化学物質浄化能を有する水生植物-根圏微生物共生系による新規水質浄化システムの開発

• 研究課題/領域番号: 21681010
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 北里大学 (2011); 大阪大学 (2009-2010)
• 研究代表者: 清 和成 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
• キーワード: 植生浄化法 / 水生植物 / 根圏微生物 / 微量汚染化学物質

研究概要

水生植物-根圏微生物共生系を利用した、各種化学物質汚染水の浄化技術開発に向けた基礎検討を行った。フェノール分解菌を選択的かつ高密度に根圏に集積できるウキクサの根分泌物が、複数種のフェノール性物質から構成されており、暴露される化学物質の種類によって特に微量成分が変化すること、ウキクサやヨシの根圏で、多様な芳香族化合物の分解促進作用が認められたこと、世界初となる4-tert-ブチルフェノール分解菌の分離に成功し、その分解経路と分解促進メカニズムを明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Acceleration of nonylphenol and 4-tert-octylphenol degradation in sediment by Phragmites australis and associated rhizosphere bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Toyama T., Murashita M., Kobayashi K., Kikuchi S., Sei K., Tanaka Y., Ike M., Mori K.
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 45(15) ページ: 6524-6530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated biodegradation of pyrene and benzo[a] pyrene in the Phragmites australis rhizosphere by bacteria-root exudate interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Toyama T., Furukawa T., Maeda N., Inoue D., Sei K., Mori K., Kikuchi S., Ike M.
  • 雑誌名: Water Research 巻: 45(4) ページ: 1629-1638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of nonylphenol and 4-tert-octylphenol degradation in sediment by Phragmites australis and associated rhizosphere bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Toyama, Manabu Murashita, Kazutaka Kobayashi, Shintaro Kikuchi, Kazunari Sei, Yasuhiro Tanaka, Michihiko Ike, Kazuhiro Mori
  • 雑誌名: Environmental Science & Technology 巻: 45 号: 15 ページ: 6524-6530
  • DOI: 10.1021/es201061a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated biodegradation of pyrene and benzo[a]pyrene in the Phragmites australis rhizosphere by bacteria-root exudate interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Toyama, Tetsuya Furukawa, Noritaka Maeda, Daisuke Inoue, Kazunari Sei, Kazuhiro Mori, Shintaro Kikuchi, Michihiko Ike
  • 雑誌名: Water Research 巻: 45(4) ページ: 1629-1638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of 4-tert-butylphenol-utilizing Sphingobium fuliginis strains from Phragmites australis rhizosphere sediment (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyama T., Momotani N., Ogata Y., Miyamori Y., Inoue D., Sei K., Mori K., Kikuchi S., Ike M.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 76(20) ページ: 6733-6740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated degradation of a variety of aromatic compounds by Spirodela polyrrhiza-bacterial associations and contribution of root exudates released from S. polyrrhiza. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hoang H., Yu N., Toyama T., Inoue D., Sei K., Ike M.
  • 雑誌名: Journal of Environmental Sciences 巻: 22(4) ページ: 494-499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated degradation of a variety of aromatic compounds by Spirodela polyrrhiza-bacterial associations and contribution of root exudates released from S.polyrrhiza (2010)
  • 著者名/発表者名: Hai Hoang, Ning Yu, Tadashi Toyama, Daisuke Inoue, Kazunari Sei, Michihiko Ike
  • 雑誌名: Journal of Environmental Sciences 巻: 22(4) ページ: 494-499
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウキクサ根圏におけるノニルフェノールの微生物分解-分解菌の分離とその特徴- (2009)
  • 著者名/発表者名: 池道彦、井上大介、遠山忠、松永祐紀、桃谷尚憲、Hoang H.、清和成、惣田訓
  • 雑誌名: 環境技術 巻: 38(9) ページ: 633-641
  • NAID: 10025522942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enrichment of bacteria possessing catechol dioxygenase genes in the rhizosphere of Spirodela polyrrhiza : a mechanism of accelerated biodegradation of phenol (2009)
  • 著者名/発表者名: Toyama T., Sei K., Yu N., Kumada H., Inoue D., Hoang H., Soda S., Chang Y.-C., Kikuchi S., Fujita M., Ike M.
