2014 Fiscal Year Research-status Report
ヒ素による土壌環境汚染を効率的に除去するための生物学的浄化技術の開発
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25870658
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
簡 梅芳 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20533186)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | モエジマシダ / ヒ素汚染浄化 / イノモトソウ / 根圏 / 亜ヒ酸酸化微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ヒ素超蓄積植物によるヒ素吸収における微生物の関与の明らかにすることにより、ヒ素汚染を効率的に除去する生物学的修復技術の開発を図っている。
昨年度は、人工気象器を用いたモエジマシダの栽培実験により、土壌から植物へのヒ素移行の挙動およびこのヒ素移行における微生物の関与を明らかにした。平成26年度は、モエジマシダに関する解析は昨年度に引き続き行った。また、植物によるヒ素汚染修復技術を日本の東北地方に適用できるため、東北地方に自生している同じくモエジマシダ属のシダ植物であるイノモトソウに関しても解析を始めた。今年度実施した研究による成果を以下に示す。
１、宮城県において、モエジマシダとイノモトソウの戸外栽培実験を行った。栽培実験により得られたシダのバイオマスおよびヒ素濃度・蓄積量の経時変化の結果から、イノモトソウはモエジマシダと同等なヒ素吸収・蓄積能を示したが、冬季の低温で黄色く枯れてきたモエジマシダに対し、イノモトソウは宮城県の冬季気候にも堪えられることが明らかとなった。この結果から、イノモトソウは日本東北地方におけるヒ素汚染土壌の修復に適用可能であると示唆された。
２、両シダの栽培実験において採取した根圏試料に対して、根圏微生物相を解析した結果、両シダ根圏ともに土壌常在菌が優勢であったが、イノモトソウの根圏にはAcidobacteria属の細菌が優占種であることに対し、モエジマシダはα-Proteobacteria属の細菌が優占種であることが新たにわかり、両シダ根圏の微生物相が大きく異なることがわかった。
３、シダ根圏試料からヒ素耐性菌を75株以上単離し、単離した微生物に対して亜ヒ酸酸化酵素遺伝子の検出および亜ヒ酸酸化活性の試験を行った結果、亜ヒ酸酸化酵素遺伝子を所有するまたは亜ヒ酸酸化活性を示す微生物が複数株確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究計画は、（１）ヒ素酸化・還元微生物の同定、（２）微生物とモエジマシダの共同栽培実験、（３）物質移動の検討、三つの項目を計画していた。
全ての項目において、予定通り進行することができた。また、本研究の交付申請の当初はこれまでもっとも知られているヒ素超蓄積植物のモエジマシダについて調査する予定だったが、日本東北地方のような温帯気候域、冬季寒冷地域においての適用を検討するため、宮城県内自生している同じモエジマシダ属のイノモトソウについても調査を新たに開始し、モエジマシダとの比較研究も解析を進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度の推進方策として、平成２６年度に単離した微生物の解析を引き続き行うとともに、シダの栽培実験を人工気象器または戸外実験で実施する。単離微生物から、シダのヒ素吸収・蓄積を促す候補微生物を選定する。シダの栽培実験に、選定した単離微生物の添加によるシダのヒ素除去・ヒ素蓄積効果の変化を評価する。また、モエジマシダおよびイノモトソウを宮城県内の圃場において圃場実験を行い、スケールアップする際の物質移動を確認するうえ、この生物学的修復技術の適用可能性を実証する。
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