2022 Fiscal Year Annual Research Report
リグニンの多様性と可変性：組換え植物で探る木質の機能と利用へのインパクト
| Project/Area Number |
20H03044
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
飛松 裕基 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (20734221)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 千明 北海道大学, 工学研究院, 助教 (50722948)
久住 亮介 京都大学, 農学研究科, 助教 (70546530)
梅澤 俊明 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80151926)
今井 友也 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (90509142)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | リグニン / フェルラ酸 / 細胞壁 / リグノセルロース |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
複雑多様なリグニンの分子構造は、維管束植物の進化・環境適応と密接に関係する木質細胞壁の本質的特徴であると同時に、脱炭素社会構築 を担う木質バイオマス利用の重要阻害要因でもある。しかし、リグニンの分子構造と木質細胞壁の生理機能・超分子構造 ・ 各種バイオマス利用特性の関係性の理解は未だ著しく欠落している。本研究では、木質の構造と特性に及ぼすリグニンの寄与を体系的に明らかにすることを目的とし、リグニンの量・構造を系統的に変化させたリグニン改変組換え植物を作出し、その細胞壁の化学構造・超分子構造・各種特性を体系的に調べ、改変されたリグニンの量・構造との関係性を明らかにする。2022年度は、これまでに作出したリグニンや細胞壁結合型フェルラ酸を改変したイネ変異株の細胞壁性状解析を中心に行なった。すなわち、各イネ変異株の細胞壁の化学構造の詳細を各種化学分析及び2D NMR解析により明らかにした。また、一部のイネ変異株については、単離リグニンを調製し、同様のリグニンモノマー組成を有するシロイヌナズナ（双子葉類）やスギ及びマツ（裸子植物・針葉樹）から調製した単離リグニンと合わせて、化学構造を比較解析し、リグニンの高分子構造に与える植物グループに依存した細胞壁マトリクスの影響を明らかにした。また、細胞壁結合型フェルラ酸改変株及びリグニン芳香核組成改変株については、固体NMR（CP-MAS及びT1解析）、広角X線回析（WAXD）、小角X線散乱（SAXS）による細胞壁超分子構造の比較解析を行い、特にリグニンや細胞壁結合型フェルラ酸の改変が細胞壁多糖の集合状態に大きく影響することを明らかにした。また、種々の植物種におけるリグニン生合成機構の解明、代謝工学、生物分解等を目的とする共同研究において、リグニン構造解析やイメージング解析の実験も行った。これらの成果の一部を纏め、論文発表及び学会発表を行った。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
