立木加害性の木材腐朽菌による木材分解機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18727
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 堀 千明 北海道大学, 工学研究院, 助教 (50722948)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 木材腐朽 / 立木加害 / 植物

研究実績の概要

近年地球規模の環境変動と持続型社会の構築が求められる中、地球所で最大規模の生合成産物である植物バイオマスをエネルギー資源として利用するための多面的な研究が急務である。なかでも植物を効率よく分解出来る腐朽菌の植物分解機構を理解するための研究が進んでいる。本研究では、木材腐朽菌の中でも未解明な立木加害性の白色腐朽菌ベッコウタケに着目して、多面的なオミクス解析手法により本菌の植物分解機構を包括的に理解することを目指す。ベッコウタケは北海道大学構内をはじめ、日本中で甚大な倒木被害を引き起こしている。それら情報を元に植物バイオマスの利用への一助となる知見を得ることを目標としている。

本年度は、本研究において単離したベッコウタケの本菌のゲノム情報を取得した。その情報を元に、他の糸状菌ゲノムと植物成分および抽出成分の分解ポテンシャルを比較した。その結果、糖質関連酵素（CAZy）においてほとんど同じ遺伝子を保有していた。またこの配列情報をデータベースとして、抽出成分を添加した培養系で得られたタンパク質をプロテオーム解析することで、植物成分の分解に関連する酵素を同定した。

研究成果

• [国際共同研究] Forest Products Laboratory(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Forest Products Laboratory
• [雑誌論文] Protein components of water extracts from fruiting bodies of the Reishi mushroom Ganoderma lucidum contribute to the production of functional molecules. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kumakura K* and Hori C*, Matsuoka H, Igarashi K, Samejima M. *Equal contribution.
  • 雑誌名: J. Sci. Food Agricul. 巻: 99 ページ: 529-535
  • DOI: DOI, https://doi.org/10.1002/jsfa.9211
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-cell density culture of poly(lactate-co-3-hydroxybutyrate)-producing Escherichia coli by using glucose/xylose-switching fed-batch jar fermentation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hori C, Yamazaki T, Ribordy G, Takisawa K, Matsumoto K, Ooi T, Zinn M, Taguchi S.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: DOI: 10.1016/j.jbiosc.2018.11.006.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxidase (RuBisCO)-mediated de novo synthesis of glycolate-based polyhydroxyalkanoate in Escherichia coli. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Saito J, Yokoo T, Hori C, Nagata A, Kudoh Y, Ooi T, Taguchi S.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: DOI: 10.1016/j.jbiosc.2019.03.002.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomes of neutrophilic sulfur-oxidizing chemolithoautotrophs representing 9 proteobacterial species from 8 genera. (2019)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Kojima H, Umezawa K, Hori C, Takasuka T, Kato Y, Fukui M.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: DOI: 10.3389/fmicb.2019.00316.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of lignin deposited after infection is crucial for Striga hermonthica resistance. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mutuku JM, Cui S, Hori C, Takeda Y, Tobimatsu Y, Nakabayashi R, Mori T, Saito K, Demura T, Umezawa T, Yoshida S, Shirasu K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 179 ページ: 1796-1809
  • DOI: https://doi.org/10.1104/pp.18.01133
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-omic analyses of extensively decayed Pinus contorta reveal expression of diverse array of lignocellulose degrading enzymes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hori C, Gaskell J, Cullen D, Sabat G, Stewart PE, Lail K, Peng Y, Barry K, Grigoriev IV, Kohler A, Fauchery L, Martin F, Zeiner CA, Bhatnagar JM.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 巻: 84 ページ: e01133-18
  • DOI: 10.1128/AEM.01133-18.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Secretome analysis of the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium grown on ammonia-treated lignocellulosic biomass from birch wood. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi S, Hori C, Igarashi K, Samejima M.
  • 雑誌名: J. Wood Sci. 巻: 64 ページ: 845-853
  • DOI: 10.1007/s10086-018-1770-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro analysis of D-lactyl-CoA-polymerizing polyhydroxyalkanoate synthase in polylactate and poly(lactate-co-3 hydroxybutyrate) Syntheses. (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Iijima M, Hori C, Utsunomia C, Ooi T, and Taguchi S.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 19 ページ: 2889-2895
  • DOI: 10.1021/acs.biomac.8b00454
  • 査読あり
• [学会発表] マルチメタオミクス解析によって明らかになった自然環境下での木材分解の多様性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 堀千明、ジル・ガスケル、ダニエル・カレン、大井俊彦、松本謙一郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019大会
• [学会発表] 腐朽された樹木のメタ・オミクス解析 ～環境下で腐朽を担う微生物群と酵素群が明らかに～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 堀千明、大井俊彦、松本謙一郎、ジル・ガスケル、ダニエル・カレン
  • 学会等名: 第69回日本木材学会大会
• [学会発表] 針葉樹分解性白色腐朽菌Phlebiopsis giganteaにおける抽出成分の分解性解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩田茉奈、堀千明、大井俊彦、松本謙一郎、佐野雄三
  • 学会等名: 第69回日本木材学会大会
• [学会発表] ハリエンジュが生産する生体防御物質に対する立木加害性木材腐朽菌ベッコウタケの応答 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本壘、堀千明、大井俊彦、松本謙一郎、宮本敏澄、重富顕吾、佐野雄三
  • 学会等名: 第69回日本木材学会大会
• [学会発表] 木材腐朽菌ベッコウタケと宿主木ハリエンジュの相互作用解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本壘、堀千明、宮本敏澄、重富顕吾、佐野雄三、大井俊彦、松本謙一郎
  • 学会等名: 日本生物工学会北日本支部札幌シンポジウム