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2017 年度 実績報告書

線虫を用いた低線量汚染バイオマスの嫌気発酵分解プロセスの除染技術化

研究課題

研究課題/領域番号 16H02982
研究機関大阪府立大学

研究代表者

徳本 勇人  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70405348)

研究分担者 星 英之  大阪府立大学, 人文社会システム科学研究科, 准教授 (30301188)
大江 真道  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60244662)
倉橋 健介  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (60516821)
吉原 静恵  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20382236)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードバイオレメディエーション
研究実績の概要

①消化発酵汚泥中での線虫の培養:消化発酵汚泥を1 mL採取後15000 rpmで5分間遠心分離を行い上清の液相を除去した。残った固相を純水で2回洗浄し、液相を除去して固相のみを線虫5頭に餌として与え、シャーレ上にて20度で静置培養を行った。その結果、線虫の生息数は培養8日目に6.5万頭で最大となった。さらに、内臓が確認できるまで成長した成虫は、培養5日目で4.6万頭に達した。
②除染土壌を用いた作物栽培法の基礎検討:試験モデルとして水稲品種‘コシヒカリ’(イネ)を用いたCsClのイネへの影響試験を行ったところ、CsClはイネの生育を阻害することが明らかになった。対照と比較して、特にイネの生存率と茎数、葉の長さが著しく低下した。一方で、葉の数への影響が軽微であったことから、CsClは葉の充実度に影響すると考えられる。
③次世代シークエンサーを駆使した線虫回収プロセスの定量解析:シークエンスにより得られたRead数に増幅率及び希釈倍率を乗ずることで、未知検体中に含まれる線虫のDNA量及び個体数の推算方法を検討した。含有線虫数の異なる検体から抽出したDNA量と各検体のRead数から推算したDNA量を比較すると、測定値と推算値がほぼ一致したため、NGSを駆使し線虫を定量できることが明らかになった。
④線虫への137Csの移行量測定とプロセス評価:137Csを吸収させた微生物を線虫に捕食させたところ、微生物から線虫体内へ0.43%の137Csの移行が確認できた。そのため、微生物と線虫を利用して、137Csの回収が可能であると考えられる。今後は、初期線虫数と連続プロセスの繰り返し回数を検討し、線虫の回収量を増大させることで、本プロセスによる137Cs回収量の向上を図る。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでに、カリウムが豊富に存在する土壌中においても、137Csを高き吸収する可能性が高い微生物として、Tepidibacter mesophlusを見出し、線虫においては、そのライフサイクルについて、基礎検討が終了「している。現在は、微生物と線虫を用いた、土壌中のCs回収プロセスについて、実証化の基礎検討に入った。また、Cs除去土壌に対するモデル実験系の構築も終わっており、こちらも実証化検討を開始する予定である。以上から、本課題におけるすべての検討課題について、ほぼ計画通りの進捗状況であり、本研究は概ね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

本研究は、CsClを用いてプロセス評価の網羅的解析を行い、137Csを用いた実証試験で完結する構想である。これまでに、基礎検討はCsCl、137Cs共に、概ね完了しており、各要素プロセスの連結と、高効率化検証を実施する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Liquid-liquid extraction and separation of cobalt and lithium ions using a slug flow microreactor2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirayama, M. Hinoue, H. Tokumoto, A. Matsuoka, K. Noishiki, A. Muto
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 51 ページ: 222-228

    • DOI

      https://doi.org/10.1252/jcej.17we152

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of the continuous bioconversion of glycerol by promotion of highly glycerol-resistant glycerol-degrading bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kurahashi, K. Hisada, M. Kashiwagi, S. Yoshihara, T. Nomura, H. Tokumoto
    • 雑誌名

      Waste and Biomass valorization

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      in press

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Value-adding conversion and volume reduction of sewage sludge by anaerobic co-digestion with crude glycerol2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kurahashi, C. Kimura, Y. Fujimto, H. Tokumoto
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 232 ページ: 119-125

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.02.012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 嫌気性微生物を用いたグリセリンの有効利活用プロセスの構築(Effective Utilization Process of Crude Glycerol Using Anaerobic Microorganisms)2017

    • 著者名/発表者名
      徳本勇人,倉橋健介,吉原静江
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 17 ページ: 9-18

  • [学会発表] 微生物と線虫を用いた生物濃縮による137Cs除染法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      合田 亮, 伊藤みさご, 星 英之, 倉橋健介, 吉原静恵, 徳本勇人
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [学会発表] 発酵制御因子により集積される高耐性グリセリン分解菌の菌叢解析2018

    • 著者名/発表者名
      倉橋健介, 日髙光将, 徳本勇人
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
  • [学会発表] 大阪府立大学キャンパス内での未利用バイオマスの資源エネルギー化プロセスの構築2017

    • 著者名/発表者名
      徳本勇人
    • 学会等名
      大阪府立大学・技術懇親会「グリーンイノベーション~資源の有効利用と回収技術~」
    • 招待講演
  • [学会発表] 菌叢構造解析に基づく嫌気性菌を利用した重金属除染法の構築2017

    • 著者名/発表者名
      岡野凌一, 舟木裕哉, 倉橋健介, 吉原静恵, 徳本勇人
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 生物濃縮を利用した線虫による土壌からのCs回収2017

    • 著者名/発表者名
      合田 亮, 伊藤みさご, 星 英之, 倉橋健介, 吉原静恵, 徳本勇人
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会
  • [学会発表] Absorption spectral properties of phyC activated with blue-shifted red light are conserved among angiosperms2017

    • 著者名/発表者名
      Shizue Yoshihara, Kasumi Yamamoto, Koji Okajima, Hayato Tokumoto and Satoru Tokutomi
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017

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公開日: 2018-12-17  

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