木材腐朽菌の木材分解システムにおいて気体状硫黄化合物からの硫黄獲得が果たす意義

木材腐烂真菌木材分解系统中气态硫化合物获取硫的意义

基本信息

批准号：
22KJ1249
负责人：
飯塚瑠翔
金额：
$ 1.6万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1249/
关键词：
真菌類木材腐朽菌硫黄代謝硫化カルボニル植物細胞壁分解

项目摘要

木材腐朽菌は木材の生物劣化の最も主要な原因生物の一つである。したがって、その生理学的知見を蓄積することは、我が国の戸建住宅の9割以上を占める木造建築物の腐朽被害への効果的な対策を考えるために重要である。木材腐朽菌は、セルロース、ヘミセルロース、リグニンで成り立つ堅牢な構造体である木材細胞壁を、酵素的および非酵素的な多様な反応システムを用いて分解する。それらの分解システムの制御メカニズム研究の多くは、豊富に存在する栄養源である炭素や窒素の代謝に関わるものがほとんどであり、硫黄などの微量元素と植物細胞壁分解との関連性については注目されてこなかった。近年、我々は、大気中に普遍的に存在する気体状硫黄化合物である硫化カルボニル（COS）を真菌類が取り込み、硫黄源として利用している可能性を見出した（論文投稿中）。そこで、硫黄が乏しい木材を基質とする真菌類にとって、COSを介した硫黄の獲得が木材分解に重要であるのではないかと考えた。本研究は、木材腐朽菌における気体状COSを出発物質とする硫黄獲得経路が、木材腐朽プロセスにおいてどのような意味を持つのかを解明することを目的としている。本年度は、糸状菌Trichoderma harzianumを対象にCOSまたは硫酸塩を硫黄源とした真菌類のトランスクリプトーム解析、COS代謝キー酵素であるCOSase遺伝子の欠損株の作成、そして、木材で培養した木材腐朽菌を対象に大気濃度COSに対する活性測定などを行った。

木材腐烂真菌是伍德生物降解的最主要原因之一。因此，积累这些生理知识对于考虑有效措施以防止腐烂的木制建筑损害，这占日本超过90％的独立房屋。使用多种酶促和非酶促反应系统，木质衰减真菌降解木细胞壁，一种由纤维素，半纤维素和木质素组成的稳健结构。大多数关于这些分解系统控制机制的研究涉及碳和氮的代谢，这些碳和氮是丰富的养分来源，以及诸如硫和植物细胞壁降解之类的微量元素之间的关系尚未引起关注。近年来，我们发现真菌可以掺入羰基硫化物（COS），这是一种普遍存在于大气中的气态硫化合物，并将其用作硫源（在论文提交中）。因此，我们认为COS介导的硫的采集对于真菌的木材分解很重要，该真菌基于硫低的木材。这项研究旨在阐明从木质腐烂过程中从木腐真菌中的气态cos开始的硫的采集途径。今年，我们使用COS或硫酸盐作为丝状真菌Trichoderma Harzianum对真菌进行了转录组分析，从而产生了COSASE基因的缺陷菌株，COS代谢的关键酶，以及测量在木中培养的木质真菌的活性，抗大气浓度。