説明

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

【課題】
本発明は、農薬などとして多用されているメチルチオ化トリアジン、特にシメトリン、ジメタメトリン又はプロメトリンなどを分解することが可能な新規微生物と当該微生物を用いたメチルチオ化トリアジンの分解法を提供する。
【解決手段】
メチルチオ化トリアジン、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジンの少なくとも1種の物質の分解能を有する新規細菌ロドコッカス sp. FJ1117YT株及び新規細菌バシラス セレウス JUN7株を提供する。また、当該細菌を用いてメチルチオ化トリアジンを分解する方法、特にシメトリン、ジメタメトリン、及び/又はプロメトリンなどを分解する方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メチルチオ化トリアジン系農薬、特にシメトリン、ジメタメトリン、プロメトリン、アメトリン、デスメトリン、及びメトリブジンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を分解する能力を有する新規な微生物、より詳細にはロドコッカス属又はバシラス属に属する微生物に関し、また当該微生物又は当該微生物を含む複合微生物系を用いてメチルチオ化トリアジン系農薬を分解する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近代農業において農薬は、収量の維持・安定化及び労務軽減、生産コスト削減のために必要不可欠である。しかしながら使用された農薬の一部が河川・湖沼・地下水等に流出している事実が明らかとなり、一般環境中の生物への影響が懸念されている。土壌中には多種多様な微生物が生息しており、これらの中には、農薬等の有機化学物質を分解して無害化する能力を有するものが存在する。しかしこれら分解菌の自然環境中での存在密度は低く、また一様に分布するものでもないため、有機汚染物質の環境中での蓄積や拡散を未然に防ぐまでには至らないのが通常である。そこでこのような分解菌を土壌中から選択的に集積且つ単離した後、農薬等の有機汚染物質を分解する方法、所謂バイオレメディエーション法が有効な手段であると考えられる。
【0003】
トリアジン系化合物は長年にわたり、農薬や消泡剤、染料等として世界中で多用されてきているが、現在では環境汚染物質として問題となっている。塩素化トリアジン系農薬であるアトラジンに関しては多くの微生物がこれを分解することが知られている(特許文献1参照)一方で、シメトリンを始めとしたメチルチオ化トリアジン類はより難分解性であり、微生物によるメチルチオ化トリアジンの分解に関する報告は限られている。CookとHutterは、アメトリンあるいはプロメトリンを硫黄源として与えた合成培地を用いて土壌から分解菌を集積し、最終的に増殖速度の速い3種類の細菌を選抜したことを報告している(非特許文献1)。そのうち2種はアメトリンを、他の1種はアメトリンとプロメトリンを分解して脱メチルチオ化した代謝物を生じさせた。しかしながら、これらの菌株について菌学的な検討は報告されていない。また、Strongらは高濃度のアトラジンで汚染したゴミ集積場からアトラジン分解能を有するアルスロバクター アウレッセンス TC1株を単離し、アルスロバクター アウレッセンス TC1株がアメトリンあるいはプロメトリンを唯一の窒素源として含む培地にて生育したことを示したことを報告している(非特許文献2)。しかしながら、アルスロバクター アウレッセンス TC1株がこれらのメチルチオ化トリアジンを分解したことを示す証拠は記載されていない。一方、Toppらはノカルディオイデス sp. C190株の菌体あるいは菌体抽出物を、シメトリン、アメトリン、プロメトリンあるいはテルブトリンを含む溶液に分散させ、嫌気条件下にて保温静置したところ、これらを分解して脱メチルチオ化した代謝物が認められたことを報告している(非特許文献3)。また、Seffernickらはクラビバクター ミシガネンシス ATZ1株の菌体抽出物でアメトリンを脱メチルチオ化したことを報告している(非特許文献4)。
以上の様に、微生物を用いたメチルチオ化トリアジンの分解についてはいくつかの報告がなされてはいるものの、単離株の菌学的検討が十分でない、メチルチオ化トリアジンの分解そのものの証明が提示されていない、生菌体での分解が示されていない等、現時点でのバイオレメディエーションに利用できる菌株が存在するとは言えないのが現状である。
【0004】
【特許文献1】特開2005−27536号
【非特許文献1】Cook,A.M.,Hutter,R. 1982. Appl. Environ. Microbiol. 43,781-786.
【非特許文献2】Strong,L.C.,Rosendahl,C.,Johnson,G.,Sadowsky,M.J.,Wackett,L.P. 2002. Appl Environ Microbiol. 68,5973-5980.
【非特許文献3】Topp,E.,Mulbry,W.M.,Zhu,H.,Nour,S.M.,Cuppels,D. 2000. Appl. Environ. Microbiol. 66,3134-3141.
