植物-微生物共生系の環境汚染物質浄化への利用

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10306021
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 山口 勇 理化学研究所, 微生物制御研究室, 主任研究員 (20087589)
• 研究分担者: 本山 高幸 理化学研究所, 微生物制御研究室, 研究員 (70291094) ; 有江 力 理化学研究所, 微生物制御研究室, 先任研究員 (00211706) ; 工藤 俊章 理化学研究所, 微生物学研究室, 主任研究員 (80109793)
• キーワード: 環境汚染物質 / 浄化 / バイオレミディエーション / 植物-微生物複合系 / 根圏微生物 / ファイトレミディエーション / PCNB / マルチトレーサー

研究概要

1 PCNB代謝根圏微生物の探索とこれを用いた土壌環境の保全
(1)多くの株がPCNB→PCA変換能を持っていた。PCA代謝能を持つ株は無かった。PCNB→PCTA変換能を持つ糸状菌1株が得られた。放射菌3株、糸状菌8株がPCTA→PCPMSに変換することを見出した。
(2)PCNB→PCA変換能を持つPseudomonas gladioli M-2196はニラ植物根圏に定着性を示した。
(3)PCNB→PCA変換能を持つE.coli培養ろ液から、還元酵素を硫安沈殿・クロマトグラフィーで部分精製した。
(4)根こぶ病生物防除効果を示すPhoma glomerataの実用化の可能性を探るため、培養上清を吸収させたペーパーディスクの土壌混和による圃場試験を試みたところ、根こぶ病発病抑制効果が確認された。
(5)P.glomerataの発病抑制効果の要因は産生するエポキシドンの反オーキシン活性によると推定された。
2 フェノール系化合物代謝微生物Comamonas testosteroniの代謝能の遺伝子レベルでの解析
(1)C.testosteroniより、フェノール系化合物の一つ3HPPの代謝に必要な遺伝子クラスターを取得した。
(2)C.testosteroniのフェノール資化性に関与する遺伝子は、フェノールに適応して初めて発現するが、これには調節遺伝子aphSの変異が関与していることが明らかになった。
3 マルチトレーサーを利用した植物-微生物共生系への金属移行ファクターの解析
(1)ペレニアルライグラスについて、エンドファイト(組織内共生菌)を持つ植物は、遺伝的バックグラウンドが全く同じでエンドファイトを持たない植物に比べて、核種の取り込みが少ないことを見出した。
(2)REMI法により誘導した分裂酵母の形質転換体を取得、放射性核種取込能を指標に変異株のスクリーニングを開始した。

研究成果

• [文献書誌] S.Gouthu: "Subcellular distribution and translocation of radionuclides in plants"Environ.Toxicol.Chem.. 18・9. 2023-2027 (1999)
• [文献書誌] T.Arie: "Control of clubroot of cruciferous by Phoma glomerata and its product epoxydon"Pestic.Sci.. 55・5. 602-604 (1999)
• [文献書誌] Y.Suzuki: "Haematocin, a new antifungal diketopiperazine produced by Nectria haematococca causing Nectria blight disease of ornamental plants"J.Antibiot.. 53・1. 311-314 (2000)
• [文献書誌] S.Gouthu: "Translocation behavior of Sr, Rb, and Zn in soybean"RIKEN Accel.Prog.Rept.. 32. 142-143 (1999)
• [文献書誌] T.Arie: "Phoma glomerata and its product epoxydon supress clubroot"Tohoku National Agricultural Experiment Station. 15. 30-31 (1999)
• [文献書誌] 有江力: "生物農薬研究の現状と展望"農薬バイオテクノロジー関連技術調査報告書. 平成10年度. 1-13 (1999)
• [文献書誌] 有江力: "放射性核種の土壌から植物への移行に関する根圏土壌ファクター"JAERI-Conf. 99・001. 202-212 (1998)
• [文献書誌] T.Arie: "Biodegradation of pentachloronitrobenzene (PCNB) by rhizomicrobes"Proceedings of International Conference on Asian Network on Microbial Researchers. 287-295 (1999)
• [文献書誌] H.Arai: "Genetic organization, and characteristics of the 3-(3-hydroxyphenyl) propionic acid degradation pathway of Comamonas testosteroni TA441"Microbiology. 145. 2813-2820 (1999)
• [文献書誌] H.Arai: "Adaptation of Comamonas testosteroni TA441 to utilization of phenol by spontaneous mutation of the gene for a trans-acting factor"Molecular Microbiology. 33・6. 1132-1140 (1999)
• [文献書誌] 山口勇: "陸域環境における放射性核種の移行に関する動的モデルの開発"理化学研究所. 23 (1999)
• [文献書誌] 有江力: 放射線リスク評価・低減化交流委員会. (1999)