クロロ及びメチルチオトリアジン系農薬を完全分解できる複合微生物系


[要 約]
土壌環流法により単離したシメトリン分解細菌シマジン分解細菌あるいは分解細菌群を組み合わせて新たに作製した複合微生物系集積炭化素材は,クロロ及びメチルチオトリアジン系農薬同時に分解・無機化することができる。
[担当研究単位] 農業環境技術研究所 化学環境部 有機化学物質研究グループ 土壌微生物利用ユニット
[分 類] 技術

[背景・ねらい]
 土壌が複数の有機化合物で汚染された場合,これらの汚染物質を同時に分解(無機化・無毒化)除去するバイオレメディエーション技術は開発されていない。シマジン分解菌群CD7やそこから単離した新規分解菌CDB21株は,シマジンのようなクロロトリアジン系除草剤を分解除去できるが,水田等で汎用されるシメトリン等のメチルチオトリアジンを分解する能力を持たない。そこで,新たにシメトリン分解菌を単離し,得られた分解菌をCDB21株(シマジン分解菌)あるいはCD7(シマジン分解菌群)と組み合わせてクロロ及びメチルチオトリアジンを同時に分解・無機化できる複合微生物系の開発を行う。
[成果の内容・特徴]
  1. CDB21株は,クロロトリアジンを脱塩素して2-ヒドロキシ体とした後,シアヌール酸を経て無機化することができる(図1a)。
  2. シメトリンを含む無機塩培地を,木質炭化素材を添加した水田土壌に環流すると,シメトリン分解菌が集積する。環流液中の分解菌を寒天平板培養により純化し,新規シメトリン分解菌Rhodococcus sp. FJ1117YT(以下FJ株)を単離した。
  3. FJ株は,クロロトリアジンを分解しないが,シメトリン,ジメタメトリン等のメチルチオトリアジンを,メチルチオ基の酸化を介してスルホキシド体,スルホン体に変換した後,加水分解により2-ヒドロキシ体にまで分解する(図1b)。しかし,2-ヒドロキシ体を分解代謝することはできない。
  4. クロロトリアジンを分解・無機化できるCD7あるいはそこから単離したCDB21株と,FJ株を木質炭化素材に共存させた複合微生物系を構築した。この複合微生物系は,メチルチオトリアジン以外のイオウ源を含まない培地中でクロロトリアジン系除草剤2種類(シマジン及びアトラジン)とメチルチオトリアジン系除草剤2種類(シメトリン及びジメタトリン)の計4種の農薬をすべて同時に分解できる(図2)。分解速度はFJ株+CDB21株複合系よりもFJ株+CD7複合系の方が速い。
[成果の活用面・留意点]
  1. 新規シメトリン分解菌 FJ株とCDB21株あるいはCD7よりなる複合微生物系を集積させた木質炭化素材は,クロロ及びメチルチオトリアジン系除草剤で複合的に汚染された土壌及び水環境の修復や汚染防止のための微生物含有資材として利用できる。
  2. 本複合微生物系集積炭化素材のメチルチオトリアジン系除草剤に対する分解能は,イオウ化合物の多い環境では低下する可能性がある。

具体的データ


[その他]
研究課題名 : 複合分解微生物系の構造と機能の解明
(木質炭化素材を用いたトリアジン系除草剤汚染環境への分解菌接種技術の開発)
予算区分  : 運営交付金
研究期間  : 2005年度(2001〜2005年度)
研究担当者 : 高木和広,原田直樹 (興和総合科学研究所)
発表論文等
1)特許出願中(特願2005-187997:メチルチオ化トリアジンの分解能を有する新規な微生物)
2)Harada et al., Abstracts of the International Chemical Congress ofPacific Basin Societies, Program No.417 (2005)
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