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

探索有助于农业土壤中生物降解塑料生物降解的酶

• 批准号: 22K05945
• 负责人: 山下 結香
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05945/
• 关键词: 生分解性プラスチック分解酵素; 畑土壌; 土壌微生物; サブトラクション法; メタトランスクリプトーム; 農業用生分解性プラスチック製マルチフィルム

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。

现场工作中制造的多膜是一种材料，在使用后在土壤中耕作时，垃圾中完全拆卸并减少了垃圾，但这是一个问题，分解速度取决于土壤。构成原始塑料的聚酯（聚合物）被分解为单体，主要是由田间土壤中的微生物产生的酶。但是，分解速度取决于环境条件。初始聚合物分解过程被认为是分解速度的一个因素，但尚未揭示细节。在这项研究中，目的是建立一种获得基因阵列信息的方法，该方法是使用模型实验系统直接从土壤到早期原始塑料分解的方法。通过这项研究获得的酶的信息可以在引入原始塑料多塑料时预测土壤的原始塑料分解潜力的预测。在这个财政年度，我们致力于构建模型实验系统，以检查MRNA是否可以增加生塑料大豆早期的转移量，可以增加原始塑料早期的转移量。首先，我们选择了土壤。龙头蛋白的营养条件有三种类型的土壤，将多核酸二硫酸盐（PBSA）膜（一种是原始塑料）埋葬了12周。随着时间的流逝，拍摄的膜进行了分析，并比较了每种培养中的薄膜分解速度。我们决定使用拆卸的最快土壤。接下来，作为在原始塑料膜分解过程中转录量增加的基因，选择了已知的原始塑料降解酶（PCLE）的基因，而培养条件（B47-9股）分泌了这种酶，土壤，土壤为土壤。我们检查了疫苗接种和接种方法的量，并确定了膜的分解，这取决于接种的存在或不存在。随着时间的推移，通过建立模型实验系统进行了膜和土壤的采样，并检查了提取核酸的方法。