微生物が織りなす「甘い蜜の酸っぱい秘密」と花粉管破裂 ――糖は多いが窒素が少ない花蜜で生き抜くミクロ生物の栄養獲得戦略――

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2026-05-12 東京大学

東京大学の研究グループは、花蜜に生息する微生物が、糖は豊富だが窒素源に乏しい花蜜環境で生き抜くための巧妙な栄養獲得戦略を分子レベルで解明した。研究では、アベリアの花蜜から分離した細菌「Acinetobacter nectaris UT841株」が、花蜜中のグルコースを利用して有機酸「グルコン酸」を大量に生成し、周囲を強酸性化することで、花粉から伸びた花粉管を破裂させることを発見した。破裂した花粉管から放出される内容物を窒素源として利用することで、微生物は栄養不足を補っていた。さらに、グルコン酸生成酵素のゲノム解析により、この酵素がグルコースからエネルギーを得る役割も兼ねることが判明した。加えて、酵素活性に必要な補酵素PQQを自前で合成する能力も確認され、花蜜という競争環境への高度な適応が示された。本成果は、花を介した動物・植物・微生物相互作用の理解を深めるだけでなく、蜂蜜中のグルコン酸形成に花蜜微生物が寄与する可能性も示しており、食品科学への応用も期待される。

微生物が織りなす「甘い蜜の酸っぱい秘密」と花粉管破裂 ――糖は多いが窒素が少ない花蜜で生き抜くミクロ生物の栄養獲得戦略――
花蜜微生物は蜜を酸性化することで花粉管を破裂させ栄養源を得る

<関連情報>

蜜に生息する細菌によるグルコース依存性酸性化戦略が花粉管の破裂を媒介する Glucose-dependent acidification strategy by nectar-dwelling bacteria mediates pollen tube burst

Yoshinobu Kato,Hiroki Miura,Seiji Takayama & Sota Fujii
Nature Communications  Published:07 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-72617-z

Abstract

Floral nectary gland serves as an ecological hub, including a habitat for microorganisms introduced by pollinators. Although nectar supplies abundant carbon sources, it is limited in nitrogen sources. To address this unbalanced nutritional condition, it is considered that some nectar-dwelling bacteria including those belong to genus Acinetobacter obtain nutrients from pollen protoplasm by inducing pollen tube burst. Here, using gas chromatography-mass spectrometry, we identify gluconic acid in A. nectaris and A. pollinis as the substance responsible for triggering pollen tube burst via acidification of the surrounding environments. Through whole-genome sequencing and functional analysis, we identify a membrane-bound pyrroloquinoline quinone (PQQ)-dependent glucose dehydrogenase which produces gluconic acid. Notably, nectar-dwelling Acinetobacter species consistently retain PQQ biosynthetic genes, and expression of the PQQ precursor peptide gene are upregulated in the presence of glucose, suggesting that these bacteria can synthesize PQQ and gluconic acid immediately upon entering the nectary gland. Taken together with previous findings, this glucose-dependent acidification is beneficial for both efficient carbon source utilization and nutrient landscape modification, a bacterial adaptive strategy well-suited to the competitive nectar environment.

生物化学工学
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