【非特許文献4】Seffernick,J.L.,Johnson,G.,Sadowsky,M.J.,Wackett,L.P. 2000. Appl. Environ. Microbiol. 66,4247-4252.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、シメトリン、ジメタメトリン、プロメトリン、アメトリン、デスメトリン、及びメトリブジンなどのメチルチオ化トリアジン系化合物を分解することができる新規な微生物、及びこれを用いたメチルチオ化トリアジン系化合物の分解方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、土壌から単離したロドコッカス属の細菌又はバシラス属の細菌の中に、シメトリンなどのメチルチオ化トリアジン系化合物の分解能を有する細菌がいることを見出した。また、これらの細菌は特徴的な16S rRNA遺伝子を有し、菌学的性質からも新規な細菌が含まれることを見出した。さらに、これらの細菌を用いることにより、従来分解が困難とされていたシメトリンなどのメチルチオ化トリアジン系化合物を効率よく分解することができることを見出した。
即ち、本発明は、メチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するロドコッカス属の細菌、より詳細には、16S rRNA遺伝子が、配列表の配列番号1に記載する塩基配列、又はメチルチオ化トリアジン分解能力を損なわないことを限度として1個若しくは複数個の塩基が、欠失、置換、若しくは付加することにより配列表の配列番号1に記載された塩基配列と95%以上の相同性を有する塩基配列を有することを特徴とするメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するロドコッカス属の細菌に関する。さらに詳細には、後述する菌学的性質を有することを特徴とするメチルチオ化トリアジン、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するロドコッカス属の細菌に関する。当該ロドコッカス属に属するメチルチオ化トリアジン分解菌の具体例としては、ロドコッカス sp. FJ1117YT株(FERM P−20535)が挙げられる。
【0007】
また、本発明は、メチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するバシラス属の細菌、より詳細には、16S rRNA遺伝子が、配列表の配列番号2に記載する塩基配列、又はメチルチオ化トリアジン分解能力を損なわないことを限度として1個若しくは複数個の塩基が、欠失、置換、若しくは付加することにより配列表の配列番号2に記載された塩基配列と95%以上の相同性を有する塩基配列を有することを特徴とするメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するバシラス属の細菌に関する。さらに詳細には、後述する菌学的性質を有することを特徴とするメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するバシラス属の細菌に関する。好ましくは、メチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン分解能を有するバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌に関する。当該バシラス属に属するメチルチオ化トリアジン分解菌の具体例としては、バシラス セレウス JUN7株(FERM P−20534)が挙げられる。
【0008】
本発明は、メチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌又はバシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌を用いてメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を分解する方法に関する。より詳細には、本発明は、前記した本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌を用いてメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を分解する方法、即ち分解法に関する。
また、本発明は、メチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌又はバシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌、及び当該細菌の生育が許容される担体を含有してなるメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を分解するための組成物に関する。より詳細には、前記した本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌、及び当該細菌の生育が許容される担体を含有してなるメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を分解するための組成物に関する。
【0009】
さらに、本発明は、メチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌又はバシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌を用いてメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を含有する環境を浄化する方法に関する。より詳細には、本発明は、前記した本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌を用いてメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を含有する環境を浄化する方法に関する。
また、本発明は、メチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌又はバシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌、及び当該細菌の生育が許容される担体を含有してなるメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を含有する環境を浄化するための組成物に関する。より詳細には、前記した本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌、及び当該細菌の生育が許容される担体を含有してなるメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物を含有する環境を浄化するための組成物に関する。
【0010】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、土壌から単離したメチルチオ化トリアジン分解菌である。本発明におけるメチルチオ化トリアジンとは、トリアジン骨格にメチルチオ基を有するメチルチオ化トリアジン系化合物であり、このようなトリアジン骨格としては、1,3,5−トリアジン(s−トリアジン)、1,2,4−トリアジン、1,2,3−トリアジンのいずれでもよいが、s−トリアジン又は1,2,4−トリアジンが好ましい。したがって、本発明のメチルチオ化トリアジンとしては、メチルチオ化s−トリアジン、メチルチオ化−1,2,4−トリアジン、又はメチルチオ化−1,2,3−トリアジンのいずれでもよいが、メチルチオ化s−トリアジン又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジンが好ましい。本発明のメチルチオ化トリアジンの好ましい例としては、例えば、シメトリン(3,5−ビス(N−エチルアミノ)−メチルチオ−s−トリアジン)、ジメタメトリン(3−(N−エチルアミノ)−5−(N−(1,2−ジメチルプロピル)アミノ)−メチルチオ−s−トリアジン)、プロメトリン(3,5−ビス(N−イソプロピルアミノ)−メチルチオ−s−トリアジン)、アメトリン(3−(N−エチルアミノ)−5−(N−イソプロピルアミノ)−メチルチオ−s−トリアジン)、デスメトリン(3−(N−メチルアミノ)−5−(N−イソプロピルアミノ)−メチルチオ−s−トリアジン)、テルブトリン(3−(N−エチルアミノ)−5−(N−tert−ブチルアミノ)−メチルチオ−s−トリアジン)等のメチルチオ化s−トリアジン、メトリブジン(4−アミノ−6−tert−ブチル−3−メチルチオ−4H−1,2,4−トリアジン−5−オン)等のメチルチオ化−1,2,4−トリアジン等が挙げられる。
