[发明专利]降低植物体中的重金属含量的细菌

说明书

技术领域

本发明涉及降低植物体中的重金属含量的细菌，使用该细菌降低植物体中的重金属含量的方法，和含有该细菌作为有效成分的组合物。

背景技术

矿物、土壤等中天然存在的镉、铅等重金属因矿山开发等人类活动被排放到环境中。

例如，镉包含于矿山坑水、冶炼厂废水/废烟、或来自废石等的堆积场的废水等中，这些铬是目前土壤污染的主要原因。此外，镉来源于进口和在日本国内产生，其作为镍/镉电池、颜料、合金使用，以前还作为聚氯乙烯稳定剂等使用。过去，曾经有过以工厂或焚烧场的废水和废烟的形式排放到河流或大气中的事例。而且，已知在农耕地中镉侵害土壤起因于被镉污染的河流水的流入，或者镉从雨水等入侵到环境中。

在摄取食品时，食品中的一部分镉会被吸收并蓄积到体内，因此厚生劳动省通过如果长期摄取高镉浓度食品，则存在引起肾功能障碍的可能性。此外，在日本，还因镉的环境污染而发生过痛痛病(itai-itai disease)事件。

关于食品中镉含量的国际标准，食品准则委员会(Codex AlimentariusCommission)从1998年起就进行了研究。该委员会于2007年7月提出了每千克精米0.4mg镉、每千克小麦0.2mg镉等的国际标准值。

降低作物中的镉含量的方法包括：例如施投客土(soil dressing)或土壤改良材料，利用低吸收镉的品种，或利用植物治理法(phytoremediation)或土壤洗涤进行土壤净化等。

现行的土壤改良中主要采用客土法，但该方法需要大量费用，且情况是采集客土所必需数量的山土是困难的。而且，采用客土法必须进行大量的废土处理。此外，还有必要将土壤改良，使得其适合作物栽培。在客土厚度不充分的情况下，还有可能再次发生污染，因而需要开发一种在物理上、成本上行之有效的技术。此外，采用其它方法也需要大量的费用和时间。

作为低成本的方法，利用微生物从环境中除去镉值得期待。金属阳离子与硫化物离子、氢氧化物离子等阴离子结合而形成难溶于水的化合物。重金属离子的硫化物、氢氧化物、磷酸盐等不溶或难溶于水。利用这些特性，尝试了利用微生物从环境水中除去镉。作为沉淀硫化物的微生物，已知有脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria)。已知这些微生物分布于有机物多的湖沼、湿地、水田中，进行了在水稻中降低重金属的研究。然而，这些微生物虽然对于在水田中栽培的稻是有效的，但是，在酸性条件下的田地中，硫化物转变为硫酸，成为可被作物吸收的形态，从而在酸性条件下无法再利用这些微生物。

有报导称，对于豌豆(garden pea)，通过使用菌根真菌(mycorrhizal fungi)进行处理，降低了根中的镉浓度。已知菌根真菌感染特定植物的根，具有促进植物的养分吸收、特别是磷酸吸收的功效。但是，在高浓度镉土壤中未见镉降低效果(非专利文献1)。

此外，还有报导称，对于烟草，也尝试了使用菌根真菌(球囊霉属(Glomus))降镉(非专利文献2)。在从枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza)(AM)3菌株中观察到了降低叶中镉浓度的效果。但是，未观察到镉降低效果与菌根真菌的建群性(colonization)之间存在关联性。此外，AM是一种霉菌，存在的问题是其人工培养存在困难，大量培养需要劳力和时间。而且，菌根真菌仅在特定宿主的根部建群，难以用于其它的宿主。已知因土壤的不同，菌根真菌的作用存在很大差异，并且在磷酸丰富的土壤或通气性差的土壤中其作用会受到抑制。因此，存在镉降低效果因土壤而显著变化的可能性。此外，非专利文献2的实验仅在温室中进行，且其所使用的是刚刚灭菌完毕的土壤。可以想像，在使用灭菌土壤的情况下，通过接种添加的微生物成为土壤中的优势菌种。但在通常栽培植物的情况下，土壤中存在各种各样的微生物，接种微生物的量会因营养成分的竞争等减少。因而，在实际栽培植物的苗圃(field)等环境下进行的实验是重要的。

细菌传统上被用作各种土壤带来的病害的防治剂或植物病害的防治剂。

例如，人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)TRB 19菌株用作茄科植物土壤病害防治剂的有效成分，通过将其适用于茄科植物包括烟草和番茄的根部、栽培地和/或其土壤，可以发挥防治细菌萎蔫病(bacterial wilt disease)的效果(专利文献1)。