JP2013031402A - Method for solubilizing alkaline earth metal carbonate, solubilizing agent thereof and new microorganism - Google Patents

Method for solubilizing alkaline earth metal carbonate, solubilizing agent thereof and new microorganism Download PDF

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Hisaaki Mihara
久明 三原
Yasushi Tani
泰史 谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for solubilizing alkaline earth metal carbonate and a solubilizing agent using a microorganism or a cultured product thereof.SOLUTION: There is provided the method for solubilizing alkaline earth metal carbonate, in which a microorganism belonging to a specific group (Corynebacterium, genus Bacillus, Ochrobactrum) which can solubilize alkaline earth metal carbonate and a culture solution thereof are made to act to solubilize the alkaline earth metal carbonate. There is also provided the solubilizing agent of the alkaline earth metal carbonate containing the microorganism belonging to a specific group (Corynebacterium, genus Bacillus, Ochrobactrum) which can solubilize alkaline earth metal carbonate and a culture solution thereof.

Description

本発明は、特定の微生物又はその培養物を用いるアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法及び可溶化剤に関する。更に、本発明は、アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができる新規な微生物に関する。   The present invention relates to a method for solubilizing an alkaline earth metal carbonate using a specific microorganism or a culture thereof and a solubilizing agent. Furthermore, the present invention relates to a novel microorganism capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate.

ニッケル、クロム、マンガン、バナジウム、インジウム、ストロンチウムなどのレアメタルは、元素としての精製プロセスが困難な為、コストが高く、生産量が少ない。しかし、少量で優れた機能を発揮するため、電子機器や医療などの幅広い分野で利用されており、レアメタルは日本の産業を支えるハイテクノロジー機器に不可欠な資源である。例えば、現代社会にとって必須の携帯電話には、液晶画面、カメラ、電池、プラスチックにまでもレアメタルが利用されている。   Since rare metals such as nickel, chromium, manganese, vanadium, indium and strontium are difficult to purify as an element, the cost is high and the production volume is low. However, since it exhibits excellent functions in a small amount, it is used in a wide range of fields such as electronic equipment and medical care, and rare metals are an indispensable resource for high-technology equipment that supports Japanese industry. For example, rare metals are used even in liquid crystal screens, cameras, batteries, and plastics in mobile phones that are essential for modern society.

日本が世界で最も多くレアメタルを使用しているが、レアメタルの多くが中国や南アフリカなどの限られた国のみに存在している。そのため、日本はレアメタル資源の確保を輸入に頼っている。更に、近年ではレアメタルの急激な需要拡大によって、この5年ほどで価格が2倍〜8倍にまで高騰したレアメタルもあり、レアメタルの確保と安定供給が国策の急務となっている。   Japan uses the most rare metals in the world, but most of the rare metals exist only in limited countries such as China and South Africa. For this reason, Japan relies on imports to secure rare metal resources. Furthermore, in recent years, due to the rapid increase in demand for rare metals, there have been rare metals whose prices have soared to two to eight times in the past five years, and securing and stable supply of rare metals is an urgent need for the national policy.

日本では、電子機器廃棄物である「都市鉱山」に大量のレアメタルが埋もれており、それらを有効に再利用するためにレアメタル回収の動きが盛んになり始めている。液晶TVやプラズマTVにはインジウムが含まれているが、TVの地デジ化等で急速に需要が高まっている。これらのパネルは家電リサイクル法の非該当商品であるため、パネルからインジウムを回収する技術の開発の必要性や重要性が高まってきた。   In Japan, a large amount of rare metals are buried in “urban mines”, which are wastes of electronic equipment, and in order to effectively reuse them, the movement of rare metal recovery has begun to flourish. LCD TVs and plasma TVs contain indium, but demand is rapidly increasing due to the terrestrial digital TV. Since these panels are not applicable to the Home Appliance Recycling Law, the necessity and importance of developing technologies for recovering indium from the panels have increased.

その一方で、レアメタル資源開発が一層盛んになるにつれて、鉱山坑や工場の廃水に含まれるレアメタルによる環境汚染や、それに伴う人体への影響が懸念されている。レアメタル及びその化合物の中には、毒性を示すものもある。今のところ環境汚染は認められていないが、製造工程などからの排水処理問題などに対して今後とも十分な対策が必要とされている。   On the other hand, as rare metal resource development becomes more prominent, there are concerns about environmental pollution caused by rare metals contained in mine mine and factory wastewater and the resulting effects on the human body. Some rare metals and their compounds are toxic. At present, environmental pollution is not recognized, but sufficient countermeasures are still required for wastewater treatment problems from manufacturing processes.

特に、アルカリ土類金属であるストロンチウムは、レアアース、白金、ニオブ、及びタンタルと共に、「要注視5鉱種」に含まれ、「すぐに備蓄が必要ではないが、注視し検討を要する鉱種」とされている。これらは、IT関連産業向け需要が急増し、近い将来には重要性が高まり、より重要な「備蓄レアメタル9鉱種」に追加される可能性がある。ストロンチウムは、主に炭酸ストロンチウムの形でテレビ用ブラウン管やフェライト磁石などに大量に使われており、最近では薄型テレビ(液晶、プラズマ)への需要も増加している。日本はストロンチウムの大消費国であり、消費割合は世界の約30%に上る。特に、ブラウン管でのストロンチウム消費は従来40,000〜70,000 t/年程度であり、日本国内の廃棄ブラウン管中に埋蔵する未利用ストロンチウムの量は当面著しく増大する見込みである。2011年にアナログテレビ放送が終了し、5,000万台のブラウン管テレビの廃棄が推定されているが、現状ではブラウン管からのストロンチウムのリサイクルについて有効な手段は無い。従って、ブラウン管のような混合材料に含まれる不溶態ストロンチウムを安価に可溶化して回収する手段が求められている。   In particular, strontium, an alkaline earth metal, along with rare earths, platinum, niobium, and tantalum, is included in the “Five Minerals to Watch”, and “A Minor that does not need to be stocked immediately but needs to be watched and examined” It is said that. These are likely to be added to the more important “stockpile rare metal 9 ore” as demand for IT-related industries increases rapidly and will increase in the near future. Strontium is mainly used in television cathode ray tubes and ferrite magnets in the form of strontium carbonate. Recently, demand for flat-screen televisions (liquid crystal and plasma) is increasing. Japan is a large consumer of strontium, accounting for about 30% of the world's consumption. In particular, the consumption of strontium in a cathode ray tube has been about 40,000 to 70,000 t / year in the past, and the amount of unused strontium buried in the waste cathode ray tube in Japan is expected to increase significantly for the time being. Analog TV broadcasting ended in 2011, and 50 million CRT TVs are estimated to be discarded, but there is currently no effective means for recycling strontium from CRTs. Accordingly, there is a need for means for solubilizing and recovering insoluble strontium contained in a mixed material such as a cathode ray tube at low cost.