  • 雑誌名: Water Research 巻: 43(15) ページ: 3765-3776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enrichment of bacteria possessing catechol dioxygenase genes in the rhizosphere of Spirodela polyrrhiza : a mechanism of accelerated biodegradation of phenol (2009)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Toyama, Kazunari Sei, Ning Yu, Hirohide Kumada, Daisuke Inoue, Hai Hoang, Satoshi Soda, Young-Cheol Chang, Shintaro Kikuchi, Masanori Fujita, Michihiko Ike
  • 雑誌名: Water Research 43 ページ: 3765-3776
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウキクサ根圏におけるノニルフェノールの微生物分解-分解菌の分離とその特徴- (2009)
  • 著者名/発表者名: 池道彦、井上大介、遠山忠、松永祐紀、桃谷尚憲、Hoang Hai、清和成、惣田訓
  • 雑誌名: 環境技術 38 ページ: 633-641
  • NAID: 10025522942
  • 査読あり
• [学会発表] The possibility of Wolffia arrhiza as a resource for ethanol production (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Takai, Daisuke Mishima, Masanori Kuniki, Kazunari Sei, Satoshi Soda, Michihiko Ike
  • 学会等名: International Symposium on Materials Science and Innovation for Sustainable Society
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] ヨシ植栽が底質の微生物群集構造に及ぼす影響の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横山高史、西村幸姫、遠山忠、清和成、池道彦
  • 学会等名: 第48回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大同大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] ヨシの根圏底質における窒素循環とそれに関与する微生物群集の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠山忠、西村幸姫、横山高史、清和成、森一博、池道彦
  • 学会等名: 日本水処理生物学会第48回大会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県草津市)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Accelerated degradation of nonylphenol in sediment by interactions between Phragmites australis and rhizosphere bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Toyama T., Sei K., Tanaka Y., Ike M., Mori K.
  • 学会等名: The 4th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition
  • 発表場所: 東京国際フォーラム(東京都千代田区)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] Accelerated degradation of nonylphenol in sediment by interactions between Phragmites austrails and rhizosphere bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Toyama, Kazunari Sei, Yasuhiro Tanaka, Michihiko Ike, Kazuhiro Mori
  • 学会等名: The 4^<th> IWA-ASPIRE Conference & Exhibition
  • 発表場所: 東京国際フォーラム(東京都千代田区)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] 4-tert-ブチルフェノール分解菌Sphingobium fuliginis OMI株によるビスフェノール類の分解 (2011)
  • 著者名/発表者名: 合田昌平、尾形有香、遠山忠、清和成、池道彦
  • 学会等名: 第63回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 東京農工大学(東京都小金井市)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Novel pathway of bisphenol-A transformation by Sphingobium fuliginis strains capable of degrading 4-tert-butylphenol (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogata Y., Goda S., Sei K., Toyama T., Ike M.
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress.
