2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of fermentation characeristics of white-rot fungi during wood decay
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17K08167
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
森 智夫 静岡大学, 農学部, 准教授 (80536516)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 白色腐朽菌 / バイオリファイナリー / 発酵 / 木材腐朽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然界より分離した白色腐朽菌のエタノール発酵能を調査したところ、栄養培地にグルコースを発酵炭素源として加えた場合ではエタノール発酵は全ての腐朽菌で可能であったが、木材を炭素源とした場合は、一部の腐朽菌では発酵が観察されなかった。栄養源を用いず、木材と水のみから発酵が観察された腐朽菌はPhanerochaete sordidaのみであった。
P. sordidaの木材からの発酵特性を調査したところ、酸素濃度が5%を下回ると発酵を開始するが、発酵は数日で停止すること、若い菌糸であるほど呼吸量が多く、発酵開始が早く発酵量も多かった。この発酵には、脱リグニン・糖化は殆ど影響していないようであった。発酵開始時には、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ（PDH）の転写が抑制され、PDHキナーゼの転写が促進されていたことから、ピルビン酸のTCAサイクルへの流入が抑制されている事が推測された。また、糖の細胞内取り込みに関わる糖トランスポーター、エタノール発酵に係るピルビン酸デカルボキシラーゼの転写活性が向上していた。以上のことから、ピルビン酸の代謝経路を制御すると同時に、糖の取り込みから発酵までの経路を上方制御することで、エタノール発酵を促進していることが推測された。しかし、発酵終了時には測定した遺伝子の発現は全て大きく低下しており、腐朽菌が死滅していることが推測された。木材分解に関わる酵素遺伝子は酸素濃度が低下すると全て発現抑制されており、エネルギー消費を抑制していると考えられる。また、発酵停止時以降の菌糸は再生長能力が失われており、本菌のエタノール発酵は短期の低酸素ストレスに対応するための機構であると考えられた。
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