2022 Fiscal Year Annual Research Report

白色腐朽菌－細菌複合微生物系における高リグニン分解能を誘導する相互作用機構の解明

Research Project

Project/Area Number	20H03114
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	森智夫静岡大学, 農学部, 准教授 (80536516)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木智大宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (10649601)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	白色腐朽菌 / 複合微生物系 / 相互作用 / リグニン分解
Outline of Annual Research Achievements	自然界において、木材は木材腐朽菌と細菌が共存する環境下で腐朽されている。木材主成分である難分解性芳香族高分子リグニンを分解する白色腐朽菌も細菌と相互作用し、リグニン分解を効率的に行っている可能性がある。本研究では白色腐朽菌Phanerochaete sordida－細菌間相互作用による高リグニン分解活性発現機構を解明を目指し検討を行った。白色腐朽菌単独培養系と比較して、高いリグニン分解選択性を示す白色腐朽菌－細菌複合微生物系を用いて、木材腐朽特性と菌叢構造から冗長性分析によりリグニン分解に関連する細菌の推定を試みたが、関連性を示す細菌は得られなかった。細菌遺伝子予測を行いリグニン分解と関連性を示す細菌生合成経路を予測したところ、メナキノン合成系がリグニン分解と関与している可能性が示され、ナフトキノン誘導体によりリグニン分解酵素活性が誘導され得ることを実験的に明らかにした。リグニン分解酵素活性に着目し、液体培地を用いてリグニン分解酵素活性と関連する細菌を予測したところ、幾つかの細菌がリグニン分解酵素を誘導している可能性が示された。この時、複合微生物系の菌体重量、糖および窒素源消費速度は単独培養系よりも低下しており、何らかの細菌由来のストレスが白色腐朽菌の生育を抑制するとともにリグニン分解酵素活性を誘導している事が示唆された。リグニン分解酵素活性との関連性が予測された細菌の分離株と白色腐朽菌の対峙培養を行い、細菌との共存下に置いて白色腐朽菌のリグニン分解酵素活性が誘導されていることを明らかにした。現在リグニン分解酵素活性を誘導する細菌由来成分の特定を試みている。
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。