Ultra-weak photon emission due to fungal wood decay by brown rot fungi and the possible application aiming for wood preservation

褐腐真菌引起的真菌木材腐烂导致的超弱光子发射及其在木材防腐方面的可能应用

• 批准号: 20H03051
• 负责人: 西村 健
• 金额: $ 9.73万
• 依托单位: Forest Research and Management Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03051/
• 关键词: バイオフォトン; ケミルミネッセンス; 木材腐朽; 木材保存; 褐色腐朽菌; フェントン反応; 発光メカニズム; オオウズラタケ; ルミノール; 野外杭; 化学発光法による木材腐朽菌の検出; PCR法による木材腐朽菌の検出; 検出感度; 木材腐朽菌; 微弱化学発光; PCR

褐色腐朽菌で推定されているフェントン反応（Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- +・OH)の存在を踏まえ、前年度構築したフェントン反応による極微弱発光性（およそ100cps/20RLU）の糖モデル分解系（セロオリゴ糖/ Fe2SO4 / H2O2 / Tween/水 )を利用して、発光試薬としてルミノールの添加効果ならびに反応剤や基質が発光強度に及ぼす影響について検討した。ルミノールはごく微量の過酸化水素(H2O2)依存的に2価鉄（Fe2+）が存在しない系でのみ劇的な発光強度の増大（数百万～数千万RLU）をもたらした。さらに褐色腐朽菌オオウズラタケによる腐朽試験体表面（スギ）へのルミノールの添加効果は認められなかった。恐らくフェントン反応の過酸化水素は2価鉄と直ちに反応して消失してしまい、生成した比較的長寿命と考えられるヒドロキシルラジカル(・OH）が極微弱光の放出を伴って基質を分解していく可能性が示唆された。他方、オオウズラタケ腐朽木粉（スギ）におけるラジカルの存在をESRスペクトル測定によって確認した。初年度末に森林総合研究所第2樹木園に設置したスギ辺材杭（6本）のうち比較的腐朽の進んだ2本を引き抜き、杭の地際～底部の5区間について、目視による腐朽被害度と腐朽型（白色/褐色）ならびに発光データ（輝度・スペクトル測定）を取得の上，分離培養/PCRもしくはメタゲノム解析による腐朽菌の同定を実施した。発光強度の比較的高い腐朽部位からの分離菌の1つはニクカワタケであると同定され、腐朽型ならびに文献調査からからリグニン分解力の優れた白色腐朽菌である事が推察された。さらに超高感度CCDカメラタイプ装置による腐朽部位の画像化も実施した。他部位については現在調査中であるものの、発光強度の比較的微弱な腐朽部位からの分離菌はその微弱な発光特性から褐色腐朽菌である可能性が高い。

Brown rotten fungus で presumption さ れ て い る フ ェ ン ト ン anti 応 (Fe2 + + H2O2 and Fe3 + + OH - + · OH) tread の exist を ま え, former annual construct し た フ ェ ン ト ン anti 応 に よ る narrowest 発 optical (お よ そ 100 CPS / 20 rlu) の sugar モ デ ル decomposition system (セ ロ オ リ ゴ / sugar Fe2SO4 / H2O2 / Tween/water) を using し て 発 light try 薬 と し て ル ミ ノ ー ル の add working fruit な ら び に anti 応 tonic や matrix が 発 light intensity に and ぼ す influence に つ い て beg し 検 た. ル ミ ノ ー ル は ご く trace water acidification passes の element (H2O2) dependent に 2 価 iron objects (Fe2 +) が し な い department で の み drama な 発 light intensity の raised large (millions to tens of millions of RLU) を も た ら し た. さ ら に brown rotten fungus オ オ ウ ズ ラ タ ケ に よ る decay test body surface (ス ギ) へ の ル ミ ノ ー ル の add working fruit は recognize め ら れ な か っ た. Fear ら く フ ェ ン ト ン anti 応 の acidification of water element は 2 価 iron objects と straight ち に anti 応 し て disappear し て し ま い, generate し た compare long-life と exam え ら れ る ヒ ド ロ キ シ ル ラ ジ カ ル (· OH) が very faint light の release を with っ て を matrix decomposition し て い が く possibility in stopping さ れ た. The other party, the ウズラタケ decayed wood powder (スギ) におけるラジカ によって is present with をESRスペ ト ト によって determination によって confirms that た た. At the beginning of the end of the year に 総 close 2 institute of forest arboretum に set し た ス ギ 辺 (6) material hangzhou の う ち compare decayed の into ん だ 2 this を lead き sorting き, hangzhou の の at the bottom of the interstate ~ 5 interval に つ い て, visual に よ る decay killed degrees と decay model (white/brown) な ら び に 発 light デ ー タ (luminance ス ペ ク ト ル determination) on の を, Isolation and culture /PCR を く く メタゲノム メタゲノム analysis による decay fungi <s:1> isodetermination を application <s:1> た. 発 high い decayed parts of the light intensity is の compare か ら の isolated bacteria の 1 つ は ニ ク カ ワ タ ケ で あ る と with fixed さ れ, decadent な ら び に literature survey か ら か ら リ グ ニ ン resolution の optimal れ た white decay fungi で あ る matter が push examine さ れ た. Youdaoplaceholder0 ultra-high sensitivity CCDカメラタ による プ プ device による decayed part <s:1> visualization of realistic application <s:1> た. He parts に つ い て は now survey で あ る も の の, 発 light intensity の is weak な decayed parts of the か ら の isolated bacteria は そ の weak な 発 light feature か ら brown rotten fungus で あ が high い る possibilities.

项目成果

第72回日本木材学会大会(名古屋・岐阜大会)保存部門の口頭発表に参加して

参加第72届日本木材学会会议（名古屋/岐阜会议）保护部分的口头报告

• 发表时间: 2022
• 期刊: 木材保存
• 作者: Saitoh T.M.;Shin N.;Toriyama J.;Murayama S.;Yasue K.;西村健
• 通讯作者: 西村健

ヒラタケ栄養菌糸に含まれる幾つかの脂溶性成分の分離とそれらの同菌に対する子実体誘導活性について

平菇营养菌丝体中所含几种脂溶性成分的分离及其对同一真菌的子实体诱导活性

• 发表时间: 2023
• 作者: 西村健;砂川政英
• 通讯作者: 砂川政英

オオウズラタケ腐朽試験体からの極微弱化学発光ならびにフェントン反応関与の可能性について

关于圣鹌鹑腐烂标本的超弱化学发光以及参与芬顿反应的可能性

• 发表时间: 2022
• 作者: 西村健;白井伸明（滋賀県工業技術総合センター）;渡辺隆司（京都大学生存圏研究所）
• 通讯作者: 渡辺隆司（京都大学生存圏研究所）

ヒラタケ原基に含まれる幾つかの脂溶性成分の分離とそれらの同菌に対する子実体誘導活性について

平菇原基中几种脂溶性成分的分离及其子实体诱导活性

• 发表时间: 2022
• 作者: 西村健;砂川政英
• 通讯作者: 砂川政英