クルミの葉から他の植物の生育を抑える新たな成分を発見

~環境に優しいバイオ除草剤の開発に期待~

薬学研究院
坂元 政一 准教授

ポイント

・自然の環境を模倣したバイオアッセイ(※1)を確立し、オニグルミ(Juglans mandshurica)の葉より植物の生育を抑制する2Z-デカプレノールを発見
・2Z-デカプレノールは植物の防御バランスを乱すことで他感作用を高める
・今後環境に優しい次世代型のバイオ除草剤(※2)としての利用に期待

概要

アレロパシー(他感作用)は、ある植物が特定の化学物質を放出して周囲の植物の成長などに影響を及ぼす現象であり、生育を抑制するアレロケミカル(※3)は天然由来の除草剤の候補として注目されています。クルミ属の植物は強いアレロパシー活性を示すことが知られており、長い間その原因物質はジュグロン(※4)であると考えられてきました。

九州大学大学院薬学研究院のPoomraphie Nuntawong助教、森元聡名誉教授、坂元政一准教授らの研究グループは、順天堂大学薬学部の宮本智文教授、チュラロンコン大学薬学部のVaralee Yodsurang助教と共同で自然の環境を模倣した土壌ベースのバイオアッセイを確立し、オニグルミ(Juglans mandshurica)の新たなアレロケミカルとして2Z-デカプレノールを発見しました。更に、2Z-デカプレノールが一部の防御応答系の経路(二次代謝産物の生合成や細胞壁修飾など)を活性化する一方で、ストレス応答系の経路(ジャスモン酸シグナル伝達や小胞体ストレス応答など)を抑制し、防御バランスを乱すことで標的植物に対する感受性を高めることを明らかにしました。

本研究成果は、植物間の化学的相互作用の理解を深めるだけでなく、環境に優しい次世代型のバイオ除草剤の開発に役立つことが期待されます。

本研究成果は、米化学会の学術誌「Journal of Agricultural and Food Chemistry」に2025年7月23日(水)にオンライン掲載されました。

研究者からひとこと

今回確立した簡易なバイオアッセイは、クルミ以外の植物にも応用可能であるため、現在はより強力な活性を示すアレロケミカルの探索を進めています。本研究が、環境に優しいバイオ除草剤の普及、ひいては持続可能な農業の実現に貢献することを期待しています。(坂元政一)

用語解説

(※1) バイオアッセイ
生物(動植物や微生物)を利用し、ある物質の効果や毒性などを測定・評価する方法である。本研究では、植物の生育を抑制する画分を追い、2Z-デカプレノールを発見した。

(※2) バイオ除草剤
天然に存在する微生物や植物由来の化学物質などを利用して、雑草の生育を制御する除草剤のことで、化学合成された農薬などと異なり、環境に優しく、土壌や水中で分解されやすいため、持続可能な管理方法として注目されている。

(※3) アレロケミカル
植物が生成・分泌し、他の植物などの成長や発芽などに影響を与える化学物質。植物間のみならず、微生物や昆虫にも影響を与える場合がある。

(※4) ジュグロン
クルミ科の植物から単離された1, 4-ナフトキノン骨格を持つ天然化合物であり、アレロパシー活性を有し、周囲の植物の成長を抑制する作用が古くから知られている。

詳細

本件の詳細についてはこちら

お問合せ先

薬学研究院 坂元政一 准教授

有機分子の還元反応が”加圧”により進行することを発見!

《8/30開催》全国がんプロ協議会市民公開シンポジウム「がん医療の新たなニーズとその新展開」

関連記事

  1. 【5/15開催】第140回アジア・オセアニア研究…

    東江 栄 教授(農学研究院 資源生物科学部門)九州大学アジア・オセア…

  2. 《11/2開催》五感で感じよう! 水辺の生き物展…

    ~生物多様性保全×土木をテーマとして、水辺の生き物の水槽展示を行います。小学…

  3. 持続的な食料供給システムの実現に向けた提言を策定…

    環境と生産性を両立する「ONE-アグリシステム」:生態系サービスと価値循環の…

  4. 阿寒カルデラ地下に大規模マグマだまりの可能性

    ~将来の火山活動の予測・評価に重要な手がかり~理学研究院相澤 広記 …

  5. 「イボガエル」は水中でも鳴くことを初めて発見!

    「イボガエル」は水中でも鳴くことを初めて発見! 日本を含めモンスーン…

  6. 生物の形作りのメカニズムをAIが画像から提案

    研究者が行ってきた発見的プロセスを基盤モデルが継承医学研究院三浦 岳…

  7. 九州大学EUセンター(JMCoE-Q)市民講座2…

    九州大学EUセンター(JMCoE-Q)市民講座2021 「欧州グリーンディー…

  8. 防鹿柵の設置はブナの成長低下と土壌微生物の多様性…

    農学研究院片山 歩美 准教授~シカの過採食による森林衰退を止める有効…