| 研究課題/領域番号 |
20H03049
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
津山 濯 宮崎大学, 農学部, 助教 (40786183)
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| 研究分担者 |
雉子谷 佳男 宮崎大学, 農学部, 教授 (10295199)
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)
沖 真弥 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (90452713)
高田 直樹 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 森林バイオ研究センター, 主任研究員 等 (90605544)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 細胞壁 / 二次壁 / S2層 / ヘミセルロース / Ｓ2層 / 植物細胞壁 / 壁層 / フェルラ酸 / 転写因子 / 壁層形成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物細胞壁は木材の物性やバイオマスの利用性を決定づける。植物細胞壁は一次壁と二次壁に分かれ、さらに二次壁はS1層、S2層、S3層と多層構造を持つ。木部細胞壁の大部分を占めるS2層では、S1層と比較し微細構造だけでなく、ヘミセルロースの構造も変化することが明らかになってきた。これはS2層の形成が緻密に制御されることを示唆するが、これまでS2層形成メカニズムについてはほとんど知見が無い。
本研究では木質バイオマスの大部分を占めるS2層の形成制御メカニズムの解明に迫り、バイオマス物性制御の新たな可能性を切り拓く。
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| 研究成果の概要 |
植物細胞壁は木材の物性やバイオマスの利用性を決定づける。植物細胞壁は多層構造を持ち、中でも二次壁S2層は物性に最も大きな影響を与えているが、S2層形成制御機構に関する知見はほとんど無い。
細胞壁形成を追った解析から、モウソウチク繊維細胞のS2層形成時にフェルロイルアラビノキシランが活発に堆積すると示唆された。キシランのフェルロイル化酵素BAHD1のモウソウチクホモログ、PeBAHD1;1-1;3をクローニングした。イネ転写因子ライブラリーの中から、PeBAHD1;1-1;3の発現制御を行う37の転写因子を発見した。二次壁形成に伴い発現するものもあり、これらはS2層形成制御に関与する可能性がある。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
樹木細胞壁のS2層は木材の力学的強度を左右すると知られているが、その形成制御メカニズムは不明である。本研究はS2層形成時に堆積が活発になるヘミセルロースに着目し、その生合成制御機構からS2層形成制御機構に迫ったものである。本研究で発見された遺伝子はS2層形成制御への関与が期待され、今後更なる研究により、S2層形成制御メカニズムの解明につながる可能性がある。
植物細胞壁の多層構造制御は、様々な力学特性を持った木材や全く新たな植物素材の創成に展開し得る。本研究成果は、植物の多層構造形成メカニズム解明に向けた糸口になると期待される。
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