試験を実施した。その結果，BPAでは初期濃度の40%を，BPFでは20%を低減できる株も確認され，優れた吸着微生物の分離に成功した。続いて，特にビスフェノール類に優れた吸着作用を示した複数の株を用いて，pHや温度などの環境条件が吸着効果に与える影響を検討した結果，pH 3～10，10～30℃の幅広い条件において安定した吸着効果が確認された。また，濃度を変更した吸着試験の結果より，供試菌株による吸着反応は何れも試験開始後ほぼ30分で終了し，Freundlich吸着等温式に良く適合することが確認された。一方，芳香族化合物を効果的に分解する作用をもつ微生物についても，既にBPAに対して優れた分解能力をもつ菌株が得られている。今後は，吸着作用をもつ菌株と分解作用をもつ菌株を植物根圏などの生物浄化系にあわせて導入することの効果や，これら有用微生物の根圏での残存性について検討を進める予定である。
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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
1 芳香族化合物を特異的に吸着する微生物の探索 本年度は，前年度に継続して4種類の浮遊性並びに抽水性の植物から微生物を分離し，芳香族化合物に吸着作用を示す微生物ライブラリーの構築を進めた。特にプラスチック可塑剤をはじめ広く産業利用されながら内分泌攪乱作用への疑いから効率的な浄化技術の開発が望まれているBPAやBPFに対して高い吸着作用を示し，水中の濃度を低減できる菌株の取得に成功した。
2 芳香族化合物を効率的に分解する微生物の探索 上記(1)と同様に，これまでの検討から上述のような環境影響と共に生分解性が低く低コストで効果的な浄化手法が求められるBPAに対して分解作用を示す菌株を取得している。
3 分離微生物の吸着特性の解明 得られた微生物ライブラリーの中から特に優れた吸着効果を示す株を複数選抜し，各種芳香族化合物の吸着特性（吸着条件の影響，吸着モデルへの適応性など）を明らかにした。
4 分離微生物の分解特性の解明 得られた微生物ライブラリーの中から特に優れた分解効果を示す株について，BPAなどの分解による浄化効果を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
・分離微生物の吸着特性の解明 得られた微生物ライブラリーの中から特に優れた吸着効果を示す株について，前年度に継続して各種芳香族化合物の吸着特性（基質に対する特異性，植物根圏での吸着効果など）を明らかにする。
・分離微生物の分解特性の解明 得られた微生物ライブラリーの中から特に優れた分解効果を示す株について，前年度に継続して各種芳香族化合物の分解特性（分解速度，植物根圏での分解効果など）を明らかにする。
・機能性微生物の根圏での残存特性の解明 これまでの検討を経て得られた根圏浄化機能の改善に寄与する機能性微生物が，水生植物の根圏において多様な微生物との共存条件でどのような残存特性を持つのかを，長期にわたる連続バッチ栽培試験により明らかにする。特に処理水流がある条件でも安定に根圏部に残存することが重要であることから，根面に付着する微生物相での残存性を培養法や非培養法を併用しながら詳細に検討する。
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