微生物を用いた放射性ヨウ素の土壌吸着モニタリングシステムの構築

放射性碘土壤微生物吸附监测系统的构建

• 批准号: 17710043
• 负责人: 天知 誠吾
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710043/
• 关键词: ヨウ素; 土壌; 放射性ヨウ素; 吸着; 微生物; 酵素; モニタリング; ラッカーゼ; 蓄積; ヨウ素; 土壌; 放射性ヨウ素; 吸着; 微生物; 酵素; モニタリング; ラッカーゼ; 蓄積

前年度までの結果より、ヨウ素(I^-)の土壌吸着はオートクレーブ滅菌、嫌気処理、還元剤、KCNやNaN_3など酸化還元酵素の一般的な阻害剤により強く阻害されることがわかった。一方、カタラーゼや抗生物質によってはあまり影響を受けなかった。従って、ヨウ素の土壌吸着には微生物由来の酵素、特に酸素を電子受容体とするオキシダーゼが関与すると考えた。ヨウ素の酸化能を有するオキシダーゼについてはこれまでほとんど報告例がないが、前年度までの研究により、海洋細菌Q1株の生産するヨウ素オキシダーゼにラッカーゼ活性(ABTS酸化活性)が存在することを明らかにした。そこで次に、土壌のヨウ素吸着速度と土壌中ラッカーゼ活性との間に相関性があるかを検討した。2種類の土壌中のラッカーゼ活性は、ヨウ素吸着と同様、滅菌や嫌気処理、還元剤、阻害剤により強く阻害された。また、このときのヨウ素吸着速度と土壌中ラッカーゼ活性の間には高い相関性が確認された(R^2=0.82)。さらに、黒ボク土、褐色森林土、暗赤色土、砂丘未熟土、砂など種々の土壌においても、ラッカーゼ活性が強いほど吸着速度が速い傾向が認められた。以上の結果より、ヨウ素の土壌吸着は、微生物によるヨウ素の吸着・蓄積ではなく、土壌微生物が生産するラッカーゼによりヨウ素が酸化され、酸化されたヨウ素(I_2またはHIO)が土壌中の有機物(例えばフミン質中の炭素-炭素二重結合)と反応し有機ヨウ素化合物となって固定化に至るものと考えられた。ヨウ素酸(IO_3^-)の場合は、異化的ヨウ素酸還元細菌のような微生物によりI^-に還元された後、同様の作用で固定化されるのかもしれない。土壌中ラッカーゼ活性は比色法により容易に測定可能なため、本研究結果を基に土壌のヨウ素吸着能を評価する簡便・迅速なシステムの構築が十分可能と考えられる。

到上一年之前的结果表明，高压灭菌，厌氧处理，还原剂和氧化氧化还原酶（如KCN和NAN_3）的碘（I^ - ）的土壤吸附受到强烈抑制。另一方面，过氧化氢酶和抗生素没有显着影响。因此，人们认为碘的土壤吸附涉及源自微生物的酶，尤其是氧化酶，氧化酶将氧气用作电子受体。很少有关于氧化能力的氧化酶的报道，但是直到上一年才能发现漆酶活性（ABTS氧化活性）在海洋细菌Q1产生的碘氧化酶中存在。接下来，我们研究了土壤的碘吸附率与土壤漆酶活性之间的相关性。通过灭菌，厌氧处理，降低剂和抑制剂，类似于碘吸附的两种土壤中的漆酶活性严重抑制了。此外，目前碘的吸附率与土壤中的漆酶活性（r^2 = 0.82）之间证实了高相关性。此外，在各种土壤中，例如黑色中等土壤，棕色的森林土壤，深红色的土壤，不成熟的沙丘和沙子，漆箱活性越强，观察到吸附速率的越快。 Based on the above results, it was thought that the soil adsorption of iodine was not adsorption and accumulation of iodine by microorganisms, but rather that iodine was oxidized by laccase produced by soil microorganisms, and the oxidized iodine (I_2 or HIO) reacted with organic matter in the soil (for example, carbon-carbon double bonds in humic matter) to become an organic iodine compound,导致固定。在碘酸（IO_3^ - ）的情况下，可以通过微生物（例如分解代谢碘还原细菌）将其简化为I^ - ，然后以相似的作用固定。由于可以通过比色方法轻松地测量土壤中的漆酶活性，因此人们认为可以根据这项研究的结果来构建一个简单而快速的系统，该系统可以评估土壤的碘吸附能力。