機能改変酵素を用いた生体内のリグニンの分解性向上技術の開発

使用功能修饰酶开发改善木质素体内分解的技术

• 批准号: 18K14559
• 负责人: 諾恩 達古拉
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K14559/
• 关键词: リグニン; 植物細胞壁; 糖化性

植物バイオマス資源は二酸化炭素を固定し、地球上でもっとも多く存在する再生可能資源であり、主にセルロース、ヘミセルロースとリグニンから合成される。リグニンの木材からの脱離性の向上は植物バイオマスの加工性に重要とされている。本研究はリグニン生合成経路中の中間体を触媒する触媒機能の高い変異型酵素の他、微生物が持つ種々の異なる酵素遺伝子を植物に導入し、リグニン及び植物の加工性などの変化を調べた。具体的には、(1) 異なる酵素の遺伝子をポプラ細胞へ導入し、組換え系統を選定することに成功した。(2) 選定した組換えポプラの中から導入遺伝子の発現量の高い個体を選抜・増殖し、鉢だしした。(3) 鉢だし中のポプラを用いて、各分析を行なった。以下は進行状況になる。本研究の主な目的であるDBR遺伝子はモノリグノールラジカル合成を阻害しリグニンの高分子化を抑制する。DBRの基質が野生型より多く検出された組換えポプラに導入した結果、組換えポプラの茎の色の変化を元に戻すことが観察された。リグニン含有量とリグニンモノマー組成にも少量の変化が検出され、 今後は共同研究先との連携により、2次元NMRを用いた詳細なリグニン構造分析を行い、結果を纏める予定がある。次に、ヒドロキシシンナモイルCoAヒドラターゼ・リアーゼ遺伝子をポプラに導入し、発現量の異なる三つの組換え系統を、野生型ポプラ、空ベクター導入した組換えポプラと比べた。その結果組換え個体の矮化、幹の木質の変色、リグニンの異常蓄積が観察された。現在は共同研究先との連携により2次元NMRを用いた詳細なリグニン構造分析、網羅的な代謝物分析を実施中である。更に、今後は共同研究先のJoin BioEnergy Institute（JBEI）との連携によりバイオ燃料の製造適性を評価する予定である。

Plant resources are fixed, and there are many renewable resources on the earth. The separation of wood from wood and the upward movement of plants are important for the processing of wood. This study is aimed at regulating the transformation of enzymes, microorganisms, species, enzymes, plants, and processing properties of plants. Specific,(1) different enzyme gene transfer, cell introduction, component selection, and success. (2)Select a group of individuals with high levels of gene expression. (3)In the middle of the game, each analysis is performed. The following is the status quo. The main purpose of this study is to inhibit the polymerization of DBR molecules. DBR matrix from wild-type to multi-component. A small amount of chemical analysis was carried out for the first time in the future, and the results were determined for the second time in detail. In the second place, the wild type CoA is introduced into the wild type, and the wild type CoA is introduced into the wild type CoA. As a result, dwarfing of individuals, color of dry wood, abnormal accumulation of dry wood, etc. were observed. Now we are working together to study the relationship between 2D NMR and structural analysis, network metabolite analysis and implementation. In addition, the Joint BioEnergy Institute (JBEI) will jointly study the relationship between fuel production suitability and future development.

项目成果

Parvibaclum lavametivorans DS-1株由来のPIDBR遺伝子を導入した組換えポプラの解析

导入来自Parvibaclum lavametivorans DS-1菌株PIDBR基因的重组杨的分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 胡石;諾恩達古拉;ビレイ;山本雅信;平山晴加;秋山拓也;渡辺眞悟;上村直史;政井英司;John Ralph;梶田真也
• 通讯作者: 梶田真也

Change in lignin structure but not in lignin content of the transgenic poplar overexpressing the rice master regulator of secondary cell wall formation

过度表达次生细胞壁形成的水稻主调节因子的转基因杨的木质素结构发生变化，但木质素含量没有变化

• 发表时间: 2018
• 期刊: Physiologia Plantarum
• 影响因子: 6.4
• 作者: Nuoendagula;Yukiko Tsuji;Naoki Takata;Shingo Sakamoto;Akiko Nakagawa-Izumi;Toru Taniguchi;John Ralph;Nobutaka Mitsuda;Shinya Kajita
• 通讯作者: Shinya Kajita