また、ストロンチウムの放射性同位体(90Sr)は、原子力発電に利用されている。これが原子力発電の事故等により環境中に放出された場合、土壌や水圏を汚染し、食物連鎖によってヒトを含む動植物の体内に蓄積し、長期間(半減期28.8年)にわたって放射線を出し続けて内部被ばくを引き起こすので、極めて危険性が高い。このような事故による放射性ストロンチウムの土壌や水圏への拡散においては、ストロンチウムの濃度は低いながら、広範囲にわたることが想定される。したがって、極力コストや手間をかけずに希薄溶液中のストロンチウムや微粒子状ストロンチウムを回収する技術が必要となるが、現在有効な手段が無いことが大きな問題である。 The radioactive isotope ( 90 Sr) of strontium is used for nuclear power generation. If this is released into the environment due to a nuclear power plant accident, etc., it contaminates the soil and hydrosphere, accumulates in the body of animals and plants, including humans, through the food chain, and continues to emit radiation over a long period (half-life 28.8 years). As it causes exposure, it is extremely dangerous. In the diffusion of radioactive strontium due to such an accident to the soil and hydrosphere, it is assumed that the concentration of strontium is wide, though low. Therefore, a technique for recovering strontium and particulate strontium in a dilute solution without cost and effort as much as possible is required. However, there is a big problem that there is no effective means at present.

このような放射性ストロンチウムを回収する技術としては、例えば、特許文献1ではストロンチウム・ナトリウム含有放射性硝酸水性廃棄物を除染する方法が、特許文献2では高レベル放射性廃液を含む硝酸溶液中のカルシウムおよびストロンチウムを効率的に抽出分離する方法が報告されているが、いずれも化学処理による方法である。   As a technique for recovering such radioactive strontium, for example, Patent Document 1 discloses a method for decontaminating strontium / sodium-containing radioactive nitrate aqueous waste, and Patent Document 2 discloses a method for calcium in a nitric acid solution containing high-level radioactive waste liquid and Although methods for efficiently extracting and separating strontium have been reported, all are methods by chemical treatment.

特表平8-512404号公報Japanese National Patent Publication No. 8-512404 特開2004-212076号公報JP 2004-212076 A

日本では都市鉱山に大量のストロンチウムやバリウムなどのアルカリ土類金属が埋もれている。これまでに開発されたアルカリ土類金属の回収技術は化学処理による方法に限定されるが、化学処理による方法においては、環境負荷の高い強酸等の条件やエネルギーを多く消費する高温条件、大規模な装置などが必要となる。また、アルカリ土類金属以外の雑多な金属が同時に存在する混合材料である場合や金属濃度が極めて希薄な溶液の場合には化学処理の適用は困難である。したがって、化学処理による方法では上記のブラウン管等混合材料や放射性ストロンチウム汚染土壌・汚染水圏などからのストロンチウム回収は極めて難しい。そこで、微生物を用いたレアメタルの効率的回収技術の開発が望まれている。しかしながら、現在まで微生物を利用したアルカリ土類金属汚染の浄化やアルカリ土類金属回収を行ったことは知られていない。   In Japan, large quantities of alkaline earth metals such as strontium and barium are buried in urban mines. Alkaline earth metal recovery technology developed so far is limited to chemical treatment methods. However, chemical treatment methods require high environmental conditions such as strong acids, high-temperature conditions that consume a lot of energy, and large scale. Equipment is required. In addition, it is difficult to apply chemical treatment in the case of a mixed material in which miscellaneous metals other than alkaline earth metals are present at the same time, or in the case of a solution with a very dilute metal concentration. Therefore, it is extremely difficult to recover strontium from the above mixed materials such as cathode ray tubes, radioactive strontium contaminated soil, contaminated hydrosphere, etc. by the chemical treatment method. Therefore, development of an efficient technique for recovering rare metals using microorganisms is desired. However, it has not been known to date that alkaline earth metal contamination purification or alkaline earth metal recovery using microorganisms has been performed.

そこで、本発明は、微生物又はその培養物を用いるアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法及び可溶化剤を提供することを目的とする。更に、本発明は、アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができる微生物を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the solubilization method and solubilizer of alkaline earth metal carbonate using microorganisms or its culture. Furthermore, an object of the present invention is to provide a microorganism capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate.

本発明者らは、種々の土壌サンプルを使用して金属代謝微生物をスクリーニングすることによって、ある種の属(コリネバクテリウム属、バチルス属、オクロバクテリウム属)に属する微生物の中に炭酸ストロンチウムを可溶化することができる微生物が存在することを見出し、上記目的を達成することができるという知見を得た。   By screening metal-metabolizing microorganisms using various soil samples, the present inventors have found strontium carbonate in microorganisms belonging to certain genera (genus Corynebacterium, Bacillus, Ocrobacterium). The present inventors have found that there are microorganisms that can be solubilized, and obtained the knowledge that the above-described object can be achieved.

本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次の可溶化方法、可溶化剤及び微生物を提供するものである。   The present invention has been completed through further studies based on these findings, and provides the following solubilization method, solubilizer and microorganism.

(I) アルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法
(I-1) 以下の(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも1種の微生物又はその培養液を作用させてアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化させることを特徴とするアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法:
(a)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム(Corynebacterium)属に属する微生物、
(b)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス(Bacillus)属に属する微生物、
(c)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム(Ochrobactrum)属に属する微生物。
(I-2) 前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a1)〜(c1)の微生物である、(I-1)に記載の方法:
(a1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム・エフィシエンス(Corynebacterium efficiens)に属する微生物、
(b1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)に属する微生物、
(c1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム・オリザ(Ochrobactrum oryzae)に属する微生物。
(I-3) 前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a11)〜(c11)の微生物である、(I-1)に記載の方法:
(a11)コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株(FERM AP-22150)、
(b11)バチルス・メガテリウムFUJ29株(FERM AP-22151)、
(c11)オクロバクテリウム・オリザFUJ33株(FERM AP-22152)。
(I-4) 前記(a)〜(c)の微生物が以下の(A)〜(C)の微生物である、(I-1)に記載の方法:
(A)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号1で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するコリネバクテリウム属に属する微生物、
(B)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号2で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するバチルス属に属する微生物、
(C)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号3で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するオクロバクテリウム属に属する微生物。
(I-5) 前記アルカリ土類金属がストロンチウム又はバリウムである、(I-1)〜(I-4)のいずれかに記載の方法。
(I) Alkaline earth metal carbonate solubilization method
(I-1) It is characterized in that at least one microorganism selected from the group consisting of the following (a) to (c) or a culture solution thereof is allowed to act to solubilize an alkaline earth metal carbonate. Methods for solubilizing alkaline earth metal carbonates:
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(C) A microorganism belonging to the genus Ochrobactrum that can solubilize an alkaline earth metal carbonate.
(I-2) The method according to (I-1), wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a1) to (c1):
(A1) a microorganism belonging to Corynebacterium efficiens capable of solubilizing alkaline earth metal carbonates,
(B1) a microorganism belonging to Bacillus megaterium, which can solubilize alkaline earth metal carbonates,
(C1) A microorganism belonging to Ochrobactrum oryzae that can solubilize an alkaline earth metal carbonate.
(I-3) The method according to (I-1), wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a11) to (c11):
(A11) Corynebacterium efficiens FUJ3 strain (FERM AP-22150),
(B11) Bacillus megaterium FUJ29 strain (FERM AP-22151),
(C11) Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain (FERM AP-22152).
(I-4) The method according to (I-1), wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (A) to (C):
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(C) A microorganism belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 3.
(I-5) The method according to any one of (I-1) to (I-4), wherein the alkaline earth metal is strontium or barium.