【0011】
本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌とは、前記したメチルチオ化トリアジン、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジンの1種又は2種以上の化合物を分解することができる作用を有する菌である。より具体的には、本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌としては、例えば、シメトリン、ジメタメトリン、プロメトリン、アメトリン、デスメトリン、及びメトリブジンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を分解する能力を有する微生物である。
本発明におけるメチルチオ化トリアジン分解菌、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン分解菌又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン分解菌のひとつはロドコッカス属に属する細菌であって、しかもその16S rRNA遺伝子の塩基配列中に後述する配列表の配列番号1に記載する塩基配列を含有していることを特徴とするものである。当該塩基配列は、ロドコッカス属の特徴、及び本発明の分解菌のメチルチオ化トリアジン分解能力を損なわないことを限度として、1個又は複数個の塩基が、欠失、置換又は付加されることにより配列表の配列番号1に記載される塩基配列に比べて、少なくとも95%以上、好ましくは98%以上の相同性を有するものが含まれる。
また、本発明におけるメチルチオ化トリアジン分解菌、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン分解菌又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン分解菌の他の例としては、バシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌であって、しかもその16S rRNA遺伝子の塩基配列中に後述する配列表の配列番号2に記載する塩基配列を含有していることを特徴とするものである。当該塩基配列は、バシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかの特徴、及び本発明の分解菌のメチルチオ化トリアジン分解能力を損なわないことを限度として1個又は複数個の塩基が、欠失、置換又は付加されることにより配列表の配列番号2に記載される塩基配列に比べて、少なくとも95%以上、好ましくは98%以上の相同性を有するものが含まれる。
【0012】
本発明のメチルチオ化トリアジン、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジンに対する分解能を有するロドコッカス属に属する細菌には、下記の菌学的特徴を有するものが含まれる。
A.形態的性質(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃)
(1) 細胞形態:不規則桿菌(細胞の分岐有り)
(2) 大きさ :0.8〜1.0μm×2.0〜4.0μm(培養24時間後)
(3) 胞子 :なし
(4) 運動性 :なし
【0013】
B.コロニー形態(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃、培養時間:48時間)
(1) コロニー直径:1.0〜2.0mm
(2) 色調 :ピンク色
(3) 形 :円形
(4) 隆起状態 :レンズ状
(5) 周縁 :菌糸状
(6) 表面の形状 :スムーズ
(7) 透明度 :不透明
(8) 粘稠度 :バター様
【0014】
C.生理学的性質
(1) グラム染色 : +
(2) 37℃における生育 : +
(3) 45℃における生育 : −
(4) カタラーゼ : +
(5) オキシダーゼ : −
(6) グルコースからの酸/ガス産生 : −/−
(7) O/Fテスト : −/−
【0015】
D.生化学的性状試験(ビオメリュー製API Coryneによる)
(1) 硝酸塩還元 : −
(2) ピラジナミダーゼ : −
(3) ピロリドニルアリルアミダーゼ : −
(4) アルカリフォスファターゼ : −
(5) β−グルクロニダーゼ : −
(6) β−ガラクトシダーゼ : −
(7) α−グルコシダーゼ : +
(8) N−アセチル−β−グルコサミニダーゼ : −
(9) エスクリン : −
(10) ウレアーゼ : −
(11) ゼラチン加水分解 : −
(12) グルコース資化性 : −
(13) リボース資化性 : −
(14) キシロース資化性 : −
(15) マンニトール資化性 : −
(16) マルトース資化性 : −
(17) 乳糖資化性 : −
(18) 白糖資化性 : −
(19) グリコーゲン資化性 : −
【0016】
さらに、本発明が対象とするメチルチオ化トリアジン分解菌、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン分解菌又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン分解菌には、バシラス属好ましくはバシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌であって下記の菌学的特徴を有するものが含まれる。
A.形態的性質(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃)
(1) 細胞形態 :桿菌
(2) 大きさ :1.0μm×2.0〜3.0μm(培養24時間後)
(3) 胞子 :有り
(4) 運動性 :有り
【0017】
B.コロニー形態(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃、培養時間:24時間)
(1) コロニー直径:2.0〜3.0mm
(2) 色調 :クリーム色
(3) 形 :円形
(4) 隆起状態 :扁平
(5) 周縁 :波状
(6) 表面の形状 :ラフ
(7) 透明度 :不透明
(8) 粘稠度 :バター様
【0018】
C.生理学的性質
(1) グラム染色 : +
(2) 37℃における生育 : +
(3) 45℃における生育 : −
(4) カタラーゼ : +
(5) オキシダーゼ : −
(6) グルコースからの酸/ガス産生 : −/−
(7) O/Fテスト : −/−
【0019】
D.生化学的性状試験(ビオメリュー製API 50CHBによる)
(1) グリセロール資化性 : +
(2) エリスリトール資化性 : −
(3) D−アラビノース資化性 : −
(4) L−アラビノース資化性 : −
(5) リボース資化性 : +
(6) D−キシロース資化性 : −
(7) L−キシロース資化性 : −
(8) アドニトール資化性 : −
(9) β−メチル−D−キシロース資化性 : −
(10) ガラクト−ス資化性 : −
(11) グルコース資化性 : +
(12) フラクトース資化性 : +
(13) マンノース資化性 : −
