2013 Fiscal Year Annual Research Report
複合微生物系構築ならびに微生物間相互作用に基づいた担子菌機能の最大化
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23688041
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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, 准教授 (90526526)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 白色腐朽菌 / 微生物間相互作用 / リグニン / バイオマス / 細菌 / 共存微生物 |
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| Research Abstract |
25年度の研究計画のうち、重要な研究結果を2点得た。1つは木材腐朽への細菌共存の影響である。これまでに網羅的に白色腐朽菌と細菌を組み合わせて木材腐朽力を評価してきたが、腐朽材から分離されたTrametes versicolorとその共存細菌をコナラ木粉上で共培養したところ、木材腐朽が促進されることが明らかとなった。また、主成分の分解挙動を解析した結果、リグニン分解が促進される組み合わせや、セルロース分解が促進される組み合わせが存在した。リグニン分解が促進される組み合わせでの共培養系について、木材腐朽中のリグニン分解酵素生産について検討したところ、マンガンペルオキシダーゼおよびラッカーゼ活性生産が、白色腐朽菌単独での培養よりも特に培養初期段階で高いことが示された。これらの共存細菌は、直接的なリグニンやセルロース等の分解能を有していないことから、細菌の存在が白色腐朽菌の木材腐朽能力に影響を及ぼしていることが示された。もう一つは細菌株の液体培養による白色腐朽菌生育促進物質生産に関する知見である。白色腐朽菌Phlebia brevisporaとその共存細菌をPDB液体培地で共培養したところ、P. brevisporaの菌糸重量が2倍以上高くなることがことが明らかとなった。また、細菌培養後の培養液から細菌細胞を取り除いた細菌細胞外ろ液にP. brevisporaの菌糸体を接種したところ、有意な菌糸伸長の促進が確認された。すなわち、細菌株の培養ろ液中にP. brevisporaの菌糸生育に有利に働く物質が存在する可能性が強く示唆された。総じて、寒天培地上での菌糸伸長以外にも、共存細菌は木材腐朽という白色腐朽菌の生理的機能に影響を与えることが示され、さらに菌糸伸長促進は、細菌株が生産する何らかの物資を介して達成されることが強く示唆された。
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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
当初、白色腐朽菌と細菌との共培養を行っている寒天培地中の二次代謝物を網羅的に解析することで、微生物間に働く物質の特定を試みたが、特定には結び付かなかった。そこで2次案として当初計画した液体培養での共培養に研究手法を切り替えたところ、細菌が白色腐朽菌の生育を促進する物質を生産していることを示唆する結果を得ることが出来た。従って次年度、当該物質の特定へ向けた基盤が出来たと判断した。また、液体培地で生育促進が観察されたP. brevisporaはPCBやダイオキシン、有害農薬の分解無毒化能力に優れていることが分かっているため、細菌との共培養による有害物質分解能向上に向けた研究基盤も確立したと判断されることから、概ね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
細菌培養ろ液中に存在すると考えられる白色腐朽菌菌糸伸長促進因子の探索を行う。リットルレベルで細菌を培養し、培養ろ液を調製する。調製されたろ液は限外濾過や各種クロマトグラフィーを用いて分画し、白色腐朽菌菌糸伸長促進を指標に化合物の分画生成を行う。この際に大切なのは簡易的な活性測定法であるが、寒天培地へ分画物塗布による評価を試みる。一方で、Phlebia brevisporaとその共存細菌を液体培地で培養し、塩素化ダイオキシン、塩素化ビフェニル等を添加し、分解率および代謝産物について検討する。これらの研究により、バイオレメディエーションへの浄化微生物とその補助微生物添加の可能性が示唆されると考えられる。また、食用担子菌栽培への共存細菌への影響についても検討する。
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