白色腐朽菌―細菌複合微生物系構築による木材腐朽機構の完全解明

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本提案研究では、複合微生物による木材腐朽の完全理解と、その応用による新規バイオリファイナリー技術の創生を目指して以下の３つの問いを明らかにすることを目的とする。１．腐朽材中で白色腐朽菌と細菌はどのように相互作用しているのか？昨年度合成したmGoldとmNeonGreenの蛍光タンパク質遺伝子を用い、R6K ori (λ pir補完性ori)のベクターに自殺用sacB遺伝子を挿入して組換え用ベクターを作製し、形質転換を行った。しかしながら擬陽性のSacB耐性菌しか得られず、恒常的な蛍光化には至らなかった。i-Sce-Iメガ制限酵素を利用した蛍光化細菌の作製方法に切り替えて進める。2．細菌は白色腐朽菌と協調的にリグニンを資化するか？昨年度分離したカワラタケとその腐朽材から分離されたバニリン酸資化性細菌株Burkholderia属、Pseudomonas属、Acinetobacter属細菌を脱脂コナラ木粉上で共培養を行い木粉の重量減少率およびリグニンの分解率を調べた。その結果、カワラタケ単独での分解と比較し、それぞれの細菌株と共培養した際に木粉の重量減少率およびリグニンの減少率が優位に増加することが明らかとなった。本実験の再現性を得るとともに、腐朽後の木粉を有機溶媒で抽出し、リグニン断片を調べる必要がある。3．木質バイオマス変換を微生物共培養で達成可能か？アルカリ処理したタケ紛を用いて、多機能性白色腐朽菌Phlebia sp. MG-60とClostridium属細菌との共培養によるブタノール発酵を行った。その結果、1.0%NaOH前処理と共培養を組み合わせることで、多糖類から発酵生成物への変換率が最も高かった。共培養による相乗効果で、水酸化ナトリウム処理したリグノセルロース中のセルロースとヘミセルロースを代謝してブタノール生産することが可能であることを初めて明らかにした。