(14) ソルボース資化性 : −
(15) ラムノース資化性 : −
(16) ズルシトール資化性 : −
(17) イノシトール資化性 : −
(18) マンニトール資化性 : −
(19) ソルビトール資化性 : −
(20) α−メチル−D−マンノース資化性 : −
(21) α−メチル−D−グルコース資化性 : −
(22) N−アセチルグルコサミン資化性 : +
(23) アミグダリン資化性 : −
(24) アルブチン資化性 : +
(25) エスクリン資化性 : +
(26) サリシン資化性 : +
(27) セロビオース資化性 : −
(28) マルトース資化性 : +
(29) 乳糖資化性 : −
(30) メリビオース資化性 : −
【0020】
(31) 白糖資化性 : −
(32) トレハロース資化性 : +
(33) イヌリン資化性 : −
(34) メレチトース資化性 : −
(35) ラフィノース資化性 : −
(36) 澱粉資化性 : +
(37) グリコーゲン資化性 : +
(38) キシリトール資化性 : −
(39) ゲンチオビオース資化性 : −
(40) D−ツラノース資化性 : −
(41) D−リキソース資化性 : −
(42) D−タガトース資化性 : −
(43) D−フコース資化性 : −
(44) L−フコース資化性 : −
(45) D−アラビトール資化性 : −
(46) L−アラビトール資化性 : −
(47) グルコネート資化性 : −
(48) 2−ケトグルコン酸資化性 : −
(49) 5−ケトグルコン酸資化性 : −
(50) β−ガラクトシダーゼ : −
(51) アルギニンジヒドロラーゼ : −
(52) リシンデカルボキシラーゼ : −
(53) オルニチンデカルボキシラーゼ : −
(54) クエン酸の利用性 : −
(55) 硫化水素産生 : −
(56) ウレアーゼ : −
(57) トリプトファンデアミナーゼ : −
(58) インドール産生 : −
(59) アセトイン産生 : −
(60) ゼラチナーゼ : +
(61) 硝酸塩還元 : +
【0021】
本発明が対象とするメチルチオ化トリアジン分解菌の具体的な例として、新規分離菌株であるロドコッカス sp. FJ1117YT株及びバシラス セレウス JUN7株がある。ロドコッカス sp. FJ1117YT株は、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に微生物の表示(寄託者が付した識別のための表示)「Rhodococcus sp. strain FJ1117YT」、受託番号「FERM P−20535」として寄託されている。バシラス セレウス JUN7株は、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に微生物の表示(寄託者が付した識別のための表示)「Bacillus cereus JUN7」、受託番号「FERM P−20534」として寄託されている。
【0022】
本発明者らは、後記する実施例1に記載の方法により、新規なメチルチオ化トリアジン分解菌株FJ1117YT株を見出した。この微生物の生育に有利な培地を実験的に検索したところ、次の表1に示したGGV培地が最適であることが判明した。
【0023】
【表1】

【0024】
前記の表1中の混合ビタミンは、次の表2に示される組成からなるものである。
【0025】
【表2】

【0026】
そして、シメトリンを5mg/L含むGGV培地9mlにこの微生物を植種し、30℃で振とう培養を行った。培養液を経日的にサンプリングし、HPLCを用いて培養液中のシメトリン濃度を測定した結果を図4に示す。図4に示されるように、約15日後には、培養液中のシメトリン濃度はほぼ0となった。このように、本発明の微生物はメチルチオ化トリアジンを顕著に分解する作用を有していることが明らかになった。
また、後記する実施例3に記載の方法により、培養液中のシメトリン濃度を顕著に低下させた3株(図6のC)を得た。この3株の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列を決定したところ、各株につき485塩基の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列が3株間でその全てが一致したことから、これらは同一の菌種と判断された。このようにして、本発明の新規メチルチオ化トリアジン分解菌株JUN7株が見出された。
【0027】
得られたJUN7株のシメトリン分解に及ぼす培地pHの影響を検討した。pHが4、5、6、7、7.6、9、及び10の培地を作製した。1/10LB培地にて前培養したJUN7株を0.1ml植菌し、26℃にて振とう培養し、培養液中のシメトリン濃度を経日的にHPLCを用いて測定した。培養液に接種しないものも同様に操作し、対照とした。その結果を図7に示す。
図7のグラフの左縦軸は培養液中のシメトリン濃度(mg/L)を示し、右縦軸は培養液の660nmでの濁度を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図7の黒丸印(●)は対照のL字管における培養液中のシメトリン濃度を示し、白丸印(○)はJUN7株を植菌したL字管における培養液中のシメトリン濃度を示す。また図7の黒四角印(■)は対照のL字管における培養液の660nmでの濁度を示し、白四角印(□)はJUN7株を植菌したL字管の培養液の660nmでの濁度を示す。
図7のA及びBで明らかな様に、培地の初期pHを4とした場合、JUN7株の生育は極めて僅かで、シメトリンをほとんど分解することができなかった。培地の初期pHを5とした場合、JUN7株は培養後期に僅かに生育し、シメトリンを若干分解した。培地の初期pHを6、7、7.6、9あるいは10とした場合、JUN7株は旺盛に生育し、シメトリンをよく分解した。一方、JUN7株を植菌していない対照ではいずれのpHでも培地中シメトリン濃度の低下は認められなかった。以上の結果から、JUN7株のシメトリン分解能は培地の初期pHが5以上、望ましくは6以上で機能し、pH10でも十分な機能を保つことが判明した。
【0028】
JUN7株を用いて、ジメタメトリン及びプロメトリンに対する分解試験を前記と同様にして行った。その結果を図8及び図9に示す。
図8のグラフの縦軸は培養液中のジメタメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図8の黒丸印(●)は対照のL字管における培養液中のジメタメトリン濃度を示し、白丸印(○)はJUN7株を植菌したL字管における培養液中のジメタメトリン濃度を示す。
図9のグラフの縦軸は培養液中のプロメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図9の黒丸印(●)は対照のL字管における培養液中のプロメトリン濃度を示し、白丸印(○)はJUN7株を植菌したL字管における培養液中のプロメトリン濃度を示す。
図8及び図9で示される様に、JUN7株はジメタメトリンとプロメトリンも分解できることが明らかとなった。
以上のことから、シメトリン分解能を有する細菌は、ジメタメトリン、プロメトリンを含む全てのメチルチオ化トリアジン、好ましくはメチルチオ化s−トリアジンの分解が可能であると考えられることがわかった。
【0029】
本発明のメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン、ジメタメトリン、プロメトリン、アメトリン、デスメトリン、及びメトリブジンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を分解する方法は、本発明のメチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌又はバシラス属好ましくはバシラス属セレウスに属する細菌から選ばれる微生物の少なくとも1種を、これらの微生物が生育できる条件で、メチルチオ化トリアジン系化合物を含有する材料と接触させることにより行うことができる。これらの微生物が生育できる条件としては、前記したGGV培地や1/10LB培地などが好ましいが、これらに限定されるものではなく、これらの微生物による分解を行うことができる条件であればよい。メチルチオ化トリアジン系化合物を含有する材料としては、メチルチオ化トリアジン系化合物を含有する廃棄農薬、メチルチオ化トリアジン系化合物を含有すると考えられる土壌や、地下水、用水などの水などが挙げられる。