(II) アルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化剤
(II-1) 以下の(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも1種の微生物又はその培養液を含有するアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化剤:
(a)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム属に属する微生物、
(b)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス属に属する微生物、
(c)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム属に属する微生物。
(II-2) 前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a1)〜(c1)の微生物である、(II-1)に記載の可溶化剤:
(a1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム・エフィシエンスに属する微生物、
(b1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス・メガテリウムに属する微生物、
(c1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム・オリザに属する微生物。
(II-3) 前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a11)〜(c11)の微生物である、(II-1)に記載の可溶化剤:
(a11)コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株(FERM AP-22150)、
(b11)バチルス・メガテリウムFUJ29株(FERM AP-22151)、
(c11)オクロバクテリウム・オリザFUJ33株(FERM AP-22152)。
(II-4) 前記(a)〜(c)の微生物が以下の(A)〜(C)の微生物である、(II-1)に記載の可溶化剤:
(A)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号1で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するコリネバクテリウム属に属する微生物、
(B)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号2で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するバチルス属に属する微生物、
(C)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号3で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するオクロバクテリウム属に属する微生物。
(II-5) 前記アルカリ土類金属がストロンチウム又はバリウムである、(II-1)〜(II-4)のいずれかに記載の可溶化剤。
(II) Alkaline earth metal carbonate solubilizer
(II-1) An alkaline earth metal carbonate solubilizer containing at least one microorganism selected from the group consisting of the following (a) to (c) or a culture solution thereof:
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(C) Microorganisms belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize alkaline earth metal carbonates.
(II-2) The solubilizer according to (II-1), wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a1) to (c1):
(A1) a microorganism belonging to Corynebacterium efficiens capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(B1) a microorganism belonging to Bacillus megaterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(C1) A microorganism belonging to Ocrobacterium oryzae that can solubilize an alkaline earth metal carbonate.
(II-3) The solubilizer according to (II-1), wherein the microorganisms (a) to (c) are the microorganisms (a11) to (c11) below:
(A11) Corynebacterium efficiens FUJ3 strain (FERM AP-22150),
(B11) Bacillus megaterium FUJ29 strain (FERM AP-22151),
(C11) Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain (FERM AP-22152).
(II-4) The solubilizer according to (II-1), wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (A) to (C):
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(C) A microorganism belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 3.
(II-5) The solubilizer according to any one of (II-1) to (II-4), wherein the alkaline earth metal is strontium or barium.

(III) 新規微生物
(III-1) アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができる、コリネバクテリウム属、バチルス属、又はオクロバクテリウム属に属する微生物。
(III-2) コリネバクテリウム・エフィシエンス、バチルス・メガテリウム、又はオクロバクテリウム・オリザに属する微生物である、(III-1)に記載の微生物。
(III-3) コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株(FERM AP-22150)、バチルス・メガテリウムFUJ29株(FERM AP-22151)、又はオクロバクテリウム・オリザFUJ33株(FERM AP-22152)である、(III-1)に記載の微生物。
(III-4)以下の(A)〜(C)のいずれかの微生物である、(III-1)に記載の微生物:
(A)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号1で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するコリネバクテリウム属に属する微生物、
(B)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号2で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するバチルス属に属する微生物、
(C)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができ、且つ配列番号3で示される塩基配列を含む16S rDNAを有するオクロバクテリウム属に属する微生物。
(III-5) 前記アルカリ土類金属がストロンチウム又はバリウムである、(III-1)〜(III-4)のいずれかに記載の微生物。
(III) New microorganism
(III-1) A microorganism belonging to the genus Corynebacterium, Bacillus, or Ocrobacterium, which can solubilize alkaline earth metal carbonates.
(III-2) The microorganism according to (III-1), which is a microorganism belonging to Corynebacterium efficiens, Bacillus megaterium, or Ocrobacterium oryzae.
(III-3) Corynebacterium efficiens FUJ3 strain (FERM AP-22150), Bacillus megaterium FUJ29 strain (FERM AP-22151), or Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain (FERM AP-22152), (III The microorganism described in -1).
(III-4) The microorganism according to (III-1), which is any one of the following microorganisms (A) to (C):
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(C) A microorganism belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize an alkaline earth metal carbonate and has 16S rDNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 3.
(III-5) The microorganism according to any one of (III-1) to (III-4), wherein the alkaline earth metal is strontium or barium.

本発明の方法及び可溶化剤によれば、微生物又はその培養液を用いることでアルカリ土類金属(特にレアメタルであるストロンチウム)の炭酸塩を可溶化させることが可能である。また、本発明の微生物は、アルカリ土類金属(特にレアメタルであるストロンチウム)の炭酸塩を可溶化することができるという優れた特性を有している。   According to the method and solubilizing agent of the present invention, it is possible to solubilize an alkaline earth metal carbonate (especially, strontium which is a rare metal) by using a microorganism or a culture solution thereof. In addition, the microorganism of the present invention has an excellent characteristic that it can solubilize carbonates of alkaline earth metals (especially strontium which is a rare metal).

そのため、本発明により、効率的なレアメタル汚染の浄化やレアメタル資源回収のシステムの開発が期待できる。   Therefore, the present invention can be expected to develop a system for efficiently purifying rare metal contamination and collecting rare metal resources.

