JP2002238551A - 揮発性芳香族炭化水素分解能を有する新規菌株及びその用途 - Google Patents
揮発性芳香族炭化水素分解能を有する新規菌株及びその用途Info
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Abstract
を迅速に浄化する手段を提供する。 【解決手段】 揮発性芳香族炭化水素分解能を有するロ
ドコッカス属に属する新規な名微生物及びそれを用いた
環境の浄化方法。
Description
素分解能を有する微生物及びそれを用いた環境の浄化方
法に関する。
染は、近年特に増大している。石油成分は生物に対する
毒性を有するため、製油工場からの漏出、タンカー座礁
等により環境中へ石油が流出すると、人間のみならず、
動物や魚、鳥、海草、貝類等の生物に対して悪影響を及
ぼす。特に、石油成分の中でもベンゼン、トルエン、エ
チルベンゼン、キシレンに代表される揮発性芳香族炭化
水素類は毒性が高く、また、揮発性を有するゆえに大気
から拡散するとともに、若干の水溶性を有するために、
地下水からの拡散の危険性もあり、大きな問題となって
いる。また、塗料工場等から排出される排水には原材料
として使用される揮発性芳香族炭化水素類が多量に含有
されており、その処理も大きな問題となっている。
れまで、揮発性芳香族炭化水素を機械的に揮発させ、回
収する方法が主として用いられてきたが、コストが高
い、あるいは回収された炭化水素を何らかの方法で再度
処理しなければならない等の問題点があり、有効な手段
ではなかった。これに対して、近年、微生物を利用した
環境修復、いわゆるバイオレメディエーションの適用が
論じられるようになってきた。しかし、バイオレメディ
エーションの過程で増殖する菌の種類や、中間代謝物の
安全性等不明な点が多く、実施にはなかなか到らないの
が現状である。特に、オルト-キシレンは他の揮発性芳
香族炭化水素類に比較して分解が難しいため、分解菌が
単離された例は非常に少なく、また、分解能も低い。こ
のため、バイオレメディエーションあるいは排水処理の
過程で高い揮発性芳香族炭化水素分解能を有する微生物
の開発が待たれていた。
族炭化水素分解能を有する微生物を利用し、揮発性芳香
族炭化水素により汚染された環境を迅速に浄化する手段
を提供することを目的とする。
解決するため、小規模なバイオレメディエーション実験
を行い、この時の細菌相の変化とオルト-キシレンの分
解を解析した結果、オルト-キシレンが分解されるとき
に菌数の増加する菌株を見いだし、本発明を完成した。
素分解能を有するロドコッカス属に属する微生物であ
る。
香族炭化水素により汚染された環境を浄化することを特
徴とする環境の浄化方法である。
occus)属に属し、揮発性芳香族炭化水素を分解する能
力を有するものである。本発明の微生物には、揮発性芳
香族炭化水素、例えば、オルト−キシレンを単一炭素源
として分解することのできる微生物が含まれる。このよ
うな微生物としては、本発明者により単離されたKN-14
株、KN-45株、KN-46株などを例示することができる。
汚染された土壌からオルト-キシレン分解能を持つ微生
物を単離すると同時に、土壌中で優占化していると考え
られる微生物をDGGE法を用いることにより遺伝子レベル
で解析し、DGGE法で得られた遺伝子配列と99%以上の相
同性を持つ微生物を単離された微生物から選抜すること
で得られた新規な菌株である。
の塩基配列の一部を決定し、NCBIのプログラム BLAST
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)により同定を行
った。その結果、これらの菌株は、ロドコッカス属に属
することが判明した。しかし、ロドコッカスに属する公
知の菌株とはオルト-キシレン分解能において異なる性
質を示すことから、これらの菌株を新菌種と認め、ロド
コッカス・エスピーKN-14株(Rhodococcus sp. KN-14
株)、ロドコッカス・エスピーKN-45株(Rhodococcus s
p. KN-45株)、ロドコッカス・エスピーKN-46株(Rhodo
coccus sp. KN-46株)と命名した。
「KN-14株」という)、ロドコッカス・エスピーKN-45株
(以下、「KN-45株」という)、及びロドコッカス・エ
スピーKN-46株(以下、「KN-46株」という)は、産業技
術総合研究所生命工学工業技術研究所に以下の受託番号
で寄託されている。
18195(寄託日:平成13年2月2日、識別表示:Rhodococc
us sp. KN-14)ロドコッカス・エスピーKN-45株:FERM
P-18197(寄託日:平成13年2月2日、識別表示:Rhodoco
ccus sp. KN-45)ロドコッカス・エスピーKN-46株:FER
M P-18196(寄託日:平成13年2月2日、識別表示:Rhodo
coccus sp. KN-46)KN-14株、KN-45株、及びKN-46株の
菌学的性質を以下に示す。A. 形態学的性質形態的には
KN-14株、KN-45株、KN-46株ともにほぼ共通であり、細
胞の形は糸状性である。また、1/10TSA培地(Tryptic S
oy Broth w/o Dextrose(Difco社製) 2.75g/L、グル
コース 0.25g/L)を用いて寒天プレートにより培養し
た場合、コロニーの色は培養初期はクリーム色である
が、培養後期にはピンク色に変化し、コロニーの透明度
はない。さらに、基質特異性は表1のとおりである。
子」という)及びジャイレースサブユニットをコードす
るDNA(以下、「gyrB遺伝子」という)の塩基配列KN-14
株、KN-45株、KN-46株の16S rRNA遺伝子の塩基配列を、
それぞれ配列番号1、配列番号2、配列番号3に示す。
また、KN-14株、KN-45株、KN-46株のgyrB遺伝子の塩基
配列を、それぞれ配列番号4、配列番号5、配列番号6
に示す。