【0030】
また、本発明のメチルチオ化トリアジン系化合物、好ましくはメチルチオ化s−トリアジン系化合物又はメチルチオ化−1,2,4−トリアジン系化合物、より好ましくはシメトリン、ジメタメトリン、プロメトリン、アメトリン、デスメトリン、及びメトリブジンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を分解するための組成物としては、前記した本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌から選ばれる微生物の少なくとも1種を含有するものである。当該組成物における細菌の生育が許容される担体としては、本発明の微生物が生育できる条件に適した材料であればよく、前記した培地やその改変培地、それを支持する支持体などが挙げられる。このような支持体としては、本発明の微生物を安定に保持することができるものであれば特に制限はないが、多孔質素材、更に具体的には当該細菌又は複合微生物系を集積させた多孔質の木質炭化材料、竹炭材料、綿布材料などが挙げられる。より具体的には特開平10−225288号(特許第3030370号公報)、又は特開平11−318435号(特許第2904432号公報)に記載の多孔質材料が挙げられ、これらの公報に記載の内容を本明細書に全て取り込む。
さらに、WO2000/078923号に記載されているような装置を用いて、本発明の微生物をその分解菌保持担体に担持させて使用することもできる。
【0031】
さらに、本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌、又は当該分解菌を含有してなるメチルチオ化トリアジン系化合物を分解するための組成物を用いて、シメトリン、プロメトリン、アメトリンなどのメチルチオ化トリアジン系化合物が配合された廃棄農薬を無害化し、あるいはメチルチオ化トリアジン系化合物で汚染されている土壌や、地下水、用水などの水などの環境を浄化することができる。この方法は、本発明のメチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌若しくはバシラス属好ましくはバシラス属セレウスに属する細菌から選ばれる微生物の少なくとも1種、又は当該微生物を含有してなる組成物を、これらの微生物が生育できる条件で、メチルチオ化トリアジン系化合物を含む材料と接触させることにより行うことができる。この方法により、シメトリン、プロメトリン、アメトリンなどのメチルチオ化トリアジン系化合物が配合された廃棄農薬、あるいはメチルチオ化トリアジン系化合物で汚染されている土壌や、地下水、用水などの水などの材料中のメチルチオ化トリアジン系化合物を本発明の微生物により分解して、これを無害化し、浄化することができる。
また、本発明は、このような環境汚染物質の無害化及び浄化のために適した組成物を提供するものであり、当該組成物は、メチルチオ化トリアジン分解能を有するロドコッカス属に属する細菌又はバシラス属好ましくはバシラス属セレウスに属する細菌、及び当該細菌の生育が許容される担体を含有してなるものである。当該担体としては、前記したメチルチオ化トリアジン系化合物を分解するための組成物における担体と同様なものを使用することができる。
【発明の効果】
【0032】
以上説明したように本発明のメチルチオ化トリアジン分解菌によりメチルチオ化トリアジン系農薬、特にシメトリンを分解する事が出来る。更に本発明の微生物を用いると速やかに当該農薬を分解することが可能であり、廃棄農薬や環境中の残留農薬を速やかにかつ効率的に分解することができる。
【0033】
以下、本発明分解菌の単離培養、分類同定、更に本発明分解菌を用いたシメトリンを始めとするメチルチオ化トリアジン系農薬分解の実験例を示して、本発明を更に詳細かつ具体的に説明するが、本出願発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例1】
【0034】
FJ1117YT株の単離
発明者らは、以下の様にして、本発明に係わる新規メチルチオ化トリアジン分解菌ロドコッカス sp. FJ1117YT株を単離した。図1に示すように、土壌層タンク1に土壌を30〜50g入れて集積用土壌層2を形成した。そして、適量のシメトリンを炭素源及び窒素源として加えた滅菌済の無機塩培地200mlを還流液3として貯液タンク4から集積用土壌層2に還流させた。用いた無機塩培地の組成は次の表3の通りである。
【0035】
【表3】

【0036】
図1に示した装置を4台用意し、還流開始後、それぞれの還流液中のシメトリン濃度をHPLCで測定した。結果を図2に示す。図2のグラフの縦軸は還流液中のシメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は還流時間(日)を示す。図2の矢印は還流液を全量、新鮮なものと交換した時点を示す。図2で認められるように装置C(図2のグラフにおいて白丸(○)で示す)において、還流液中のシメトリン濃度が急激に低下した。
そこでこの装置Cの還流液1mlを、あらかじめシメトリンを5mg/L含む無機塩培地7mlを分注しておいたL字管に接種し、20℃にて振とう培養を行った。この培養液のサンプリングを経日的に行い、孔径0.45μmのフィルターでろ過後、HPLCにてシメトリン濃度の測定を行った。また装置Cの還流液を加えていないL字管も用意し、対照とした。それぞれ3本ずつ試験した平均を図3に示す。対照のL字管では培養液中のシメトリン濃度の低下は認められなかった一方で、還流液を接種したL字管では、培養を開始して2日を過ぎてから徐々に培養液中のシメトリン濃度が低下し始め、15日後には培養開始時に含まれていたシメトリンの73%が消失した。この結果から、装置C内にシメトリン分解菌が集積していることが明らかとなった。
しかし、装置Cの還流液を高次に希釈してシメトリンを5mg/L含む無機塩培地に添加すると、シメトリン分解が見られなくなった。そこで、シメトリン分解菌の生育に有利な培地を実験的に検索したところ、前記した表1に示したGGV培地が最適であることが判明した。そこで装置Cの還流液から、シメトリンを20mg/L含むGGV寒天培地(表1のGGV培地に寒天を1.5%添加したもの)を用いて単コロニー分離を行った。生じたコロニーを新たなGGV寒天培地及びR2A寒天培地を用いて純化し、シメトリンを5mg/L含むGGV培地9mlを分注したL字管に植種し、30℃で振とう培養を行った。各コロニーの培養液を経日的にサンプリングし、HPLCを用いて培養液中のシメトリン濃度を測定したところ、図4に示すように培養液中のシメトリン濃度を明らかに減少させるコロニーの単離に成功した。この新規メチルチオ化トリアジン分解菌株をFJ1117YT株と命名した。
【実施例2】
【0037】
FJ1117YT株の菌学的検討
実施例1にて単離したFJ1117YT株の菌学的位置付けを行うために、FJ1117YT株の形態的性質、培地における生育の様相、生理学的性質、生化学的性状についてエヌシーアイエムビー・ジャパンにて分析を行った。その結果、次の菌学的性質が認められた。
A.形態的性質(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃)
(1) 細胞形態 :不規則桿菌(細胞の分岐有り)
(2) 大きさ :0.8〜1.0μm×2.0〜4.0μm
(培養24時間後)
(3) 胞子 :なし
(4) 運動性 :なし
【0038】
B.コロニー形態(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃、培養時間:48時間)