日本海溝の土壌サンプルを培養したときのプレートの写真である。培地は左上から順に、none、In2O3、Fe2O3、左下から順にSn2O4、V2O5、SrCO3である。It is a photograph of a plate when cultivating a soil sample of the Japan Trench. The medium is none, In 2 O 3, Fe 2 O 3 in order from the upper left, and Sn 2 O 4 , V 2 O 5 , and SrCO 3 in order from the lower left. 足尾銅山の土壌サンプルを培養したときのプレートの写真である。培地は左上から順に、none、In2O3、Fe2O3、左下から順にSn2O4、V2O5、SrCO3である。It is a photograph of a plate when a soil sample of Ashio Copper Mine is cultured. The medium is none, In 2 O 3, Fe 2 O 3 in order from the upper left, and Sn 2 O 4 , V 2 O 5 , and SrCO 3 in order from the lower left. 富士山山頂の土壌サンプルを培養したときのプレートの写真である。培地は左上から順にSrCO3、Sn2O4、V2O5、左下から順にnone、In2O3である。It is a photograph of a plate when a soil sample at the summit of Mt. Fuji is cultured. The medium is SrCO 3 , Sn 2 O 4 , V 2 O 5 in order from the upper left, none, In 2 O 3 in order from the lower left. SrCO3を可溶化する細菌のプレートの写真である。全て富士山山頂土壌サンプルから得た(上から順にFUJ3株、FUJ29株、FUJ33株である)。左列がプレート裏面の写真、右列がプレート表面の写真である。SrCO 3 is a plate photo of the solubilizing bacteria. All were obtained from Mt. Fuji summit soil samples (from the top, FUJ3 strain, FUJ29 strain, FUJ33 strain). The left column is a photograph of the back side of the plate, and the right column is a photograph of the plate surface. SrCO3を可溶化する細菌の金属特異性を示す写真である。左上から順にSrCl、SrO、MnCO3、左下から順にBaCO3、SrCO3である。Is a photograph showing the bacterial metallic specificity solubilizing SrCO 3. SrCl, SrO, MnCO 3 in order from the upper left, BaCO 3 , SrCO 3 in order from the lower left. 各細菌の増殖曲線、pH変化、及び炭酸ストロンチウムの溶解度を示すグラフである。It is a graph which shows the growth curve of each bacterium, pH change, and the solubility of strontium carbonate. SrCO3を可溶化する細菌の系統樹を示す図である。The SrCO 3 shows a phylogenetic tree of solubilizing bacteria.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

アルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法
本発明のアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法は、以下の(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも1種の微生物又はその培養液を作用させてアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化させることを特徴とする:
(a)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム属に属する微生物、
(b)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス属に属する微生物、
(c)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム属に属する微生物。
Method for Solubilizing Alkaline Earth Metal Carbonate The method for solubilizing an alkaline earth metal carbonate according to the present invention comprises at least one microorganism selected from the group consisting of: It is characterized by solubilizing alkaline earth metal carbonate by the action of a culture solution:
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(C) Microorganisms belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize alkaline earth metal carbonates.

本発明の方法によれば、特定の微生物又はその培養液を用いることでアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化させることが可能となる。   According to the method of the present invention, the alkaline earth metal carbonate can be solubilized by using a specific microorganism or a culture solution thereof.

本発明におけるアルカリ土類金属の炭酸塩とは、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)及びラジウム(Ra)の炭酸塩であり、好ましくはレアメタルであるストロンチウム及びバリウムの炭酸塩、特に好ましくはストロンチウムの炭酸塩である。   The alkaline earth metal carbonate in the present invention is calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) and radium (Ra) carbonate, preferably rare metal strontium and barium carbonate, Particularly preferred is strontium carbonate.

本発明の方法の可溶化の対象となるアルカリ土類金属の炭酸塩は、他の物質に含まれている状態であっても良く、例えば、アルカリ土類金属の炭酸塩を含む鉱石、電子機器、都市鉱山、工場等の廃液などにも本発明の方法を適用することができる。そのため、本発明の方法により電子機器の廃棄物等からアルカリ土類金属、特にレアメタルであるストロンチウム及びバリウムを可溶化させることで、アルカリ土類金属、特にストロンチウム及びバリウムの回収を容易に行うことが可能になる。   The alkaline earth metal carbonate to be solubilized by the method of the present invention may be contained in another substance, for example, an ore containing an alkaline earth metal carbonate, electronic equipment The method of the present invention can also be applied to waste liquids from urban mines and factories. Therefore, it is possible to easily recover alkaline earth metals, particularly strontium and barium, by solubilizing alkaline earth metals, particularly rare metals such as strontium and barium, from the waste of electronic equipment by the method of the present invention. It becomes possible.

本発明における可溶化とは、具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩を分解し、アルカリ土類金属のイオンを生成させる反応のことである。   The solubilization in the present invention is specifically a reaction in which an alkaline earth metal carbonate is decomposed to generate an alkaline earth metal ion.

本発明で使用する微生物は、アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム属、バチルス属、オクロバクテリウム属等に属する微生物であり、好ましくはコリネバクテリウム・エフィシエンス、バチルス・メガテリウム、オクロバクテリウム・オリザ等に属する微生物である。土壌等から採取した微生物について、16S rRNAの情報等に基づいて微生物を分類(属種の同定)する方法は公知である。本発明で使用する微生物は、野生株、変異株、遺伝子工学的手法等により作製される組換え体などの何れの微生物であっても良い。   The microorganism used in the present invention is a microorganism belonging to the genus Corynebacterium, the genus Bacillus, the genus Ocrobacterium, or the like, which can solubilize the alkaline earth metal carbonate, preferably Corynebacterium efficiens, Bacillus.・ Microorganisms belonging to megaterium, Ocrobacterium oryzae, etc. A method for classifying microorganisms (identification of genus species) based on 16S rRNA information and the like for microorganisms collected from soil and the like is known. The microorganism used in the present invention may be any microorganism such as a wild-type strain, a mutant strain, and a recombinant produced by genetic engineering techniques.

微生物がアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができることは、実施例に記載の方法により確認することができる。具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩を添加したYPG等の培地で微生物を培養し、培養後の寒天培地や培養液の透明度が高まることを観察することで確認できる。本発明で使用するアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができる微生物は、上記方法を用いることにより野生株、変異株等の中からスクリーニングすることで単離採取することができる。   It can be confirmed by the method described in the Examples that the microorganism can solubilize the alkaline earth metal carbonate. Specifically, it can be confirmed by culturing the microorganism in a medium such as YPG to which an alkaline earth metal carbonate is added, and observing that the transparency of the agar medium and the culture solution after the culture is increased. Microorganisms capable of solubilizing the alkaline earth metal carbonate used in the present invention can be isolated and collected by screening from wild strains, mutant strains and the like by using the above method.

本発明で使用する微生物の例としては、コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株、バチルス・メガテリウムFUJ29株、及びオクロバクテリウム・オリザFUJ33株が挙げられる。当該コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株、バチルス・メガテリウムFUJ29株、及びオクロバクテリウム・オリザFUJ33株は、ストロンチウムの炭酸塩を可溶化することができる能力を有していることが実施例により示されている。以下に、これら菌株の菌学的性質及び遺伝学性質を示す。   Examples of the microorganism used in the present invention include Corynebacterium efficiens FUJ3 strain, Bacillus megaterium FUJ29 strain, and Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain. Examples show that the Corynebacterium efficiens FUJ3 strain, Bacillus megaterium FUJ29 strain, and Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain have the ability to solubilize strontium carbonate. Yes. The following are the mycological and genetic properties of these strains.

(コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株)
(i)菌学的性質
FUJ3株の形状的特徴としては、色調は黄色、形は点状、隆起状態は半球状、周縁は全縁、表面の形状等はスムーズ、透明度は不透明、粘稠度はバター様である。
(Corynebacterium efficiens FUJ3 strain)
(i) Mycological properties
The shape characteristics of FUJ3 strain are yellow in color, dotted in shape, hemispheric in the raised state, full edge in the periphery, smooth on the surface, etc., opaque in transparency, and butter-like in consistency.

