有毒藍藻類産生 Microcystin 含有水の灌漑利用における農作物の食の安全性 に及ぼすリスク評価 福島大学大学院 １．序論 共生システム理工学研究科 神藏雄生 キャベツ、クウシンサイそれぞれコントロール系 富栄養化に伴う有毒アオコの発生は、水域の水 列、MC-LR 濃度 10µg・L-1、100µg・L-1、1,000µg・ 質の汚濁、生態系等に影響を与え、深刻な問題と L-1 に調整した系列を用い試験した。本試験栽培期 されている。特に全国の農業用水の取水源におい 間を 48 時間行い、試験後のキャベツ、コマツナ、 て有毒アオコは Microcystin(以下 MC)等を産生す クウシンサイの根、茎、葉の生物重および植物体 る。これら藍藻類の産生毒性物質の蓄積された作 と栽培溶液の MC-LR 含有量をそれぞれ測定した。 物を摂食することによる人間や動物への被害に 2.3 葉菜作物の MC 土耕栽培試験 ついては未だ報告されていない。植物の根が有機 ディスポカップに黒土、赤玉土、腐葉土を 1：1： 物を直接吸収することは近年研究が進められて 1 で混合した土壌を 400g 充填し、肥料として窒素、 いるが、MC を含む水を灌漑した場合の灌漑用水 リン、カリウムを 10a あたり 4kg の施肥量になる に由来する植物体の根圏からの吸収・蓄積特性つ ように、尿素、過リン酸石灰、硫酸カリウムを添 いては知見の少ないのが現状である。植物が MC 加した。充填土壌にコマツナ、キャベツ、クウシ を吸収しているかどうかは農業生産上、重要な問 ンサイそれぞれの種を 25 個体播種した。系列は 題である。このことから(1)灌漑取水源となる湖 1)M.aeruginosa NIES-298 株から精製した MC-LR 沼・溜め池の藍藻類発生状況、藍藻類産生物質の を 3 日おきに 10µg、2) MC-LR を 3 日おきに 100µg 産生特性の解明、(2) MC を含んだ溶液、土壌を媒 添加、3)コントロールの 3 系列とし、試験栽培期 体とした植物栽培での吸収メカニズムの解明、(3) 間を 30 日間行い、播種後 30 日の植物体の根、茎、 MC 蓄積作物によるリスク評価を行うこととした。 葉の生物重および植物体と栽培土壌の MC-LR 含 2. 研究方法 有量をそれぞれ測定した。 2.1 農業用水取水源の MC 産生特性調査 3. 研究結果および考察 灌漑用水の取水源においてアオコの発生する地 3.1 いさはや新池の MC 産生特性 点における MC 発生状況を調査するために、長崎 表層水において 0.03~12.53µg・L-1 の MC が検出 県諫早市にあるいさはや新池の表層水、底泥中の され、2009 年度は最大で 12.53µg・L-1 検出され 採取を 2009 年 4 月～2013 年 3 月まで行った。採 取後の表層水 200mL、底泥 10g を試料精製し、高 速液体クロマトグラフィー（HPLC）で MC-RR、 YR、LR の測定を行った。 2.2 葉菜作物の MC 水耕栽培試験 たが、翌年の 2010 年度の MC 濃度は最大で 0.18µg・L-1 であり、年ごとの MC 濃度の上昇 が起こらなかった。底泥では湿重量 1g あたり 0.06~26.11µg の検出が確認されたが、MC の長期 植物体をガラスビーズ上で 10 日間発芽させた後 的な蓄積は見られなかった。以上のことから水温 発泡スチロールに 2,000 倍に希釈した液肥(ハイポ の上昇に伴い藍藻類が水面へ浮上増殖し、MC を ネックス®)を充填し 40 日間栽培前栽培を行った。 産生し濃度が上昇し、底泥の MC 吸着固定や微生 本試験は 350 mL の三角フラスコに 2,000 倍に希釈 物よって MC は蓄積されず分解する可能性が示唆 した肥料(ハイポネックス)を充填し、コマツナ、 された。 3.2 MC 水耕栽培の植物体吸収・蓄積特性 水耕栽培試験 48 時間後の植物体の MC 蓄積量は 図 1 に示した。10µg・L-1 の系列ではクウシンサイ の根に蓄積は確認されたが可食部の蓄積は起こ らなかった。