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Novel pathway of bisphenol-A transformation by Sphingobium fuliginis strains capable of degrading 4-tert-butylphenol (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuka Ogata, Shohei Goda, Kazunari Sei, Tadashi Toyama, Michihiko Ike
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 水生植物ヨシからのバイオエタノール生産に向けた酵素糖化の効率化に関する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三宅佐和、八木圭輔、Sosouphanh Souksavart、清和成、惣田訓、池道彦
  • 学会等名: 第11回環境技術学会大会
  • 発表場所: 大阪工業大学(大阪市)
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] Enhanced saccharification of reed by xylanase, pectinase, and Tween 20 with cellulose for the bioethanol production (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Sei, Keisuke Yagi, Sosouphanh Souksavart, Sawa Miyake, Satoshi Soda, Michihiko Ike
  • 学会等名: The 8^<th> International IWA Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries
  • 発表場所: Radisson Blu Resort & Spa, Cesme(トルコ・イズミル)
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] ウキクサ根分泌物による根圏微生物の芳香族化合物分解の促進効果の検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 王旋、尾形有香、井上大介、清和成、惣田訓、池道彦、遠山忠
  • 学会等名: 日本水処理生物学会第47回大会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] ヨシ植栽が底質中の微生物群集構造に及ぼす影響の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村幸姫、横山高史、井上大介、清和成、惣田訓、池道彦、遠山忠
  • 学会等名: 日本水処理生物学会第47回大会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館(つくば市)
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] ウキクサ根分泌物による根圏微生物の芳香族化合物分解の促進効果の検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 王〓、尾形有香、井上大介、清和成、惣田訓、池道彦、遠山忠
  • 学会等名: 日本水処理生物学会第47回大会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館(つくば市)
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] ウキクサ根圏より分離した4-tert-ブチルフェノール分解菌の分解特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾形有香、井上大介、遠山忠、清和成、惣田訓、池道彦
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: ワールドコンベンションセンターサミットフェニックス・シーガイア・リゾート(宮崎県宮崎市)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] ウキクサ根圏より分離した4-tert-ブチルフェノール分解菌の分解特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾形有香、井上大介、遠山忠、清和成、惣田訓、池道彦
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: ワールドコンベンションセンターサミット フェニックス・シーガイア・リゾート(宮崎市)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Enhancement of biodegradation potential of various aromatic compounds by sequencing batch experiments using Spirodela polyrrhiza-bacterial associations (2009)
  • 著者名/発表者名: Sei K., Yu N., Toyama T., Inoue D., Soda S., Ike M.
  • 発表場所: Massey University(ニュージーランド・パーマストンノース市)
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Enhancement of biodegradation potential of various aromatic compounds by sequencing batch experiments using Spirodela polyrrhiza-bacterial associations (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Sei, Ning Yu, Tadashi Toyama, Daisuke Inoue, Satoshi Soda, Michihiko Ike
  • 学会等名: IWA Specialist Conference Chemical Industries (Water & Industry 2009)
  • 発表場所: Massey University(ニユージーランド・パーマストンノース市)
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] ウキクサ-根圏微生物共生系による4-tert-ブチルフェノールの生分解および分離した4-tert-ブチルフェノール分解菌の特徴づけ (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾形有香、桃谷尚憲、井上大介、清和成、惣田訓、池道彦、遠山忠
  • 学会等名: 日本水処理生物学会第46回大会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと(高知市)
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] ウキクサ-根圏微生物共生系の連続バッチ試験による各種芳香族化合物分解ポテンシャルの強化(招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和成、干寧、井上大介、惣田訓、池道彦、遠山忠
  • 学会等名: 日本水処理生物学会第46回大会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと(高知市)
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] Occurrence of 4-tert-butylphenol degradation in aquatic samples caused by the presence of Spirodela polyrrhiza (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka Ogata, Naonori Momotani, Tadashi Toyama, Daisuke Inoue, Kazunari Sei, Satoshi Soda, Michihiko Ike
  • 学会等名: The 3rd IWA-Aspire Conference & Exhibition
  • 発表場所: Taipei International Conference Center(台湾・台北市)
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] ウキクサ根圏より分離した4-n-ブチルフェノール分解菌の特徴づけ (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和成、桃谷尚憲、ホアン・ハイ、井上大介、遠山忠、池道彦
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] ヨシの根圏から分離したノニルフェノール分解菌の特徴づけ (2009)
  • 著者名/発表者名: 遠山忠、井上大介、清和成、チャン ヨンチョル、菊池慎太郎、池道彦
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] ウキクサ根圏より分離した4-n-ブチルフェノール分解菌の特徴づけ (2009)
  • 著者名/発表者名: 清和成、桃谷尚憲、ホアン ハイ、井上大介、遠山忠、池道彦
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2009-09-24
• [図書] 植物機能のポテンシャルを活かした環境保全・浄化技術-地球を救う超環境適合・自然調和型システム- (2011)
  • 著者名/発表者名: 清和成、池道彦、池道彦
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 植物機能のポテンシャルを活かした環境保全・浄化技術-地球を救う超環境適合・自然調和型システム- (2011)
  • 著者名/発表者名: 清和成、池道彦
  • 出版者: シーエムシー出版