| Project/Area Number |
23K23678
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| Project/Area Number (Other) |
22H02413 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40020:Wood science-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
坂本 真吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (00783664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶田 真也 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40323753)
上村 直史 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50646528)
光田 展隆 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副研究部門長 (80450667)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | リグニン / 木質バイオマス / 生育特性 / 加工特性 / 非従来型モノマー / フェノール性化合物 / 代謝工学 / 植物バイオマス |
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| Outline of Research at the Start |
植物においてリグニンは、堅牢性やストレス耐性に関与するとともに木材の加工特性に大きな影響を与える。本研究では、既存の植物においてはリグニンモノマーとして重合することが知られていないものの、化学的・構造的にリグニンモノマーとなりうるポテンシャルのあるフェノール性化合物について、その酵素遺伝子を同定し、さらにその遺伝子を利用したリグニン改変植物の作出を行う。本研究を通して、バイオマス生産と易加工特性を両立した新しいリグニン改変バイオマス植物の創出に関する技術開発をおこなう。
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学構造的にリグニンに取り込まれる可能性のあるフェノール性化合物について、公的データベース上に登録されている生合成に関わる酵素遺伝子、その中でも特に植物由来の酵素遺伝子を約30遺伝子選定し、それら遺伝子を導入したシロイヌナズナ遺伝子組換え体を作出し、１）リグニン構造、２）加工特性、３）生育特性を評価した。
それら遺伝子を導入した組換えシロイヌナズナについて、まずは花茎横断切片の顕微鏡観察を実施した。その結果、特定波長の自家蛍光強度が顕著に変化（増大もしくは減少）する系統を発見した。さらにその系統から得られる細胞壁残渣のリグニンモノマー構成を解析したところ、導入した酵素遺伝子が合成しているであろう化合物が検出されるとともに、従来型モノマーでH、G、Sユニットの組成比が変化している系統を複数同定した。
その中でも、仮称遺伝子Aを導入した系統では、自家蛍光の変化とともにその植物から得られる細胞壁残渣で酵素糖化率が向上しており、また、仮称遺伝子Bを導入した系統では、リグニンの変化とともに、植物の生育が阻害されることを明らかにした。現在、その原因となる化合物が、実際にリグニン取り込まれているかどうか、また、その結果としてリグニンの構造がどのように変化しているか、詳細な解析を進めている。また、木本植物であるポプラにもそれら遺伝子を導入した組換えポプラの作製を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
リグニン構造を変化させているであろう遺伝子のうち複数の遺伝子を複数同定しており、現在詳細解析を進めるとともに、木本植物のポプラへの導入・検証にも進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
先述の通り、リグニン構造の詳細解析とともにポプラ組換え体の作製をすすめ、シロイヌナズナとポプラそれぞれにおける生育特性、得られる植物残渣におけるリグニンの詳細解析をすすめる
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