100µg・L-1、1,000µg・L-1 の蓄積にお た。MC-LR の TDI は 0.04(µg・kg-1・day-1)(WHO 2003)であり、その値を用いた。その結果、クウシ ンサイ土壌栽培においては HQ の 3.28 倍の値とな った。しかし、クウシンサイの 100µg・L-1 添加系、 のキャベツ、コマツナは各系列に HPLC の検出限 界値(0.01µg)含まれたと仮定した場合においては いてはコマツナ、キャベツ、クウシンサイの蓄積 HQ を下回る結果となり、食に対するリスクは無 が見られた。 このことから根から MC が吸収され、 いという重要なる知見が実証された。 10 MC-LR濃度 10µg/L MC-LR濃度 100µg/L MC-LR濃度 1000µg/L 8 6 4 2 MC-LR蓄積量（μg・pot-1) MC-LR蓄積量（μg・series-1) 茎、葉へ移行することが明らかとされた。 MC-LR濃度 対照系 1.5 MC-LR濃度 100µg/L 1 MC-LR濃度 1000µg/L 0.5 0 根 茎 葉 土 根 茎 葉 土 根 茎 葉 土 2 コマツナ 0 根 茎 葉 根 茎 葉 根 茎 葉 コマツナ キャベツ クウシンサイ 図 1 MC 水耕栽培における植物体の蓄積量 キャベツ クウシンサイ 図 2 土耕試験における植物、土壌の MC 蓄積量 4. まとめ 1) 灌漑用水取水源の MC の濃度においては MC-LR の飲料水質ガイドライン値(1µg・L-1)を上 3.3 MC 土耕栽培の植物体吸収・蓄積特性 回る濃度が検出されたが、細菌等による分解によ 3.3.1 葉菜作物土耕栽培における MC-LR の吸収・ って消失し、MC の長期蓄積は起こらないことが 蓄積性の評価 明らかとなった。2) 水耕試験では高濃度条件で植 キャベツ、コマツナ土壌栽培の MC 蓄積量につ -1 -1 物体の可食部に蓄積が見られ、根から MC を吸 いては 100µg・L 、1,000µg・L の添加系列とも 収・蓄積することが明らかとなった。3)土耕栽培 に植物体の根、茎、葉の蓄積量は HPLC の検出限 では高濃度でクウシンサイの可食部に 0.17µg・g-1 界値(0.01µg)以下であった。クウシンサイ土壌栽 wet weight の蓄積が見られたがコマツナ、キャベ -1 培においては、1,000µg・L の添加系列で根、茎、 ツでは MC の蓄積が確認されなかったことから植 葉の蓄積が確認された。土壌はコマツナ、クウシ 物体の種類によって MC の吸収・蓄積量に違いが ンサイ系列で蓄積が確認された。このことから あることが明らかとされた。4) クウシンサイの MC-LR を添加後土壌粒子に蓄積するが、高濃度 HQ は、土耕栽培試験では 1000µg・L-1 添加で 1 MC-LR の添加量に対して植物体の蓄積がほとん を上回ったが、100µg・L-1 添加で HQ が 1 を下回 ど確認されなかったことから、植物体の根圏から り影響なしと判断された。5) 本研究でアオコ産生 土壌水分の MC-LR を取り込む前に微生物による 毒 MC の作物吸収特性から通常の濃度では作物に 生分解によって消失された可能性が示唆された。 対して影響を及ぼさないという国際的に重要な 3.3.3MC 蓄積によるリスク評価 る知見が得られたことから、これらの知見を基に 葉菜の可食部(茎、葉)における MC 蓄積量による アオコ濃度を踏まえた灌漑用水マニュアルを創 安全性評価は 60kg のヒトが 1 日 350g のコマツナ ることで安全な水利用が図れると期待される。 を摂食したと仮定し、1 日当たりの人への推定曝 参考文献 露量(EDI)と MC-LR の耐容 1 日摂食量(TDI)の比 (ハザード比：HQ)から食の安全性について評価し WHO (2003) Guidelines for safe recreation water environments,136-158
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