Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2019(平成31)年度 生存圏科学 萌芽研究 5

研究課題

固体NMR法を活用したリグニン改変組換え植物の細胞壁超分子構造解析

研究組織

代表者 飛松裕基(京都大学生存圏研究所)
共同研究者 久住亮介(京都大学大学院農学研究科)
梅澤俊明(京都大学生存圏研究所)
Clive Lo(香港大学生物学部)
Laigeng Li(中国科学院上海植物生理生態研究所)
関連ミッション
  • ミッション1 環境診断・循環機能制御
  • ミッション2 太陽エネルギー変換・高度利用
  • ミッション5 高品位生存圏

研究概要

維管束植物はその進化の過程で細胞壁中のリグニンの分子構造を多様化させるとともに、組織・細胞レベルで高度に制御する機構を獲得した。このことは、リグニンと多糖類で構成される細胞壁の超分子構造とそれに依存した細胞壁の形質・機能にリグニンの分子構造が密接に関係していることを示唆しているが、その詳細は未だ殆ど不明である。細胞壁の超分子構造に及ぼすリグニンの寄与を正しく理解することは、複雑多様な細胞壁の高次構造・機能の解明を目指す基礎研究のみならず、細胞壁を持続型社会構築に必須のバイオマス資源として捉え、その利活用のイノベーションを図る応用研究においても重要である。

申請者らの研究グループでは、これまで種々の植物種におけるリグニン生合成代謝経路の解析を進め、その代謝工学的制御により、リグニンの量及び化学構造を様々に改変したリグニン改変組換え植物を得ている(図)。本研究では、これら独自のリグニン改変組換え植物と最新鋭のNMR装置等を利用した固体高次構造解析法を活用し、細胞壁超分子構造とリグニンの関係性を明らかにする。さらにそれら細胞壁の構造特性と各種バイオマス利用特性と関係性についても明らかにし、持続型社会構築を目指す様々なバイオマス利活用研究に資する有用基盤情報を提供する。

飛松裕基: 2019(令和元)年度生存圏科学萌芽研究 図図. リグニン改変組換植物(イネ;左)とリグニンの化学構造モデル(右)

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2019年7月31日作成

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