2022 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of a white-rot fungi-bacteria complex system that completes lignocellulose conversion by microbial reaction
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20K21341
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
亀井 一郎 宮崎大学, 農学部, 教授 (90526526)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上村 直史 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50646528)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 白色腐朽菌 / 複合微生物系 / 微生物間相互作用 / リグニン / 木材腐朽 / 細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、将来微生物反応のみで木質バイオリファイナリーを実現するために、木質資材を効率的に分解できる複合微生物系を構築することを目的として実施した。木材腐朽菌は白色腐朽菌と褐色腐朽菌に大別され、それぞれ得意なメカニズムで木材を腐朽するが、長い時間を要する。これを短縮・効率化するために、細菌との共培養を萌芽的に試みた。本研究では特に、芳香族高分子の細胞壁成分であるリグニンに着目した。白色腐朽菌および褐色腐朽菌を含む木材腐朽菌9種と、低分子リグニン断片を資化できる細菌株Sphingobium sp. SYK-6株を共培養することで、木粉の分解とリグニンの分解が促進されないかを調べた。木材腐朽菌9種と細菌SYK-6株とをPDA培地上で対峙培養したところ、細菌株は多くの木材腐朽菌の菌糸伸長に対して阻害的に働くことが明らかとなった。一方で、いずれの木材腐朽菌による木粉の重量減少には阻害的な影響がほとんど見られず、むしろTrametes versicolor、Sarcomyxa serotine、Ceriporiopsis subvermispora、Daedalea dickinsiiの木粉分解に対しては促進的に働く傾向が見られた。さらにリグニン分解については、Sarcomyxa serotineおよびCeriporiopsis subvermisporaとの共培養において優位にリグニン分解が促進される現象が確認された。本研究成果は、特定の細菌株と木材腐朽菌を共培養することで、木材の腐朽を効率よく進めるコンソーシアを構築可能であることを示すものである。今後の課題として、細菌株がどのようにして木材腐朽菌のリグニン分解を促進しているのかについて、リグニン分解断片の分析定量を行う必要がある。
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