横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校自然科学部
菅原遼（顧問：溝上豊）

キノコに含まれる微量金属元素について
本 研 究 は， 日 本 農 芸 化 学 会 2013 年 度 大 会（開 催 地： 東 北 大学）の「ジュニア農芸化学会」で発表された．東日本大震災
で東京電力福島第一原発事故が起こって以来，放射性物質が人体および農水産物に及ぼす影響が問題となっている．特にキノコの放射性物質の取り込みが問題視されている．本研究では，市販のキノコを材料にしてキノコに含まれる微量金属培養した．
まず，栄養培地として無金属ペプトンデキストロース培地（0.5% ポリペプトン，2% グルコース，0.2% 酵母エ
キ ス，2% 寒 天：pH 5） に，76.9 mM の 金 属 塩 化 物（NaCl, KCl, RbCl, CsCl）をそれぞれ加えた寒天培地をを調べるとともに，それらの菌糸生長への影響を調べること用いて菌糸の成長を観察した．また，最少培地として，で，土壌に含まれる放射性セシウムなどのキノコに対する影

リン酸アンモニウム培地（1% リン酸アンモニウム，1%響を推察している．

硫酸アンモニウム，0.2% グルコース，0.2% 寒天）を用いた．さらに，最少培地に 76.9 mM のアルカリ金属塩化

本研究の目的・方法および結果物（LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl）を添加して寒天培地を作製し，菌糸の成長を観察した．

【目的】キノコがどのような金属を吸収し，子実体には【結果と考察】どのような金属が含まれているかを分析すること，ま1.

た，金属によるキノコの菌糸成長への影響を明らかにすることを目的とした．

キノコに含まれる金属の蛍光 X 線分析
切り分けた各部位の灰分を分析し，各灰分の質量からシイタケの各部位 100 g あたりに含まれる金属の質量【実験方法】
1.

キノコに含まれる金属の蛍光 X 線分析
市販の菌床栽培シイタケを 5 つの部分に切り分けた（図 1）．前処理として，シイタケの各部位を乾燥させ軽く砕き，バーナーで予備灰化した．さらにマッフル炉で500℃，10 時間灼熱して灰分とする．灰分についてセイコ ー イ ン ス ツ ル メ ン ツ 社 卓 上 型 蛍 光X線 分 析 計
SEA2100 を用いて分析した．
2.

金属イオンによる菌糸成長への影響
エリンギは市販のものを使用し，コフキサルノコシカ

ケ（以下，コシカケ）は神奈川県大和市引地台公園で採取した菌を使用した．
PD（ポテトデキストロース）寒天培地で培養した菌糸を 0.01% Tween80 水溶液で剝がして遠心し，沈渣を滅菌水に溶かして各種培地に 10 μL スポットし，27℃で化学と生物 Vol. 51, No. 10, 2013

図 1 ■ 切り分けたシイタケ
A : いしづき，B : 柄の下半分，C : 柄の上半分，D : 傘のヒダ，E :傘のヒダを除いた部分

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表 1 ■ シイタケの各部位 100 g あたりに含まれる金属元素（mg）※1ABCDE※1NaKCaMg

PFeZnCuMn

200000280595
436281317316326.4
1.7
1.60014512814211973233
14886
113
93

0.3
1.6
1.1
0.8
1.0
0.9

0.4
2.2
2.1
2.1
1.8
2.1

0.05
0.36
0.31
0.27
0.36
0.26

0.23
0.55
0.25
0.27
0.36
0.26

食品成分データベースを参照（mg）を求めた（表 1）．食品データベースと比較したとムと同じアルカリ金属であり，誤って吸収されている可ころ，部位 A, B に多く金属が含まれていることが示さ能性がある．そこで，キノコの菌糸がアルカリ金属かられた．特に，カリウム，カルシウム，マグネシウムが多受ける影響を寒天培地上で検討した．エリンギの菌糸をく含まれている．これは，菌床栽培によってシイタケが各アルカリ金属（カリウム，ナトリウム，ルビジウム，育てられる際に，培地として使われている木材の一部をセシウム）を含む培地に接種し，3 日目および 11 日目に取り込んでいるからではないかと考えられる．木はカリ観察を行った（図 2）．3 日目の顕微鏡観察および 11 日後

ウムおよびカルシウムを多く含んでいるため，ほかの部のコロニー観察より，カリウム，ナトリウムを加えた培

4 4 4

4位と比べていしづきの部分に特に多く含まれているので地ではコントロールと比べて顕著な差は認められなかっはないかと推測できる．

たが，ルビジウム，セシウムを添加した培地上では菌糸金属イオンによる菌糸成長への影響

2.