(ii)遺伝学的性質
16S rRNA遺伝子塩基配列(配列番号1)の解析により、コリネバクテリウム・エフィシエンスとの同一性が98.3%と高い値を示し、FUJ3株は当該属種に属する菌株であることが確認されている。
(ii) Genetic properties
Analysis of the 16S rRNA gene nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) shows a high identity with Corynebacterium efficiens at 98.3%, confirming that the FUJ3 strain belongs to the genus.

(バチルス・メガテリウムFUJ29株)
(i)菌学的性質
FUJ29株の形状的特徴としては、色調は白、形は円形、隆起状態は波状又は突起状、周縁は波状、表面の形状等はムコイド、透明度は半透明、粘稠度は粘稠性である。
(Bacillus megaterium FUJ29)
(i) Mycological properties
The shape characteristics of FUJ29 strain are: white color, circular shape, ridged wave shape or protrusion, peripheral edge wave shape, surface shape etc. mucoid, transparency is translucent, viscosity is viscous .

(ii)遺伝学的性質
16S rRNA遺伝子塩基配列(配列番号2)の解析により、バチルス・メガテリウムとの同一性が99.5%と高い値を示し、FUJ29株は当該属種に属する菌株であることが確認されている。
(ii) Genetic properties
Analysis of the 16S rRNA gene base sequence (SEQ ID NO: 2) shows that the identity with Bacillus megaterium is as high as 99.5%, confirming that the FUJ29 strain belongs to the genus species.

(オクロバクテリウム・オリザFUJ33株)
(i)菌学的性質
FUJ33株の形状的特徴としては、色調は象牙色、形は点状、隆起状態は扁平状、周縁は全縁、表面の形状等はラフ、透明度は半透明、粘稠度はバター様を有している。
(Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain)
(i) Mycological properties
The shape characteristics of FUJ33 are as follows: color is ivory color, shape is punctiform, raised state is flat, peripheral edge is full edge, surface shape is rough, transparency is translucent, viscosity is butter-like doing.

(ii)遺伝学的性質
16S rRNA遺伝子塩基配列(配列番号3)の解析により、オクロバクテリウム・オリザとの同一性が95.9%と高い値を示し、FUJ33株は当該属種に属する菌株であることが確認されている。
(ii) Genetic properties
Analysis of the 16S rRNA gene base sequence (SEQ ID NO: 3) shows a high value of 95.9% with O. oryzae, confirming that the FUJ33 strain belongs to the genus species.

当該コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株、バチルス・メガテリウムFUJ29株、オクロバクテリウム・オリザFUJ33株は、2011年7月11日に、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1−1−1中央第6(郵便番号305-8566))に、それぞれ受領番号FERM AP-22150、FERM AP-22151、FERM AP-22152として寄託されている。   On July 11, 2011, the Corynebacterium efficiens FUJ3 strain, Bacillus megaterium FUJ29 strain, and Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain were established on July 11, 2011 by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST Tsukuba, Ibaraki Prefecture, Japan). The deposit numbers FERM AP-22150, FERM AP-22151, and FERM AP-22152 are deposited in the city center 1-1-1 center 6 (postal code 305-8566).

また、上記コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株、バチルス・メガテリウムFUJ29株、及びオクロバクテリウム・オリザFUJ33株以外に、アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができる微生物としては、配列番号1〜3で示される塩基配列又はこれらと98%以上、99%以上、99.8%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物が挙げられる。   In addition to the above-mentioned Corynebacterium efficiens FUJ3 strain, Bacillus megaterium FUJ29 strain, and Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain, as microorganisms that can solubilize alkaline earth metal carbonates, SEQ ID NO: 1 And a microorganism having 16S rDNA containing the nucleotide sequence represented by 3 or a nucleotide sequence having 98%, 99%, or 99.8% identity with these.

本発明で使用する微生物を培養する培地としては、当該微生物が増殖できる培地であれば制限無く使用できる。例えば、用いられる培地としては、炭素源としてグルコース、シュークロース、フルクトース、グリセロール、スターチなどの炭水化物を含有するものが挙げられる。また、無機又は有機窒素源(例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、カゼインの加水分解物、酵母抽出物、ポリペプトン、バクトトリプトン、ビーフ抽出物等)を含有するものも挙げられる。さらに所望により、他の栄養源(例えば、無機塩、ビタミン類、微量金属塩など)を培地中に添加しても良い。なお、これらは1.5%程度の寒天を添加することで、固体培地として調製することもできる。   As a medium for culturing the microorganism used in the present invention, any medium can be used without limitation as long as the microorganism can grow. For example, the medium to be used includes those containing carbohydrates such as glucose, sucrose, fructose, glycerol and starch as a carbon source. Further, those containing an inorganic or organic nitrogen source (for example, ammonium sulfate, ammonium chloride, casein hydrolyzate, yeast extract, polypeptone, bactotryptone, beef extract, etc.) are also included. Furthermore, if desired, other nutrient sources (for example, inorganic salts, vitamins, trace metal salts, etc.) may be added to the medium. These can also be prepared as a solid medium by adding about 1.5% agar.

本発明で使用する微生物の培養は、通常pH4.0〜7.0のpH条件;通常30〜37℃の温度条件で行うことができる。   Culture of the microorganism used in the present invention can be carried out usually under pH conditions of pH 4.0 to 7.0; usually temperature conditions of 30 to 37 ° C.

本発明で使用する微生物を用いてアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化する際には、該微生物はカラギーナンゲル、アルギン酸ゲル等に公知の方法で固定化されていても良い。本発明の方法は、最初からアルカリ土類金属の炭酸塩が添加された培地を用いて上記微生物を培養する方法でも、上記微生物の培養液中にアルカリ土類金属の炭酸塩を添加する方法であっても良い。   When solubilizing the alkaline earth metal carbonate using the microorganism used in the present invention, the microorganism may be immobilized on carrageenan gel, alginic acid gel or the like by a known method. The method of the present invention is a method of culturing the microorganism using a medium to which an alkaline earth metal carbonate has been added from the beginning, or a method of adding an alkaline earth metal carbonate to the culture solution of the microorganism. There may be.

本発明における培養液には、微生物を培養した後の微生物を含む状態及び微生物が取り除かれた後の培養液が含まれる。   The culture solution in the present invention includes a state containing microorganisms after culturing microorganisms and a culture solution after microorganisms are removed.

微生物又はその培養液を作用させるとは、例えば、アルカリ土類金属の炭酸塩を含む鉱石や都市鉱山などに微生物等を添加する態様が挙げられる。   Examples of the action of a microorganism or a culture solution thereof include a mode in which a microorganism or the like is added to an ore containing an alkaline earth metal carbonate or an urban mine.

本発明の方法により可溶化されたアルカリ土類金属は、海老や円石藻を用いたバイオミネラリゼーション等の公知の方法を使用することにより単離・回収することができる。   The alkaline earth metal solubilized by the method of the present invention can be isolated and recovered by using a known method such as biomineralization using shrimp or boulder algae.

アルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化剤
本発明のアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化剤は、以下の(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも1種の微生物又はその培養液を含有することを特徴とする:
(a)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム属に属する微生物、
(b)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス属に属する微生物、
(c)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム属に属する微生物。
Alkaline earth metal carbonate solubilizer The alkaline earth metal carbonate solubilizer of the present invention is at least one microorganism selected from the group consisting of: It is characterized by containing a culture solution:
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(C) Microorganisms belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize alkaline earth metal carbonates.

本発明の可溶化剤によれば、アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化させることが可能となる。また、本発明の可溶化剤を用いることにより電子機器の廃棄物等からアルカリ土類金属、特にレアメタルであるストロンチウム及びバリウムを可溶化させることで、アルカリ土類金属、特にストロンチウム及びバリウムの回収を容易に行うことが可能になる。   According to the solubilizing agent of the present invention, it is possible to solubilize an alkaline earth metal carbonate. In addition, by using the solubilizer of the present invention, alkaline earth metals, particularly strontium and barium, which are rare metals, are solubilized from wastes of electronic equipment, etc., thereby recovering alkaline earth metals, particularly strontium and barium. It becomes possible to carry out easily.

上記の「微生物」、「アルカリ土類金属」、「可溶化」等についての説明、定義等は、上記「アルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法」の項目に記載のものと同様である。   The explanation, definition, etc. of the above-mentioned “microorganism”, “alkaline earth metal”, “solubilization” and the like are the same as those described in the item “Method for solubilizing carbonate of alkaline earth metal”. .

以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。しかし、本発明はこれら実施例等になんら限定されるものではない。   Examples are given below to illustrate the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to these examples.

[試薬]
トリプトン、酵母エキス、塩化ナトリウム、寒天粉末、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化鉄、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、酸化ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸マンガン、アガロースはナカライテスクから購入した。D (+) -グルコースは和光純薬工業から購入した。
[reagent]
Tryptone, yeast extract, sodium chloride, agar powder, indium oxide, vanadium oxide, tin oxide, iron oxide, strontium carbonate, strontium chloride, strontium oxide, barium carbonate, manganese carbonate, and agarose were purchased from Nacalai Tesque. D (+)-glucose was purchased from Wako Pure Chemical Industries.

[方法]
1.不溶化金属の可溶化能に秀でた細菌のスクリーニング
日本海溝、足尾銅山、富士山山頂の土壌サンプル数mgをエッペンチューブに計り取った。1 M Tris buffer (pH 8.0) 700μlで懸濁し、各20 mM酸化インジウム、酸化鉄、酸化スズ、酸化バナジウム、炭酸ストロンチウム(表1)含有YPG寒天プレート(表2)に上澄み100μlをまき、28℃で培養した。各プレートで生育した細菌を別の同金属含有プレートに継代した。
[Method]
1. Screening for bacteria excellent in solubilizing ability of insolubilized metals Several milligrams of soil samples from the Japan Trench, Ashio Copper Mine, and Mt. Fuji summit were weighed into an Eppendorf tube. Suspend in 700 μl of 1 M Tris buffer (pH 8.0), sprinkle 100 μl of the supernatant on a YPG agar plate (Table 2) containing 20 mM indium oxide, iron oxide, tin oxide, vanadium oxide, and strontium carbonate (Table 1). In culture. Bacteria grown on each plate were passaged to another plate containing the same metal.

Figure 2013031402
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Figure 2013031402
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2.炭酸ストロンチウム可溶化能を有する細菌の金属特性について
SrCO3 可溶化能を有する細菌が他の金属炭酸塩及びストロンチウム塩で金属の可溶化を生じるか調べた。上記の細菌は、各20 mM酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸マンガン(表3)を含有するYPG寒天プレート(表2)を用いて、28℃で培養した。
2. Metallic properties of bacteria with strontium carbonate solubilizing ability
It was investigated whether bacteria with SrCO 3 solubilization ability would cause metal solubilization with other metal carbonates and strontium salts. The bacteria were cultured at 28 ° C. using YPG agar plates (Table 2) each containing 20 mM strontium oxide, strontium chloride, barium carbonate, and manganese carbonate (Table 3).

Figure 2013031402
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3.可溶化能を有する細菌の培養
YPG液体培地5 ml入り試験管に細菌を植菌し、懸濁するまで30℃で振とう培養した。この溶液を前培養液とする。前培養液1 mlをYPG液体培養100 mlに加え、30℃で本培養した。そのときの経時変化についてO.D. = 600の吸光度とpHを測定した。また、培養上清の炭酸ストロンチウム可溶化能を調査するために、それぞれの培養時間による培養液1 mlを回収し、それらの溶液を遠心分離(6,000 rpm、5 min、4℃)により上清を得た。それらの上清と20 mM SrCO3含有YPG液体培地を2 : 1(total 300μl)で混合し、数時間静置し、O.D. = 600の吸光度を測定した。
3. Culture of bacteria with solubilizing ability
Bacteria were inoculated into a test tube containing 5 ml of YPG liquid medium, and cultured with shaking at 30 ° C. until suspended. This solution is used as a preculture solution. 1 ml of the preculture was added to 100 ml of YPG liquid culture, and main culture was performed at 30 ° C. The absorbance and pH at OD = 600 were measured for the change with time. In addition, in order to investigate the ability of the culture supernatant to solubilize strontium carbonate, collect 1 ml of the culture solution for each culture time, and centrifuge (6,000 rpm, 5 min, 4 ° C) to remove the supernatant. Obtained. These supernatants and 20 mM SrCO 3 -containing YPG liquid medium were mixed at 2: 1 (total 300 μl), allowed to stand for several hours, and the absorbance at OD = 600 was measured.

4.細菌の 16S rRNA 塩基配列解析
細菌のゲノム抽出はビーズフェノール法で行った。滅菌水100μl入りのエッペンチューブに細菌を懸濁し、200 mM Tris緩衝液(80 mM EDTA, pH 8.0)125μl、10% SDS 25μl、滅菌ガラスビーズ150 mg (φ ≦ 106μm)、TE飽和フェノール(pH 7.9)250μlを加えた。Vortexを用いて1分間撹拌後、遠心分離(15,000 rpm、4℃、5 min)し、ゲノムDNAを回収するために水系の上清200μlを回収した。純度の高いゲノムDNAを回収するために、その上清にPCIを200μl加え軽く撹拌した後、遠心分離(15,000 rpm、4℃、5 min)によりゲノムDNAが含まれる上清125μlを回収した。この上清は、エタノール沈殿法により、5M NaCl 12.5μl、99.5% エタノール310μlを加えDNAを沈殿させた。沈殿を70%エタノール200μlで洗浄後、TE緩衝液100μlで溶かした。
4). Bacterial 16S rRNA sequence analysis Bacterial genome extraction was performed by the bead phenol method. Suspend bacteria in an Eppendorf tube containing 100 μl of sterilized water, 125 μl of 200 mM Tris buffer (80 mM EDTA, pH 8.0), 25 μl of 10% SDS, 150 mg of sterile glass beads (φ ≦ 106 μm), TE saturated phenol (pH 7.9 ) 250 μl was added. After stirring for 1 minute using Vortex, centrifugation (15,000 rpm, 4 ° C., 5 min) was performed, and 200 μl of an aqueous supernatant was collected to collect genomic DNA. In order to collect highly pure genomic DNA, 200 μl of PCI was added to the supernatant and stirred gently, and then 125 μl of supernatant containing genomic DNA was collected by centrifugation (15,000 rpm, 4 ° C., 5 min). To this supernatant, 12.5 μl of 5M NaCl and 310 μl of 99.5% ethanol were added by ethanol precipitation to precipitate DNA. The precipitate was washed with 200 μl of 70% ethanol and then dissolved with 100 μl of TE buffer.

