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

2025.08.08 研究成果Environment & Sustainability

発表のポイント

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

発表概要

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



本研究の概要図
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。

論文情報

掲載誌：Journal of Agricultural and Food Chemistry
タイトル：Allelochemical from leaves ofJuglans mandshurica Maxim. and its transcriptomic effects in plants
著者名：Poomraphie Nuntawong, Kosei Ando, Tomofumi Miyamoto, Keisuke Matsuura, Thi Huynh Anh Huynh, Varalee Yodsurang, Satoshi Morimoto, Seiichi Sakamoto
DOI：10.1021/acs.jafc.5c08261
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