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。

木材腐烂真菌是木材生物劣化的最重要的致病微生物之一。因此，积累生理知识非常重要，以便考虑针对木结构建筑腐烂的有效对策，木结构建筑占日本独立住宅的90%以上。木材腐烂真菌利用多种酶和非酶反应系统来降解木材细胞壁，木材细胞壁是由纤维素、半纤维素和木质素组成的坚韧结构。大多数对这些分解系统控制机制的研究都与碳和氮的代谢有关，而碳和氮是丰富的营养源，而硫等微量元素与植物细胞壁分解之间的关系却很少受到关注。。最近，我们发现真菌可能吸收硫化羰（COS）（一种大气中普遍存在的气态硫化合物），并将其用作硫源（论文正在进行中）。因此，我们认为通过 COS 获取硫对于使用贫硫木材作为基质的真菌的木材分解可能很重要。本研究的目的是阐明在木材腐烂过程中使用气态 COS 作为木材腐烂真菌的起始材料的硫获取途径的重要性。今年，我们将利用COS或硫酸盐作为硫源分析丝状真菌哈茨木霉的转录组，创建缺乏COS代谢关键酶COSase基因的菌株，并开发在木材中培养的木材腐烂真菌。我们开展了测量大气中 COS 浓度等活动。