スクリーニングで得た細菌を同定するために、16S rDNA塩基配列の増幅にはPCR法を用いた。PCR用マイクロチューブに反応溶液(表4)を入れ、PCR反応(表5)を行った。   In order to identify the bacteria obtained by screening, PCR was used to amplify the 16S rDNA base sequence. The reaction solution (Table 4) was put into a PCR microtube, and PCR reaction (Table 5) was performed.

Figure 2013031402
Figure 2013031402

プライマー
16S_fD2_RT AGAGTTTGATCATGGCTCAG
16S_rP2_RT ACGGCTACCTTGTTACGACTT
Primer
16S_fD2_RT AGAGTTTGATCATGGCTCAG
16S_rP2_RT ACGGCTACCTTGTTACGACTT

Figure 2013031402
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PCRで増幅した遺伝子についてアガロースゲル電気泳動を行い、増幅が確認されたPCR産物をMACHEREY-NAGEL社のNucleoSpin(登録商標)Extract IIを用いて回収を行った。ゲル抽出したPCR産物の塩基配列を解析するために、ファスマック社のシークエンス解析サービスに依頼した。得られたシークエンス解析結果を用いて系統樹を作成して属レベルを決定し、それに基づいて近縁の種間で系統樹を作成して種の同定を行った。   The gene amplified by PCR was subjected to agarose gel electrophoresis, and the PCR product confirmed to be amplified was recovered using NucleoSpin (registered trademark) Extract II of MACHEREY-NAGEL. In order to analyze the base sequence of the gel-extracted PCR product, we requested a sequence analysis service from Fasmac. Using the obtained sequence analysis results, a phylogenetic tree was created to determine the genus level, and based on this, a phylogenetic tree was created between closely related species to identify the species.

[結果]
1.不溶化金属の可溶化能に秀でた細菌のスクリーニング
日本海溝、足尾銅山、富士山山頂の土壌サンプルを、それぞれの培地で培養した時の様子を図1〜3に示す。各地域及び不溶化金属により生育できる細菌群が異なるため、不溶化金属による選択が可能であることを示す。その内、炭酸ストロンチウムを可溶化する細菌を確認した。
[result]
1. Screening of bacteria excellent in solubilizing ability of insolubilized metals FIGS. 1 to 3 show the state of soil samples cultured at the Japan Trench, Ashio Copper Mine, and Mt. Fuji summit in each medium. It shows that selection by insolubilized metal is possible because each group and bacteria group that can grow by insolubilized metal are different. Among them, bacteria that solubilize strontium carbonate were identified.

2.炭酸ストロンチウム可溶化能を有する細菌の金属特性について
単離した細菌のうち、水に不溶のSrCO3を可溶化している細菌(FUJ3、FUJ29、FUJ33)を発見した。それらを図4に示す。
2. Among the bacteria isolated with regard to the metal characteristics of bacteria having strontium carbonate solubilization ability, the bacteria (FUJ3, FUJ29, FUJ33) that have solubilized water-insoluble SrCO 3 were discovered. They are shown in FIG.

これらのSrCO3 を可溶化する細菌のうちFUJ3を、各20 mM酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸マンガンを含有するYPG寒天培地で培養した時の様子を図5に示す。 Of these bacteria that solubilize SrCO 3 , FUJ3 is cultured in a YPG agar medium containing 20 mM strontium oxide, strontium chloride, barium carbonate, and manganese carbonate, respectively, as shown in FIG.

酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、炭酸マンガンを含むYPG培地に変化はなかったが、SrCO3 を可溶化する細菌は炭酸ストロンチウムだけでなく、炭酸バリウムも可溶化した。このことから、SrCO3 を可溶化する細菌はアルカリ土類金属の炭酸塩を選択的に可溶化すると考えられる。 Although there was no change in the YPG medium containing strontium oxide, strontium chloride, and manganese carbonate, bacteria that solubilize SrCO 3 solubilized not only strontium carbonate but also barium carbonate. From this, it is considered that bacteria that solubilize SrCO 3 selectively solubilize alkaline earth metal carbonates.

3.可溶化能を有する細菌の培養
各細菌の増殖曲線、pH変化、炭酸ストロンチウムの溶解度を図6に示す。FUJ3及びFUJ29は、双方とも生育、pH変化及び炭酸ストロンチウムの溶解度に大きな変化が見られない。しかし、FUJ33は、FUJ3及びFUJ29と比較すると、生育と炭酸ストロンチウムの溶解度が低い。
3. Culture of Bacteria with Solubilization Capability Growth curves, pH changes, and solubility of strontium carbonate for each bacterium are shown in FIG. Both FUJ3 and FUJ29 show no significant change in growth, pH change and strontium carbonate solubility. However, FUJ33 is less grown and less soluble in strontium carbonate than FUJ3 and FUJ29.

4.ゲノム配列解析
SrCO3を可溶化する細菌の系統樹を図7に示す。
4). Genome sequence analysis
FIG. 7 shows a phylogenetic tree of bacteria that solubilize SrCO 3 .

系統樹より、富士山山頂の土壌から得られた細菌、FUJ3はコリネバクテリウム属、FUJ29はバチルス属、FUJ33はオクロバクテリウム属等と近縁の細菌であることが明らかとなった。   From the phylogenetic tree, it was clarified that the bacteria obtained from the soil at the top of Mt. Fuji, FUJ3 is a genus Corynebacterium, FUJ29 is a genus Bacillus, FUJ33 is a bacterium belonging to the genus Ocrobacterium.

<FUJ3:コリネバクテリウム属>
FUJ3の16S rRNA遺伝子塩基配列(全配列長:1,484 bp、配列番号1)のDNAデータベース(BLAST等)上での検索による最近縁種やその周辺近縁種との同一性(%)情報を以下の表6に示す。この結果からFUJ3株をコリネバクテリウム・エフィシエンスであると同定した。
<FUJ3: Corynebacterium>
The following is information on the identity (%) of the nearest relative species and its neighboring species by searching the DNA sequence (BLAST etc.) of the FUJ3 16S rRNA gene base sequence (total sequence length: 1,484 bp, SEQ ID NO: 1). Table 6 shows. From this result, FUJ3 strain was identified as Corynebacterium efficiens.

