| 研究課題/領域番号 |
19K05566
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 滋賀県立大学 |
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研究代表者 |
原田 英美子 滋賀県立大学, 環境科学部, 教授 (20232845)
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| 研究分担者 |
保倉 明子 東京電機大学, 工学部, 教授 (20343569)
永川 栄泰 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, マテリアル応用技術部・バイ オ技術グループ, 主任研究員 (30587415)
黒沢 高秀 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (80292449)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | オオカナダモ / 水生植物 / セシウム / マンガン / マンガン酸化細菌 / バイオフィルム / 16S rRNA / 放射光蛍光X線分析 / バイカモ / XANES / 137Cs / 40K / Serratia属 / Mn酸化細菌 / 付着微生物 / 放射光X線分析 / 無菌植物 / 放射光蛍光Ｘ線分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水生植物はしばしば水環境中の金属を効率的に吸収することから、その有効利用法の開発が期待されている。これまでに、琵琶湖水圏で採集された水生植物オオカナダモから高濃度のマンガンを検出し、その集積機構に葉表面の付着微生物が産生するバイオフィルム（微生物構造体）が関与していることが示されている。本申請では、この機構に着目してさらに詳細に調査する。得られた知見を普遍化するため、福島県東部で放射性セシウムの挙動に水生植物および微生物叢がおよぼす影響も併せて調査する。調査の過程では、水生植物の採集法や種の判別法の確立も行う。以上の研究から、効率的な水圏の浄化技術および有用金属の回収法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
琵琶湖水圏に生育する沈水植物オオカナダモには高濃度のマンガン（Mn）が検出される。この現象には、Mn酸化能を持つ付着微生物の関与が考えられる。本研究では、放射光を用いたX 線吸収端微細構造法により、野外のオオカナダモが酸化型のMnを含むことを明らかにした。福島県内の水路で生育するバイカモからMn酸化能を持つ微生物株を単離し、特徴付けを行った。一方、琵琶湖水圏で採取したバイカモの付着微生物はMnの酸化能を持たなかった。生物的Mn酸化物の生成はオオカナダモ以外の水生植物表面でも起こるが、環境要因に影響されることが推定された。放射性セシウム（Cs）の集積には、水生植物の生育形により差が見られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マンガンはレアメタルの一種であり、国内消費量のほぼ全量を輸入に依存している。本研究は、環境中から有用金属を回収する手法の開発として、これまで研究例が少ない水生植物に着目した。水生植物と付着微生物の相互作用により、植物体表面でマンガンの酸化反応が起こっており、この現象が金属の集積に重要であることを見出した。オオカナダモは琵琶湖水圏での過剰な繁茂が問題視されていることから、未利用バイオマスの有効利用法としても期待される。福島第一原発事故に起因する環境中の放射性セシウムの消長への、水生植物の関与について調べた。植物の生育形により元素動態が大きく異なる可能性が考えられた。
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