(5) コロニー直径 :1.0〜2.0mm
(6) 色調 :ピンク色
(7) 形 :円形
(8) 隆起状態 :レンズ状
(9) 周縁 :菌糸状
(10) 表面の形状 :スムーズ
(11) 透明度 :不透明
(12) 粘稠度 :バター様
【0039】
C.生理学的性質
(13) グラム染色 : +
(14) 37℃における生育 : +
(15) 45℃における生育 : −
(16) カタラーゼ : +
(17) オキシダーゼ : −
(18) グルコースからの酸/ガス産生 : −/−
(19) O/Fテスト : −/−
【0040】
D.生化学的性状試験(ビオメリュー製API Coryneによる)
(20) 硝酸塩還元 : −
(21) ピラジナミダーゼ : −
(22) ピロリドニルアリルアミダーゼ : −
(23) アルカリフォスファターゼ : −
(24) β−グルクロニダーゼ : −
(25) β−ガラクトシダーゼ : −
(26) α−グルコシダーゼ : +
(27) N−アセチル−β−グルコサミニダーゼ : −
(28) エスクリン : −
(29) ウレアーゼ : −
(30) ゼラチン加水分解 : −
(31) グルコース資化性 : −
(32) リボース資化性 : −
(33) キシロース資化性 : −
(34) マンニトール資化性 : −
(35) マルトース資化性 : −
(36) 乳糖資化性 : −
(37) 白糖資化性 : −
(38) グリコーゲン資化性 : −
【0041】
結果をバージーのマニュアル(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol.2(1984))に従って同定を行ったところ、本発明のFJ1117YT株はコリネ型細菌の一種であると推定された。コリネ型細菌は多様な細菌群で、上記の菌学的性質の試験結果のみから本株を分類同定することは困難であった。そこで以下の手順に則り、FJ1117YT株の16S rRNA遺伝子の塩基配列に基づいた遺伝子分類学的な検討を行った。
【0042】
(1)DNeasy Tissue Kit (キアゲン製)を用いてFJ1117YT株の菌体からDNAを調製した。
(2)上記DNAを鋳型DNAとして、公知のユーバクテリア16S rRNA遺伝子増幅用プライマーを用いてPCR法によりFJ1117YT株の16S rRNA遺伝子断片を増幅し、QIAquick PCR Purification Kit (キアゲン製)を用いてDNAを精製した。
(3)上記精製DNAを鋳型DNAとして蛍光ラベルした公知のユーバクテリア16S rRNA遺伝子の塩基配列解析用プライマーを用いてサイクルシーケンス反応を行い、DNAシーケンサSQ5500E(日立製)により塩基配列を決定した。
以上の操作により決定されたFJ1117YT株の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列、1,450塩基を配列番号1に示す。ジェネティクスPDB(ジェネティクス製)を用いて、配列番号1に示したFJ1117YT株の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列と、DNA塩基配列データベース(GenBank)に登録された他の微生物の16S rRNA遺伝子の配列をFASTA法により相同性比較を行った。その結果、FJ1117YT株はロドコッカス sp. DSM43943株と99.9%の相同性(1,449/1,450、INTスコア:5,797)を示した。また、FJ1117YT株はロドコッカス sp.871−AN040株と99.8%の相同性(1,447/1,450、INTスコア:5,790)を示した。種レベルまで記載のある微生物の16S rRNA遺伝子の配列の相同性比較では、ロドコッカス コレーンシスと99.2%の相同性(1,438/1,450、INTスコア:5,728)を、ロドコッカス マリノナッセンスと98.8%の相同性(1,433/1,450、INTスコア:5,701)を示した。
以上の結果から、発明者らは本菌株を新規なロドコッカス sp.FJ1117YT株と同定し、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に受託番号FERM P−20535として寄託した。
【実施例3】
【0043】
JUN7株の単離
発明者らは、以下の様にして、本発明に係わる新規メチルチオ化トリアジン分解菌バシラス セレウス JUN7株を単離した。日本各地の14地点で採取した土壌を0.1gずつ、滅菌済生理食塩水10mlに分散させ、懸濁液とした。あらかじめシメトリンを5mg/L含む1/10LB培地を6mlずつ分注しておいたL字管に、この懸濁液0.5mlを接種した。同様にして、1種の土壌に付き2本のL字管を用意し、これらのL字管を26℃にて振とう培養を行った。1/10LB培地の組成は次の表4の通りである。
【0044】
【表4】

【0045】
培養中、培養液を経日的にサンプリングし、遠心して菌体などの浮遊物を除いた後にHPLCを用いてシメトリン濃度を求めた。その結果、供試した土壌の中で土壌JUNの懸濁液を加えたL字管のうちの一本において、シメトリン濃度の低下が認められた。そこでこのL字管から培養液0.1mlを採取して、シメトリンを5mg/L含む滅菌済1/10LB培地に接種し、これを26℃にて振とう培養して、経日的に培養液中のシメトリンの濃度をHPLCにて測定した。培養液を接種しないL字管も同様に操作し、対照とした。その結果を図5に示す。図5のグラフの縦軸は培養液中のシメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図5で認められるように、培養期間中、対照のL字管では培養液中のシメトリン濃度が変化しなかった一方で、培養液を接種したL字管では培養液中のシメトリン濃度の低下が認められた。
【0046】
そこで図5で培養液中のシメトリン濃度の低下が認められたL字管の培養液からのシメトリン分解菌の単離を試みた。まず、この培養液を滅菌水で適宜希釈し、1/10LB寒天培地(表4の1/10LB培地に寒天を1.2%添加したもの)に塗布して30℃にて2日間培養した。出現したコロニーから外観を基準に9株を選択し、それぞれシメトリンを5mg/L含む滅菌済1/10LB培地に接種し、これを26℃にて振とう培養して、経日的に培養液中のシメトリンの濃度をHPLCにて測定した。培養液を接種しないL字管も同様に操作し、対照とした。その結果を図6に示す。図6のグラフの縦軸は培養液中のシメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図6で認められるように、試験した9株は、培養液中のシメトリン濃度が対照とほとんど変わらない5株(図6のA)、若干シメトリン濃度が低下した1株(図6のB)及びシメトリン濃度が顕著に低下した3株(図6のC)の3群に分けられた。
次に図6で培養液中シメトリン濃度を顕著に低下させた3株(図6のC)の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列を実施例2に記した手順に従って決定した。その結果、各株につき485塩基の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列が決定され、3株間でその全てが一致したことから、これらは同一の菌種と判断された。この新規メチルチオ化トリアジン分解菌株をJUN7株と命名した。
【実施例4】
【0047】
JUN7株の菌学的検討
実施例3にて単離したJUN7株の菌学的位置付けを行うために、JUN7株の形態的性質、培地における生育の様相、生理学的性質、生化学的性状についてエヌシーアイエムビー・ジャパンにて分析を行った。その結果、次の菌学的性質が認められた。
A.形態的性質(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃)
(1) 細胞形態 :桿菌
(2) 大きさ :1.0μm×2.0〜3.0μm(培養24時間後)
(3) 胞子 :有り
(4) 運動性 :有り
【0048】
