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2014 年度 実施状況報告書

熱溶菌糸状菌を応用したバイオエタノール生産

研究課題

研究課題/領域番号 25550098
研究機関立命館大学

研究代表者

久保 幹  立命館大学, 生命科学部, 教授 (60249795)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード熱溶菌糸状菌 / グルコース / 余剰バイオマス / 固体培養
研究実績の概要

熱溶菌糸状菌、Fusarium sp.72-1の固体培養システム確立のため、余剰バイオマスを用いた最適生育条件を確立した。具体的には、タケ、水草、大豆カス、米ぬか、広葉樹落ち葉、針葉樹落ち葉の全炭素量、全窒素量、全リン量を分析した。その後、C/N比とC/P比を考慮して配合し、含水率を60%に調整後、30℃、9日間当該菌株を生育させ、熱溶菌後のグルコース量から最適条件を求めた。その結果、水草・米ぬかを基盤とした固体培地(水草:米ぬか=1:3~7)が最適であることが明らかとなった。最適条件でのグルコース生産量は、最大6.53㎎/g培地であった。
一方、固体培地上での糸状菌バイオマス量を定量するため、糸状菌が特異的に有するエルゴステロールをターゲットとした定量システムを構築した。その結果、固体培地上で生育した糸状菌を定量することが可能となり、固体培地上で生育した糸状菌バイオマスあたりのグルコース生産量を計測することが出来た。その結果、水草・米ぬか培地上では、平均0.61g/g培地の糸状菌が生育し(9日培養)、最大7.07㎎/g‐fungal biomassのグルコース生産が確認された。これらの結果をまとめると、水草・米ぬか固体培地を用いFusarium sp.72-1の約60%が糸状菌バイオマスに変換され、糸状菌バイオマスの約0.7%が熱溶菌によりグルコースに変換されることが明らかとなった。
更なるグルコース生産量の向上を目指し、自然界から熱溶菌糸状菌の探索を行った。その結果、水草・米ぬか培地で旺盛に生育し、熱溶菌後グルコースを産出する4菌株の糸状菌を分離することが出来た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画に従い、固体培地上での糸状菌バイオマス量の定量技術が確立した。この定量技術確立により、正確なマスバランスを把握することが可能となった。これまでの培地あたりのグルコース生産量の議論から、より定量的なグルコース生産を議論できるようになったことから、最終年度へ向け、数値に基づいた熱溶菌糸状菌の生育向上とグルコース生産の効率化の研究実施が可能となった。
このような状況から、おおむね順調に成果が出ていると考えている。

今後の研究の推進方策

今後の研究課題は、余剰バイオマスから糸状菌バイオマスへの変換効率の向上と生成されたグルコースからエタノールへの生産である。今年度はこの2点に絞り研究を行う。出来るだけ定量的かつ再現性のある新技術構築を目指して研究を遂行する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 62.Evaluation of soil fertility for plant growth based on bacterial biomass and material circulation in soil environment2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kubo, S. Horii, T. Matsuno, M. Mukai, and D. Adhikari
    • 雑誌名

      Recent Development in Biotechnology

      巻: 1 ページ: 147-160

    • 査読あり
  • [学会発表] 熱溶菌性糸状菌を用いたグルコース生産~最適培地とその産生効率の評価~2015

    • 著者名/発表者名
      森 慶太, 佐々木裕起, 向 真樹, アディカリディネシュ, 荒木希和子, 久保 幹
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-28
  • [学会発表] 環境中の炭素分布とアルカンヒドロキシラーゼ(alk)遺伝子との関係解析2015

    • 著者名/発表者名
      植田雄仁, 向 真樹, ADHIKARI Dinesh, 荒木希和子, 久保 幹
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-27
  • [学会発表] Use of a dominant Lake Biwa waterweed Egeria densa as a source of plant nutrients2014

    • 著者名/発表者名
      Pongpapat Kantala, Masaki Mukai, Kiwako S Araki, Dinesh Adhikari、 Motoki Kubo
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-10

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公開日: 2016-06-03  

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