ols in Molecular Biology (eds.)( Greene Publishin
g Associates and Wiley-Interscience, N.Y.(1987)
)に準じて行った。DNAのシーケンスはautomated DNA
sequencer (ABI 377; Perkin Elmer, Inc., USA)を用い
て行った。
KN-46株のほか、これらの菌株と一定の類似性を示す微
生物も含まれる。一定の類似性を示す微生物とは、例え
ば、微生物の分類に利用されている16S rRNA遺伝子やgy
rB遺伝子の塩基配列が、上記3菌株と類似している微生
物をいう。具体的には、16S rRNA遺伝子の塩基配列が配
列番号1、配列番号2、又は配列番号3に記載の塩基配
列と90%以上、好ましくは97%以上相同である微生物や
gyrB遺伝子の塩基配列が配列番号4、配列番号5、又は
配列番号6に記載の塩基配列と73%以上、好ましくは85
%以上相同である微生物が、上記菌株と一定の類似性を
示す微生物に含まれる。
微生物は、揮発性芳香族炭化水素により汚染された土壌
などから配列番号1〜6に記載の塩基配列を指標として
単離してくることができる。
培養法が挙げられる。培養は、好気的条件で行うことが
好ましく、有機物、無機塩、窒素源、その他栄養源を含
む1/10TSA培地等に本発明の微生物を接種し、例えば振
とう培養法、通気撹拌培養法などにより培養を行う。
生物の生育温度の範囲、好ましくは最適生育温度の範囲
に設定する。例えば20〜30℃、好ましくは25℃に設定す
ることができる。なお、培地のpHは、6.5〜7.5の範囲に
設定すればよい。
は、リン酸塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、
その他必要に応じて微量金属塩が挙げられる。また、窒
素源としては、本発明の微生物が資化し得るものであれ
ばよく、例えば、ペプトン、カシトン、尿素、硫酸アン
モニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝
酸アンモニウム、各種アミノ酸などが挙げられる。これ
らの窒素源は1種でもよく、2種以上を適宜組み合わせ
ても良い。さらに、本発明の微生物の増殖を促進するた
めの栄養源として、ビタミン、酵母エキス、麦芽エキス
などを適量添加しても良い。
るが、通常1日以上、好ましくは2〜3日間である。
に汚染された環境の浄化に利用することができる。ここ
でいう「環境」には、土壌、海洋、大気のほか、排水な
ども含まれる。環境の浄化は、上記条件で培養した微生
物の培養液、あるいは、微生物を凍結乾燥処理した乾燥
粉末を汚染環境に散布することにより行われる。この
際、乾燥粉末と増殖を補助する無機塩類を混合・造粒
し、粉末状及び顆粒状等に製剤化したものを汚染環境に
散布しても良い。処理に用いる微生物の量は、土壌及び
海水の汚染状況等に応じ、任意に定めることができる
が、通常、汚染土壌1m 3あるいは汚染海域100m2に培養液
であれば1L、乾燥菌体であれば5g程度である。また、汚
染された大気の浄化は、上記培養液あるいは乾燥菌体を
固定化担体を設置した気体の浄化装置に添加し、これに
汚染大気を通気することで行う。さらに、汚染された排
水の浄化は、同じく上記培養液あるいは乾燥菌体を汚染
排水と混合し、好気条件で1〜7日程度培養することで行
う。
説明する。但し、本発明はこれらの実施例にその技術的
範囲が限定されるものではない。100mlの茶褐色ガラス
バイアルに土壌(岩手県釜石市の畑地より採取)7g、表
2に示した無機塩培地2mlを添加し、テフロン(登録商
標)コートされたブチルゴム栓により密封した。さら
に、オルト-キシレン濃度が水中で200μLとなるように
オルト-キシレンを添加し、20℃で1日間振とうした後、
KN-14株を植菌し、20℃にて10日間培養を行った。培養
期間中、適宜、バイアル中の気相部から気体を少量回収
し、これを直接GCにより解析を行い、バイアル内の水相
におけるオルト-キシレン濃度を測定することで、初期
添加濃度に対する残存率を計算した。その結果を図1に
示す。図1に示すように、土壌のみでは分解に約10日間
必要であるが、KN-14株を植菌した系では植菌から約2日
で100%分解することができ、本発明の微生物を用いる
ことにより、迅速なオルト-キシレン分解を行うことが
できることが分かる。
能を有する新規な微生物を提供する。この微生物により
オルト-キシレン等の揮発性芳香族炭化水素で汚染され
た環境を効率的に浄化処理することができる。
た場合のオルト-キシレン残存率の経時的変化を示す図
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 揮発性芳香族炭化水素分解能を有するロ
ドコッカス属に属する微生物。 - 【請求項2】 オルト-キシレンを単一炭素源として分
解することができるロドコッカス属に属する請求項1記
載の微生物。 - 【請求項3】 16S rRNAに対応するDNAの塩基配列が、
配列番号1、配列番号2、又は配列番号3に記載の塩基
配列と90%以上相同である請求項1又は2記載の微生
物。 - 【請求項4】 ジャイレースβサブユニットをコードす
るDNAの塩基配列が、配列番号4、配列番号5、又は配
列番号6に記載の塩基配列と73%以上相同である請求項
1又は2記載の微生物。 - 【請求項5】 ロドコッカス属に属する微生物が、ロド
コッカス・エスピーKN-14株、ロドコッカス・エスピーK
N-45株、又はロドコッカス・エスピーKN-46株である請
求項1乃至4のいずれか1項に記載の微生物。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
微生物で、揮発性芳香族炭化水素により汚染された環境
を浄化することを特徴とする環境の浄化方法。
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