B.コロニー形態(使用培地:Oxoid製nutrient agar、
培養温度:30℃、培養時間:24時間)
(1) コロニー直径 :2.0〜3.0mm
(2) 色調 :クリーム色
(3) 形 :円形
(4) 隆起状態 :扁平
(5) 周縁 :波状
(6) 表面の形状 :ラフ
(7) 透明度 :不透明
(8) 粘稠度 :バター様
【0049】
C.生理学的性質
(1) グラム染色 : +
(2) 37℃における生育 : +
(3) 45℃における生育 : −
(4) カタラーゼ : +
(5) オキシダーゼ : −
(6) グルコースからの酸/ガス産生 : −/−
(7) O/Fテスト : −/−
【0050】
D.生化学的性状試験(ビオメリュー製API 50CHBによる)
(1) グリセロール資化性 : +
(2) エリスリトール資化性 : −
(3) D−アラビノース資化性 : −
(4) L−アラビノース資化性 : −
(5) リボース資化性 : +
(6) D−キシロース資化性 : −
(7) L−キシロース資化性 : −
(8) アドニトール資化性 : −
(9) β−メチル−D−キシロース資化性 : −
(10) ガラクト−ス資化性 : −
(11) グルコース資化性 : +
(12) フラクトース資化性 : +
(13) マンノース資化性 : −
(14) ソルボース資化性 : −
(15) ラムノース資化性 : −
(16) ズルシトール資化性 : −
(17) イノシトール資化性 : −
(18) マンニトール資化性 : −
(19) ソルビトール資化性 : −
(20) α−メチル−D−マンノース資化性 : −
(21) α−メチル−D−グルコース資化性 : −
(22) N−アセチルグルコサミン資化性 : +
(23) アミグダリン資化性 : −
(24) アルブチン資化性 : +
(25) エスクリン資化性 : +
(26) サリシン資化性 : +
(27) セロビオース資化性 : −
(28) マルトース資化性 : +
(29) 乳糖資化性 : −
(30) メリビオース資化性 : −
【0051】
(31) 白糖資化性 : −
(32) トレハロース資化性 : +
(33) イヌリン資化性 : −
(34) メレチトース資化性 : −
(35) ラフィノース資化性 : −
(36) 澱粉資化性 : +
(37) グリコーゲン資化性 : +
(38) キシリトール資化性 : −
(39) ゲンチオビオース資化性 : −
(40) D−ツラノース資化性 : −
(41) D−リキソース資化性 : −
(42) D−タガトース資化性 : −
(43) D−フコース資化性 : −
(44) L−フコース資化性 : −
(45) D−アラビトール資化性 : −
(46) L−アラビトール資化性 : −
(47) グルコネート資化性 : −
(48) 2−ケトグルコン酸資化性 : −
(49) 5−ケトグルコン酸資化性 : −
(50) β−ガラクトシダーゼ : −
(51) アルギニンジヒドロラーゼ : −
(52) リシンデカルボキシラーゼ : −
(53) オルニチンデカルボキシラーゼ : −
(54) クエン酸の利用性 : −
(55) 硫化水素産生 : −
(56) ウレアーゼ : −
(57) トリプトファンデアミナーゼ : −
(58) インドール産生 : −
(59) アセトイン産生 : −
(60) ゼラチナーゼ : +
(61) 硝酸塩還元 : +
【0052】
形態的性質、培地における生育の様相及び生理学的性質の試験結果をバージーのマニュアル(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol.2(1984))に従って同定を行ったところ、本発明のJUN7株はバシラス属細菌に代表される好気的に生育可能な有芽胞桿菌と考えられた。さらに生化学的性状試験では、バシラス属の中でもバシラス セレウスグループに属する細菌と類似の性状を示した。そこで次に溶血性、結晶封入体確認及びレシチナーゼ活性についてエヌシーアイエムビー・ジャパンにて追加試験を行った。
E.溶血性試験
JUN7株をOxoid製nutrient agarにヒツジ血液を5%の割合で混合した5%羊血液寒天平板培地に植菌し、30℃にて培養した。24時間後、生育したコロニー周辺には透明帯が形成されたことから、溶血性陽性と判定された。
F.結晶封入体確認
JUN7株をOxoid製nutrient agarに植菌し、30℃にて培養した。24時間後、光学顕微鏡BX50F4(オリンパス製)で菌体を観察したところ、細胞内に結晶封入体は確認されなかった。
G.レシチナーゼ活性
JUN7株を無菌卵黄液(アテクト製)を10%の割合で混合したBecton Dickinson製Heart Infusion Agarに植菌し、30℃にて培養した。24時間後、生育したコロニー周辺には混濁帯が形成されたことから、レシチナーゼ活性陽性と判定された。
以上の追加試験の結果を医学細菌同定の手引き第3版(1993)及びバージーのマニュアル(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol.2(1984))に従って同定を行ったところ、本発明のJUN7株はバシラス セレウスグループに属する細菌と考えられた。
【0053】
また、実施例2に記した手順に従ってJUN7株の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列、1,460塩基を決定した。その塩基配列を配列表の配列番号2に示す。実施例2と同様に、配列番号2に示したJUN7株の16S rRNA遺伝子の部分塩基配列と、DNA塩基配列データベース(GenBank)に登録された他の微生物の16S rRNA遺伝子の配列をFASTA法により相同性比較を行った。その結果、JUN7株はバシラス セレウスグループに属する多くの細菌と高い相同性を示した。(例えばバシラス セレウス ATCC53522株、及びバシラス チューリンゲーンシス ATCC10792株とは100.0%の相同性、バシラス マイコイデス ATCC6462株とは99.3%の相同性を示した。)
以上の結果から、発明者らは本菌株を新規なバシラス セレウスJUN7株と同定した。本菌株は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に受託番号FERM P−20534として寄託した。
【実施例5】
【0054】
JUN7株によるシメトリンに及ぼす培地pHの影響
JUN7株のシメトリン分解に及ぼす培地pHの影響を検討した。シメトリンを5mg/L含む1/10LB培地を用意し、塩酸溶液及び水酸化ナトリウム溶液でpHを調整後滅菌した。この方法で滅菌後pHが4、5、6、7、7.6、9、又は10の培地を作製した。これらのpH調整済培地をL字管に6mlずつ分注し、1/10LB培地にて前培養したJUN7株を0.1ml植菌した。L字管は26℃にて振とう培養し、培養液中のシメトリン濃度を経日的にHPLCを用いて測定した。培養液を接種しないL字管も同様に操作し、対照とした。その結果を図7に示す。
図7のグラフの左縦軸は培養液中のシメトリン濃度(mg/L)を示し、右縦軸は培養液の660nmでの濁度を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図7の黒丸印(●)は対照のL字管における培養液中のシメトリン濃度を示し、白丸印(○)はJUN7株を植菌したL字管における培養液中のシメトリン濃度を示す。また図7の黒四角印(■)は対照のL字管における培養液の660nmでの濁度を示し、白四角印(□)はJUN7株を植菌したL字管の培養液の660nmでの濁度を示す。
図7のA及びBで明らかな様に、培地の初期pHを4とした場合、JUN7株の生育は極めて僅かで、シメトリンをほとんど分解することができなかった。培地の初期pHを5とした場合、JUN7株は培養後期に僅かに生育し、シメトリンを若干分解した。培地の初期pHを6、7、7.6、9、又は10とした場合、JUN7株は旺盛に生育し、シメトリンをよく分解した。一方、JUN7を植菌していない対照ではいずれのpHでも培地中シメトリン濃度の低下は認められなかった。以上の結果から、JUN7株のシメトリン分解能は培地の初期pHが5以上、望ましくは6以上で機能し、pH10でも十分な機能を保つことが判明した。