成長が乏しく，コロニーの生育が強く阻害されていた．

シイタケはカリウムを多く吸収することが確認できた

次に，金属フリーである最少培地を用いて，金属イオが，放射性同位体が問題になっているセシウムもカリウンによる菌糸成長への影響を検討した（図 3）．エリン

図 2 ■ 栄養培地におけるエリンギの菌糸成長の金属イオンによる影響

図 3 ■ 合成培地におけるエリンギ・コシカケの菌糸成長への金属イオンによる影響（15 日目）

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化学と生物 Vol. 51, No. 10, 2013

ギにおいては，最少培地にナトリウム・カリウムを加えリ金属の影響を今後調べる必要があると考えている．菌た場合，生育が促進されており，リチウム・ルビジウ根菌だけでなく，エリンギやコシカケ以外のキノコや，ム・セシウムを加えた培地では成長が阻害されていた．

同じ真菌であるコウジカビなどでも同様の結果が得られ一方，コシカケでは，エリンギと同様，リチウム・ルビるか調べることを計画している．

ジウム・セシウムによって生育が阻害されていたが，ナ今回の取り組みは，高校生がある新聞記事を読んだこトリウムによる成長促進は認められなかった．カリウムとがきっかけであった．その記事は，福島第一原発事故

存在下では PD 培地と同程度の菌糸成長が観察されたで問題になったイネの放射性セシウムによる汚染が，植が，菌糸密度が非常に薄かった．これらの結果より，カ物栄養素の一つであるカリウムの吸収の際に，セシウムリウムの役割がエリンギとコシカケにおいて異なっていが同時に吸収されるために起こった，という内容であっることが推測される．

た．
「キノコも同じようなしくみで放射能に汚染されているのではないか？」キノコ好きの高校生はそんなこと今後の計画と展望を思って研究を始めた．目的のキノコの菌糸が入手できないことや精密な分析ができる機器が使えないことな

一般では農作物などが放射線を放つのは放射性セシウ

ど，越えられない問題が多くあったそうだが，それでもムを吸収しており，セシウムはカリウムと化学的性質が問題解決に向けて実験の工夫を続けたことが今回の成果似ているため，セシウムをカリウムと誤って吸収するのにつながったと言える．

が原因とされている．しかし，キノコに関して，セシウ

日本人の食生活にはキノコは欠かせない食品である．

ムはカリウムの代用として働くどころか，成長を阻害す

キノコへの放射能汚染は私たちの食生活に関与するだける要因となっていることが本研究によって明らかになっでなく，森林の生態系にも影響を与えることが推測された．本当にセシウムがカリウムと同様の機能で吸収される．そういう意味で，本研究は社会的な意義も含んでいているか疑問である．今後，キノコによるセシウムの吸る重要な研究である．将来的には，キノコが放射能汚染収に焦点を当てて実験を行うことも必要であろう．の影響を受けにくい生育条件の開発や，キノコを使った菌糸がアルカリ金属から受ける影響はエリンギとコシ

放射性物質のバイオレメディエーションなどを目標に研カケで一部異なっている部分があった．この原因が，キ究していきたい，とのこと．本研究の発展と横浜サイエ

ノコの種類の違いに由来する菌体成分の違いによるもの

ンスフロンティア高等学校の今後のさらなる活躍に期待なのかは不明である．放射線で規制を受けたキノコは，したい．

シイタケなどの原木栽培されているキノコのほか，チチ（文責「化学と生物」編集委員）

タケのような菌根菌もあるので，菌根菌におけるアルカ

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