水生植物の根圏機能を高度に活用した水環境汚染化学物質の効率的浄化法の開発

• 研究課題/領域番号: 24681011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 北里大学
• 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): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2013年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2012年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
• キーワード: 環境保全技術 / 根圏浄化法 / 水生植物 / 根圏微生物 / 発現解析 / 微量汚染化学物質

研究成果の概要

水生植物の根圏における微生物集積、定着メカニズムを遺伝子レベルで推定することを目的として、ウキクサ根圏から分離されたSphingobium fuliginis OMI株と水生植物との共生時における遺伝子発現解析を実施した。
OMI株は、ウキクサ／コウキクサとの共生下では、化学走化性に関する遺伝子群を高発現させることでウキクサ／コウキクサ根圏へ移動し、IV型線毛合成に関する遺伝子群を高発現させることで、ウキクサ／コウキクサの根面に付着するメカニズムが推定できた。この成果は、水生植物－根圏微生物共生系の活用による水質浄化システムの効率化や高度な制御につながる基礎的知見となるものと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Occurrence of 4-tert-butylphenol (4-t-BP) biodegradation in an aquatic sample caused by the presence of Spirodela polyrrhiza and isolation of a 4-t-BP-utilizing bacterium. (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogata, T. Toyama, N. Yu, X. Wang, K. Sei, M. Ike
  • 雑誌名: Biodegradation 巻: 24 号: 2 ページ: 191-202
  • DOI: 10.1007/s10532-012-9570-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The 4-tert-butylphenol-utilizing bacterium Sphingobium fuliginis OMI can degrade bisphenols via phenolic ring hydroxylation and meta-cleavage pathway (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogata, S. Goda, T.Toyama, K. Sei, M. Ike
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 巻: 47 号: 2 ページ: 1017-1023
  • DOI: 10.1021/es303726h
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝子発現解析によるウキクサ根圏から分離された微生物の根圏への定着メカニズムの推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清和成、深澤恵、久保香菜子、赤池栞、斉藤利奈、井上大介、森川正章
  • 学会等名: 第49回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Effects of common reed (Phragmites australis) on nitrogen removal and abundance of ammonia-oxidizing and denitrifying microorganisms in freshwater sediment (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Toyama, Yoshiko Nishimura, Yuka Ogata, Kazunari Sei, Kazuhiro Mori, Michihiko Ike
  • 学会等名: 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries (AGRO'2014)
  • 発表場所: The Crown Palais New Hankyu Kochi (Japan, Kochi)
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-26
• [学会発表] Gene expression analysis of Sphingobium fuliginis OMI, isolated from the rhizosphere of Spirodela polyrrhiza, for the elucidation of symbiotic mechanism (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Sei, Megumi Fukasawa, Kanako Kubo, Shiori Akaike, Rina Saitoh, Daisuke Inoue, Masaaki Morikawa
  • 学会等名: 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries (AGRO'2014)
  • 発表場所: The Crown Palais New Hankyu Kochi (Japan, Kochi)
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-26
• [学会発表] Trials for multifunctional aquatic vegetation bioprocess by utilizing symbiotic surface microorganisms (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Morikawa, Masayuki Sugawara, Kyoko Miwa, Ayaka Makino, Hideyuki Tamaki, Yoichi Kamagata, Tadashi Toyama, Yasuhiro Tanaka, Kazuhiro Mori, Daisuke Inoue, Kazunari Sei, Masashi Kuroda, Michihiko Ike
  • 学会等名: XVI International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 発表場所: Rhodos Palace Hotel (Greece, Rhodes Island)
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [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(BPs)の分解特性 (2013)
  • 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47回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 大阪工業大学(大阪府)
  • 年月日: 2013-03-11
• [学会発表] Development of multifunctional vegetation bioprocess by utilizing symbiotic microorganisms in the rhizosphere (2013)
  • 著者名/発表者名: Morikawa M., Sugawara M., Miwa K., Makino A., Tamaki H., Kamagata Y., Toyama T., Tanaka Y., Mori K., Inoue D., Sei K., Kuroda M., Ike M.
  • 学会等名: The Second International Conference on Duckweed Research and Applications (Duckweed 2013)
  • 発表場所: Rutgers University (New Jersey, USA)
• [学会発表] Sphingobium fuliginis OMI のアルキルフェノール類分解遺伝子群の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田真史, 横山高史, 尾形有香, 遠山 忠, 清 和成, 武尾正弘, 池 道彦
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島市）
• [図書] 地球を救うメタルバイオテクノロジー―微生物と金属資源のはなし― (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下光雄、清和成
  • 総ページ数: 242
  • 出版者: 成山堂書店