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~

ad

2025-08-08 九州大学

九州大学大学院薬学研究院らの研究グループは、自然環境を模倣した土壌ベースのバイオアッセイを開発し、オニグルミ(Juglans mandshurica)の葉から新たなアレロケミカル「2Z-デカプレノール」を発見しました。従来はジュグロンが原因物質と考えられてきましたが、2Z-デカプレノールは植物の防御応答系の一部(二次代謝産物生合成、細胞壁修飾)を活性化しつつ、ストレス応答系(ジャスモン酸シグナル、小胞体ストレス応答)を抑制し、防御バランスを乱して感受性を高め、生育を抑制することが判明しました。本成果は植物間相互作用の理解を深め、環境負荷の少ない次世代バイオ除草剤開発への応用が期待されます。成果は2025年7月23日付Journal of Agricultural and Food Chemistryに掲載。

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~
本研究の概要図

<関連情報>

Juglans mandshurica Maxim.の葉から分泌されるアレロケミカルとその植物におけるトランスクリプトーム効果 Allelochemical from Leaves of Juglans mandshurica Maxim. And Its Transcriptomic Effects in Plants

Poomraphie Nuntawong,Kosei Ando,Tomofumi Miyamoto,Keisuke Matsuura,Thi Huynh Anh Huynh,Varalee Yodsurang,Satoshi Morimoto,and Seiichi Sakamoto
Journal of Agricultural and Food Chemistry  Published: July 23, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c08261

Abstract

Weeds have a significant effect on agricultural productivity; thus, sustainable herbicide alternatives are necessary. Inspired by natural processes where bioactive compounds from fallen leaves inhibit nearby plant growth, this study is the first to isolate and identify 2Z-decaprenol as an allelochemical from Juglans mandshurica Maxim. Using a soil-based bioactivity model, bioassay-guided fractionation confirmed that n-hexane fraction plays an important role in suppressing Nicotiana tabacum Linn. seedling growth, with 2Z-decaprenol isolated as the active compound. Treatment with 2Z-decaprenol reduced plant weight, shoot length, and root length and induced root curling and detachment. Transcriptomic analysis of Arabidopsis thaliana seedlings treated with 2Z-decaprenol revealed extensive transcriptional reprogramming, with enrichment in secondary metabolite biosynthesis, cell wall modification, and asymmetric cell division pathways. Concurrently, pathways associated with protein processing in the endoplasmic reticulum and stress response mechanisms, including jasmonic acid signaling, were suppressed. These findings highlight the potential application of 2Z-decaprenol as an eco-friendly bioherbicide.

有機化学・薬学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました