成果報告書詳細
管理番号20110000000957
タイトル平成22年度成果報告書 土壌汚染対策のための技術開発 VOCの微生物等を利用した環境汚染物質浄化技術開発 次世代バイオレメディエーション普及のためのセーフバイオシステムの研究開発
公開日2012/1/11
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人岐阜大学 国立大学法人長岡技術科学大学 国立大学法人東京大学
プロジェクト番号P10013
部署名環境部
和文要約開発項目1)「バイレメ利用株の合理的な安全性評価手法の開発」
 土壌・地下水で検出される環境有害菌12株についてドラフトゲノム解析を実施し、それらを種レベルで同定するために使用する指標遺伝子候補の選定を行った。さらに、Escherichia属・Shigella属およびAcinetobacter属については、選定した遺伝子配列を利用したPCR法による種/病原型特異的検出手法を開発した。また、BSLリストに該当する有害菌について16S rRNA遺伝子配列のデータベース化と、種/株レベルで同定するための指標遺伝子の情報を論文等から収集した。
開発項目2)「塩素化エチレン類分解菌の評価と選抜によるバイオオーグメンテーション実施環境の整備」
 オーグメンテーション用バイレメ指針適合株の開発と公共的なストックの整備を最終目標として、塩素化エチレン類分解菌の単離・収集を行った。5地点・約60種類の土壌サンプルをTCEおよびDMSO等を加えて集積培養をおこない、それぞれの試料からTCE存在下で優位に生育する64株の好気性TCE分解菌候補を単離した。また嫌気性分解菌においては、TCE汚染土壌・地下水から限界希釈法とシェイクアガー法を用いて、シスDCEを脱塩素するDehalococcoides sp.を含む高度に集積された分解菌コンソーシアを取得した。さらに、環境中での遺伝子伝播を検出するためのモニタリングシステムを開発した。
開発項目3)「生態系影響評価手法の開発」
 バイオレメディエーションが生態系に与える影響を評価するために、塩素化エチレン類の実汚染土壌・地下水を用いて、有機資材の添加によるバイオスティミュレーション試験を実施した。次世代型シーケンサーによる網羅的な解析を行い菌叢の変動を特定した。その結果、栄養塩の添加後に(1)既知分解菌の増加、(2)Acinetobacter属、Aeromonas属等の日和見感染菌に類縁な菌の一時的な増加が見られた。これらの結果から、次世代型シーケンサーを用いることで、解像度の高い菌叢解析が実施可能になることが確認できた。さらに、バクテリア、アーキアの存在量に基づいた総微生物量をモニタリングするための定量的PCR手法を開発した。
英文要約Contamination of chloroethylenes (CEs) is often found in the soil and groundwater. CEs have been suspected of hazardous influences on men, and are at risk of adverse impacts on human health and living conditions. Application of bioremediation (BR), which is low in cost and available in situ, is desired to remove contaminants efficiently.
Hence, it is required to promote the next-generation BR technology, bioaugmentation (BA), to make BR more efficient. Since BA uses microorganisms introduced into the environment from the outside, people sometimes get anxious about hazardousness of the introduced microorganism. To remove such anxiety, it is required to confirm safety of the introduced microorganism base on the Guidelines for Application of BR by Microorganisms. Safety evaluation of the introduced microorganism is quite a burden on companies, and it is desired to establish standard evaluation procedures. This program aims to improve a fundamental environment of BA, and the following three projects were conducted in FY 2010.
Project 1. Development of efficient procedures for safety evaluation of the introduced microorganisms for BR The draft genomic sequences of 12 hazardous environmental bacteria, which are frequently found in the soil or groundwater, were determined, and possible indicator genes were selected to perform identification at species level. The selected indicator gene sequences enabled us to develop the species-/pathotype-specific detection technique using PCR. The 16S rRNA and indicator gene sequences of pathogenic bacteria listed in the BSL list were collected from literatures and sequence databases to compile a database.
Project 2. Promotion of BA by safety evaluation and selection of CE-degrading/dechlorinating bacteria
CE-degrading/dechlorinating bacteria were screened to develope and collect strains for BA. Aerobic enrichment of bacteria using a substrate such as TCE and DMSO was started with about 60 soil samples, and 64 isolates were obtained as possible aerobic TCE degraders. Anaerobic enrichment of bacteria was started with TCE-contaminated soil and groundwater, and a highly-enriched cis-DCE-dechlorinating consortium containing Dehalococcoides sp. was obtained via limiting dilution and shake agar methods. A monitoring system to detect gene transfer in the environment was also developed.
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