森林植物と菌類の二次代謝物生合成と機能に関する生化学的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08306021
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 島田 幹夫 京都大学, 木質科学研究所, 教授 (50027166)
• 研究分担者: 片山 健至 香川大学, 農学部, 教授 (00152687) ; 寺沢 実 北海道大学, 農学部, 教授 (50003124) ; 大橋 英雄 岐阜大学, 農学部, 教授 (80021723) ; 飯山 賢治 東京大学, アジア生物資源環境センター, 教授 (60012077) ; 鍋田 憲助 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (70093911)
• キーワード: リグニン / リグナン / 二次代謝物 / 心材成分 / タキソ-ル / 抽出成分 / テルペン / 木材腐朽菌

研究概要

本研究の目的は、森林植物と微生物・菌類の二次代謝物質の多種多様な機能を総合的に解析し、それらの「エコノミー」と「エコロジー」意義を各自の研究の立場から論究し、森林「エコーシステム」のマクロスコープを形成することにある。先ず、森林植物と微生物の二次代謝物の化学と生化学系の20人の研究者を次ぎのような7グループ(A〜F)に分け情報交換と討論の会議を開催し、各自の研究報告を1章〜20章にまとめた。
A.リグニンの生合成・生化学・遺伝子制御(1章〜4章)
B.リグナンとその関連二次代謝物の生化学(5章〜9章)
C.植物のテルペン系化合物の生合成と生化学(10章〜12章)
D.植物のキノンとスチルベン生合成と生化学(13章から14章)
E.樹木の防御機構とファイトアレキシンの生化学(15章〜16章)
F.リグニン・セルロースの微生物分解系(17章〜18章)
G.エコロジー観点から眺めた菌類の二次代謝生化学(19章〜20章)
木質資源は地球上で最も豊富な二次代謝物であり、人類の生活の3要素「衣」「食」「住」の根幹をなす資源である。しかし、今日では地球温暖化防止・炭酸ガス放出抑制・森林生産地域の減少などのいわゆる地球環境問題と連動して貴重な資源を安易に利用できない状況になっている。従って、我々の生活方式を「生物資源基盤型の新しいシステムへ変換する」ことが緊急の課題であり、新しい価値観の創生が待たれるのである。生物材料としての木質資源を維持するためには「生産」・「利用」・「消費」のバランスの確立が急務であり、二酸化炭素を固定できる森林資源の蓄積が必須である。文明の基礎は森林にあるといっても過言ではなく、森林生態化学研究こそ未来の「エコロジー」と「エコロジー」を統一させる学問領域であることが共通の見解として得られた。

研究成果

• [文献書誌] M.Shimada 他4名: "Possible biochemical roles of oxalic acid as a low moleular weight compound involved in brown-rot and white-rot wood decays" J.Biotechnology. 53. 103-113 (1997)
• [文献書誌] I.Shen 他2名: "Extractives from the leaves of shirakamba,Betula platyphylla Sukatchev var.japonica Hara,Four glucosides of p-hydrovyphenyl derivatives from birch leaves" J.Wood Science. (1998)
• [文献書誌] Kensuke Nabeta 他4名: "In vitro Biosynthesis of cadinanes by cell-free extracts of cultured cells of Heteroecyphus planus" J.Chem.Soc.Perkin Trans I. 2065-2070 (1997)
• [文献書誌] K.Fukushima 他3名: "Distribution and seasonal changes of monolignol glucosides in Pinus thunbergii" Mokuzai Gakkaishi. 43. 254-259 (1997)
• [文献書誌] 飯山賢治: "炭素循環とバイオマス" Cellul.Commun.3. 70-77 (1996)
• [文献書誌] T.Hayakawa 他4名: "Molecular cloning and tissue-specific expression of two genes that encode caffeic acid and O-methyltransferases from Populus kitakamiensis" Plant Science. 113. 157-165 (1996)
• [文献書誌] T.Umezawa 他2名: ""ACS Symp.Ser.",eds.by N.G.Lewis and S.Sarkanen Stereochemical Difference in Lignan Biosynthesis in Arctium lappa,Wikstroemia sikokiana,and Forsythia spp." American Chemical Society,Washington,D.C.(in press),