炭化水素産生藻類による石油代替資源の開発に関する基盤技術研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19201014
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 渡邉 信 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (10132870)
• 研究分担者: 中嶋 信美 国立環境研究所, 生物圏環境研究領域, 室長 (20212087) ; 河地 正伸 国立環境研究所, 生物圏環境研究領域, 主任研究員 (80311322) ; 彼谷 邦光 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 特任教授 (40124341) ; 加藤 美砂子 お茶の水女子大学, 大学院・人間文化創成科学研究科, 准教授 (60272738) ; 宮下 英明 京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (50323746) ; 白岩 善博 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (40126420)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: Botryococcus braunii / 炭化水素 / キャクタライゼーション / 培養株多型解析 / 炭化水素合成分子機構 / 炭化水素蓄積量変動要因 / 遺伝子発現解析 / 大量発生機構解明

研究概要

本研究は将来のBotryococcusを用いた石油代替資源開発に資するため、Botryococcus炭化水素生産代謝経路の生合成経路やその調節機構並びに大量増殖機構に関わる生物学的・化学的研究を行った。その結果、1)鉄成分が細胞やコロニーの形状、そしてオイル生産に与える影響が大きいこと、2)Botryococcusの63株の生産する主要炭化水素は直鎖アルケン型(race A)、トリテルペン型(race B)、テトラテルペン型(Race L)および上記3つの型のいずれにも属さない種々の構造のものが含まれるマルチ型タイプに分類されたこと、3)BOT-70はMEP経路を使ってテルペノイドを合成していること、4)炭化水素合成時にはSAMサイクルが活性化されていること、5)B.brauniiの大量発生には亜熱帯地域の夏季の成層形成・日照が重要であり、また窒素分濃度の高い水域にはB.brauniiはほとんど出現しないこと、6)細胞増殖が飽和する以上の光エネルギー(40μmol photons/m^2/s)が光合成生産を介して炭化水素生産等の物質生産に振り分けられていることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Carbon Source on Growth and Morphology of Botryococcus braunii (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanoi, T., Kawachi, M., Watanabe, M. M.
  • 雑誌名: J.Appl.Phycology 22(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 藻類バイオマスエネルギー技術の課題と展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉信
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 113巻1098号 ページ: 32-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微細藻類オイルの化学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 彼谷邦光
  • 雑誌名: 日本微生物資源学会誌 26 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] 藻類によるバイオ燃料生産の展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉信
  • 雑誌名: 環境技術 38巻 ページ: 160-164
  • 査読あり
• [学会発表] 緑藻 Botryococcus braunii におけるテルペノイド系炭化水素の生合成に関与する遺伝子群の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新津里佳, 池上有希子, 金指真菜, 加藤毅, 田野井孝子, 河地正伸, 加藤美砂子
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-20100321
• [学会発表] 国内産オイル産生緑藻類 Botryococcus braunii のEST解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 五百城幹英・馬場将人・田野井孝子,河地正伸, 黛裕介, 鈴木石根, 白岩善博, 彼谷邦光, 渡邉信, 中嶋信美
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-20100321
• [学会発表] 緑藻 Botryococcus braunii の炭化水素生産能の向上に関する最適化条件の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊田芙美江, 坂本幸平, 馬場将人, 鈴木石根, 渡邉信, 白岩善博
  • 学会等名: 日本藻類学会第34回大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 微細藻類による大規模石油生産の展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉信
  • 学会等名: 応用物理学会「エネルギー環境研究会企画シンポジウム 人工光合成を中心とした自然エネルギー利用の実現へ向けて」
  • 発表場所: 東海大湘南キャンパス
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Fixation of CO_2 and Production of Biomass, Biofuel and Biominerals by Microalgae (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiraiwa, Y., Kaya, K., Watanabe, M. M.
  • 学会等名: The International Algae Congress 'Performance and potential of phototrophic Aquaculture -Microalgae, Cyanobacteria and Microcrops'
  • 発表場所: Hamburg, Germany(招待講演)
  • 年月日: 20091201-20091202
• [学会発表] Botryococcus Potential for biofuel production (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, I., Watanabe, M. M.
  • 学会等名: Algae World Asia 2009
  • 発表場所: Bangkok(招待講演)
  • 年月日: 20090929-20091001
• [学会発表] EST Analysis of Oil-producing Green Algae Botryococcus braunii. Plant Biology 2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: 五百城幹英, 田野井孝子, 河地正伸・黛裕介, 玉置雅紀, 渡邉信・中嶋信美
  • 学会等名: Joint Annual Meetings of the American Society of Plant Biologists and the Phycological Society of America
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 20090718-20090722
• [学会発表] 藻類を利用した持続的環境保全 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉信
  • 学会等名: 新資源生物変換研究会シンポジウム
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2009-12-21
• [学会発表] A prospect of utilization of algal lipids for fuel oil (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaya, K.
  • 学会等名: The third Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] Utilization of algae for liquid fuel production (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto M., Watanabe
  • 学会等名: 4^<th> Asia Pacific Phycology Forum
  • 発表場所: Wellington, New Zealand
  • 年月日: 20081111-20081114
• [図書] 藻類バイオマスの高度利用技術(触媒年鑑) (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉信
  • 総ページ数: 644
• [産業財産権] 新規なアステイカカウリス・エキセントリカス菌株、それを用いた微細藻類の培養法、及び炭化水素の製造法 (2009)
  • 発明者名: 渡邉信, 河地正伸, 田野井孝子, 森下敏之
  • 権利者名: 渡邉信, 河地正伸, 田野井孝子 (株) デンソー
  • 産業財産権番号: (出)2009-106934
  • 出願年月日: 2009-04-24
• [産業財産権] 油脂製造システム及び油脂製造方法 (2009)
  • 発明者名: 山下邦彦, 渡邉信, 井上勲, 坂倉良男
  • 権利者名: 旭化成エンジニアリング (株)、筑波大学
  • 産業財産権番号: (出)2009-096201
  • 出願年月日: 2009-04-10