Figure 2013031402
Figure 2013031402

<FUJ29:バチルス属>
FUJ29の16S rRNA遺伝子塩基配列(全配列長:1,516 bp、配列番号2)のDNAデータベース(BLAST等)上での検索による最近縁種やその周辺近縁種との同一性(%)情報を以下の表7に示す。この結果からFUJ29株をバチルス・メガテリウムであると同定した。
<FUJ29: Bacillus genus>
FUJ29 16S rRNA gene base sequence (total sequence length: 1,516 bp, SEQ ID NO: 2) on DNA database (BLAST, etc.) searched for information on the identity (%) of the nearest relative species and its neighboring species Table 7 shows. From this result, FUJ29 strain was identified as Bacillus megaterium.

Figure 2013031402
Figure 2013031402

<FUJ33:オクロバクテリウム属>
FUJ33の16S rRNA遺伝子塩基配列(全配列長:1,449 bp、配列番号3)のDNAデータベース(BLAST等)上での検索による最近縁種やその周辺近縁種との同一性(%)情報を以下の表8に示す。この結果からFUJ33株をオクロバクテリウム・オリザであると同定した。
<FUJ33: Ocrobacterium genus>
Information on the identity (%) of the nearest relative species and its neighboring species by searching on the DNA database (BLAST etc.) of the 16S rRNA gene base sequence of FUJ33 (total sequence length: 1,449 bp, SEQ ID NO: 3) It shows in Table 8. From this result, the FUJ33 strain was identified as O. oxybacterium.

Figure 2013031402
Figure 2013031402

Claims (12)

以下の(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも1種の微生物又はその培養液を作用させてアルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化させることを特徴とするアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化方法:
(a)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム(Corynebacterium)属に属する微生物、
(b)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス(Bacillus)属に属する微生物、
(c)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム(Ochrobactrum)属に属する微生物。
An alkaline earth metal carbonate comprising solubilizing an alkaline earth metal carbonate by acting at least one microorganism selected from the group consisting of the following (a) to (c) or a culture solution thereof: Carbonate solubilization method:
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(C) A microorganism belonging to the genus Ochrobactrum that can solubilize an alkaline earth metal carbonate.
前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a1)〜(c1)の微生物である、請求項1に記載の方法:
(a1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム・エフィシエンス(Corynebacterium efficiens)に属する微生物、
(b1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)に属する微生物、
(c1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム・オリザ(Ochrobactrum oryzae)に属する微生物。
The method according to claim 1, wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a1) to (c1):
(A1) a microorganism belonging to Corynebacterium efficiens capable of solubilizing alkaline earth metal carbonates,
(B1) a microorganism belonging to Bacillus megaterium, which can solubilize alkaline earth metal carbonates,
(C1) A microorganism belonging to Ochrobactrum oryzae that can solubilize an alkaline earth metal carbonate.
前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a11)〜(c11)の微生物である、請求項1に記載の方法:
(a11)コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株(FERM AP-22150)、
(b11)バチルス・メガテリウムFUJ29株(FERM AP-22151)、
(c11)オクロバクテリウム・オリザFUJ33株(FERM AP-22152)。
The method according to claim 1, wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a11) to (c11):
(A11) Corynebacterium efficiens FUJ3 strain (FERM AP-22150),
(B11) Bacillus megaterium FUJ29 strain (FERM AP-22151),
(C11) Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain (FERM AP-22152).
前記アルカリ土類金属がストロンチウム又はバリウムである、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the alkaline earth metal is strontium or barium. 以下の(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも1種の微生物又はその培養液を含有するアルカリ土類金属の炭酸塩の可溶化剤:
(a)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム属に属する微生物、
(b)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス属に属する微生物、
(c)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム属に属する微生物。
Solubilizer of alkaline earth metal carbonate containing at least one microorganism selected from the group consisting of the following (a) to (c) or a culture solution thereof:
(A) a microorganism belonging to the genus Corynebacterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate;
(B) a microorganism belonging to the genus Bacillus capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(C) Microorganisms belonging to the genus Ocrobacterium that can solubilize alkaline earth metal carbonates.
前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a1)〜(c1)の微生物である、請求項5に記載の可溶化剤:
(a1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるコリネバクテリウム・エフィシエンスに属する微生物、
(b1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるバチルス・メガテリウムに属する微生物、
(c1)アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができるオクロバクテリウム・オリザに属する微生物。
The solubilizer according to claim 5, wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a1) to (c1):
(A1) a microorganism belonging to Corynebacterium efficiens capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(B1) a microorganism belonging to Bacillus megaterium capable of solubilizing an alkaline earth metal carbonate,
(C1) A microorganism belonging to Ocrobacterium oryzae that can solubilize an alkaline earth metal carbonate.
前記(a)〜(c)の微生物が以下の(a11)〜(c11)の微生物である、請求項5に記載の可溶化剤:
(a11)コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株(FERM AP-22150)、
(b11)バチルス・メガテリウムFUJ29株(FERM AP-22151)、
(c11)オクロバクテリウム・オリザFUJ33株(FERM AP-22152)。
The solubilizer according to claim 5, wherein the microorganisms (a) to (c) are the following microorganisms (a11) to (c11):
(A11) Corynebacterium efficiens FUJ3 strain (FERM AP-22150),
(B11) Bacillus megaterium FUJ29 strain (FERM AP-22151),
(C11) Ocrobacterium oryzae FUJ33 strain (FERM AP-22152).
前記アルカリ土類金属がストロンチウム又はバリウムである、請求項5〜7のいずれかに記載の可溶化剤。   The solubilizer according to any one of claims 5 to 7, wherein the alkaline earth metal is strontium or barium. アルカリ土類金属の炭酸塩を可溶化することができる、コリネバクテリウム属、バチルス属、又はオクロバクテリウム属に属する微生物。   A microorganism belonging to the genus Corynebacterium, Bacillus or Ocrobacterium, which can solubilize an alkaline earth metal carbonate. コリネバクテリウム・エフィシエンス、バチルス・メガテリウム、又はオクロバクテリウム・オリザに属する微生物である、請求項9に記載の微生物。   The microorganism according to claim 9, which is a microorganism belonging to Corynebacterium efficiens, Bacillus megaterium, or Ocrobacterium oryzae. コリネバクテリウム・エフィシエンスFUJ3株(FERM AP-22150)、バチルス・メガテリウムFUJ29株(FERM AP-22151)、又はオクロバクテリウム・オリザFUJ33株(FERM AP-22152)である、請求項9に記載の微生物。   The microorganism according to claim 9, which is Corynebacterium efficiens FUJ3 strain (FERM AP-22150), Bacillus megaterium FUJ29 strain (FERM AP-22151), or Ocrobacterium oriza FUJ33 strain (FERM AP-22152). . 前記アルカリ土類金属がストロンチウム又はバリウムである、請求項9〜11のいずれかに記載の微生物。   The microorganism according to any one of claims 9 to 11, wherein the alkaline earth metal is strontium or barium.
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