【実施例6】
【0055】
JUN7株による他のメチルチオ化トリアジンの分解
JUN7株を用いて、シメトリン以外のメチルチオ化トリアジン系化合物について分解能を検討した。ここでは対象化合物として、ジメタメトリン及びプロメトリンを供試した。ジメタメトリンあるいはプロメトリンを5mg/Lの割合で含む滅菌済1/10LB培地を用意した。これらをL字管に6mlずつ分注し、1/10LB寒天培地にて前培養したJUN7株を植菌した。L字管は26℃にて振とう培養し、培養液中のジメタメトリン及びプロメトリン濃度を経日的にHPLCを用いて測定した。培養液を接種しないL字管も同様に操作し、対照とした。その結果を図8及び図9に示す。
図8のグラフの縦軸は培養液中のジメタメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図8の黒丸印(●)は対照のL字管における培養液中のジメタメトリン濃度を示し、白丸印(○)はJUN7株を植菌したL字管における培養液中のジメタメトリン濃度を示す。
図9のグラフの縦軸は培養液中のプロメトリン濃度(mg/L)を示し、横軸は培養時間(日)を示す。図9の黒丸印(●)は対照のL字管における培養液中のプロメトリン濃度を示し、白丸印(○)はJUN7株を植菌したL字管における培養液中のプロメトリン濃度を示す。
図8及び図9で示される様に、JUN7株はジメタメトリンとプロメトリンも分解できることが明らかとなった。以上のことから、JUN7株はシメトリン及びジメタメトリン、プロメトリンを含む全てのメチルチオ化トリアジン、好ましくはメチルチオ化s−トリアジンの分解が可能であると考えられた。
【実施例7】
【0056】
FJ1117YT株による他のメチルチオ化トリアジンの分解。
FJ1117YT株を用いて、シメトリン以外のメチルチオ化トリアジンの分解が可能であるか検討した。ここでは対象化合物として、アメトリン、デスメトリン、ジメタメトリン、メトリブジン及びプロメトリンを供試した。いずれかの農薬を3〜7mg/Lの割合で含む滅菌済1/10LB培地をそれぞれ用意し、これらをL字管に9mlずつ分注後、R2A寒天培地にて前培養したFJ1117YT株を植菌した。L字管は20℃にて振とう培養し、25日後に培養液中のアメトリン、デスメトリン、ジメタメトリン、メトリブジン及びプロメトリン濃度をHPLCにて測定した。培養液を接種しないL字管も同様に操作し、対照とした。培養液中の農薬濃度を、対照を1とした場合の相対濃度として、この結果を次の表5に示す。
【0057】
【表5】

【0058】
この結果、表5で示される様に、FJ1117YT株は、アメトリン、デスメトリン、ジメタメトリン、メトリブジン及びプロメトリンのいずれのメチルチオ化トリアジン系化合物も分解できることが明らかとなった。以上のことから、FJ1117YT株はアメトリン、デスメトリン、ジメタメトリン、メトリブジン及びプロメトリンを含む全てのメチルチオ化トリアジンの分解が可能であると考えられた。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明は、農薬などとして多用されているメチルチオ化トリアジン系化合物を分解する新規な細菌、それを含有してなる組成物、細菌及びそれを用いたメチルチオ化トリアジン系化合物を分解する方法を提供するものであり、廃棄農薬や環境中に残留している過剰のメチルチオ化トリアジン系化合物を分解して無害化し、環境の浄化に寄与するものであり、残留物を除去してきれいな土壌や水を提供することを可能とするものであり、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】図1は、本発明の分解菌を集積するために用いた装置の模式図である。
【図2】図2は、図1に示した装置における、A〜Dの各装置の還流液中のシメトリン濃度変化を示すグラフである。
【図3】図3は、実施例1における装置Cの還流液を接種したL字管の培養液(白丸印(○))中のシメトリン濃度変化を示すグラフである。
【図4】図4は、本発明の分解菌FJ1117YT株のシメトリン分解を示すグラフである。
【図5】図5は、実験例3における土壌JUNを添加したL字管の培養液中のシメトリン濃度変化を示すグラフである。
【図6】図6は、実験例3における単離した各コロニーを接種したL字管の培養液中のシメトリン濃度変化を示すグラフである。
【図7】図7は、本発明のJUN7株のシメトリン分解に及ぼす培地pHの影響を示すグラフである。
【図8】図8は、本発明のJUN7株のジメタメトリン分解を示すグラフである。
【図9】図9は、本発明のJUN7株のプロメトリン分解を示すグラフである。
【配列表フリーテキスト】
【0061】
配列番号1:本発明の分解菌FJ1117YT株の16S rRNA遺伝子の1450塩基。
配列番号2:本発明の分解菌JUN7株の16S rRNA遺伝子の1460塩基。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロドコッカス属の細菌であって、メチルチオ化トリアジン系化合物の少なくとも1種の化合物の分解能を有することを特徴とするロドコッカス属の細菌。
【請求項2】
メチルチオ化トリアジン系化合物が、シメトリンである請求項1に記載の細菌。
【請求項3】
ロドコッカス属の細菌が、ロドコッカス sp. FJ1117YT株(受託番号FERM P−20535)である請求項1又は2に記載の細菌。
【請求項4】
バシラス属の細菌であって、メチルチオ化トリアジン系化合物の少なくとも1種の化合物の分解能を有することを特徴とするバシラス属の細菌。
【請求項5】
メチルチオ化トリアジン系化合物が、シメトリン、ジメタメトリン、又はプロメトリンの少なくとも1種である請求項4に記載の細菌。
【請求項6】
バシラス属の細菌が、バシラス属セレウス、バシラス属チューリンゲーンシス、及びバシラス属マイコイデスのいずれかに属する細菌である請求項4又は5に記載の細菌。
【請求項7】
バシラス属の細菌が、バシラス セレウス JUN7株(受託番号FERM P−20534)である請求項4〜6のいずれかに記載の細菌。
【請求項8】
請求項1〜7の何れか1項に記載の細菌によってメチルチオ化トリアジンを分解することを特徴とするメチルチオ化トリアジンの分解法。
【請求項9】
メチルチオ化トリアジンがシメトリンである請求項8に記載の分解法。
【請求項10】
メチルチオ化トリアジンがジメタメトリンである請求項8に記載の分解法。
【請求項11】
メチルチオ化トリアジンがプロメトリンである請求項8に記載の分解法。
【請求項12】
請求項1〜7のいずれか1項に記載の細菌の少なくとも1種、及び当該細菌の生育が許容される担体を含有してなるメチルチオ化トリアジン系化合物を分解するための組成物。
【請求項13】
細菌が、ロドコッカス sp. FJ1117YT株又はバシラス セレウス JUN7株の少なくとも1種である請求項12に記載の組成物。
【請求項14】
メチルチオ化トリアジン系化合物が、シメトリン、ジメタメトリン、プロメトリン、アメトリン、デスメトリン、及びメトリブジンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項12又は13に記載の組成物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2007−6714(P2007−6714A)
【公開日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−187997(P2005−187997)
【出願日】平成17年6月28日(2005.6.28)
【出願人】(501245414)独立行政法人農業環境技術研究所 (60)
【出願人】(000163006)興和株式会社 (618)
【Fターム(参考)】