Exploring enzymes that contribute the biodegradation of biodegradable plastics in agricultural soils

点击翻译按钮获取中文摘要

畑作で使う生分解性プラスチック（生プラ）製マルチフィルムは、使用後土壌に鋤きこむと完全分解される省力化とゴミ削減効果が高い資材だが、分解速度が土壌によって大きく異なることが課題である。生プラを構成するポリエステル（ポリマー）は、主に畑土壌中の微生物が生産する酵素によってモノマーまで分解され、資化される。しかし、その分解速度は環境条件に依存する。分解の律速の一因として初期のポリマー分解過程が考えられるが、詳細は未だに明らかになっていない。本研究では、モデル実験系を用い、土壌から直接生プラ分解初期に増加する遺伝子の配列情報を得る手法の確立を目指す。本研究によって得られた酵素の情報は生プラ製マルチを導入する際に、土壌が持つ生プラ分解ポテンシャルの事前予測に貢献できると考えられる。本年度は、生プラ埋設土壌から生プラフィルム分解初期に転写量が増加するmRNAを選抜できるかどうか検証するため、モデル実験系の構築に取り組んだ。まず、使用培土の選抜を行った。タッパーに栄養条件の異なる3種類の培土を詰め、生プラの一種であるポリブチレンスクシネートアジペート（PBSA）フィルムを12週間埋設した。経時的に取り出したフィルムを画像解析し、各培土におけるフィルム分解速度を比較した。このうち最も分解が速かった土壌を使用することにした。次に、生プラフィルム分解時に転写量が増加する遺伝子として、既知の生プラ分解酵素(PCLE)の遺伝子を選択し、この酵素を分泌する真菌 (B47-9株)の培養条件、土壌への接種量や接種方法を検討し、接種の有無によってフィルムの分解に差異が生じる条件を決定した。構築したモデル実験系から経時的にフィルムおよびフィルム周辺土壌のサンプリングを実施し、核酸抽出方法の検討を行った。