非宿主植物の培養根が分泌する根寄生雑草の種子発芽刺激物質に関する化学的研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10660111
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 杉本 幸裕 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 助教授 (10243411)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲永 忍 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (40124664)
• Keywords: 根寄生雑草 / Striga hermonthica / ストライガ / 発芽刺激物質 / Menispermum dauricum / コウモリカズラ / Stephnia cepharantha / タマサキツヅラフジ

Research Abstract

ストライガ(Striga)はトウモロコシ、ソルガム等の主要な作物の根に寄生し、養水分を奪って成長する根寄生雑草であり、現在、アフリカ及びインドの半乾燥地帯における食糧生産にとって深刻な生物的要因となっている。ストライガの種子発芽には、化学シグナルが関与していることが明らかになっている。本研究は、非宿主植物の培養系より新規な種子発芽刺激物質を精製・単離、構造決定し、根寄生雑草の防除に資することを目的として行っている。
平成10年度は発芽刺激物質の生産が確認された2種の非宿主植物、タマサキツヅラフジ(Stephania cepharantha)とコウモリカズラ(Menispemum dauricum)の培養根について、発芽刺激物質の生産に最適な培養条件を検討した。また、コウモリカヅラが生産する発芽刺激物質の精製、単離を試みた。
タマサキツヅラフジ培養根は、ショ糖3%、インドール酪酸5μMを含むB5培地で顕著に発芽刺激物質を生産、分泌した。無機成分、ビタミン等の微量成分については、まだ検討を行っていない。
コウモリカズラ培養根の最適培地は、ショ糖4%、ナフタレン酢酸1μMを含む改良B5培地(窒素1.3倍、リン酸とビタミン0.5倍)と決定した。培養液から活性成分を抽出後、種々のクロマトグラフィーにより発芽刺激物質を精製した。最も高い活性を示す成分を単一にまで精製し、その高速液体クロマトグラフイィーにおける挙動を、既知の発芽刺激物質と比較したところ、ストリゴールと一致した。マススペクトルでもストリゴールに特徴的なフラグメントピークのいくつかが認められた。しかし、得られた量が僅かなため、NMRによる構造解析には至らなかった。

Research Products

• [Publications] Ma, Babiker, Sugimoto, Inanaga: "Effect of Medium Composition on Production of Striga hermonthica (Del.) Benth Germination Stimulant(s)by Menispermum dauricum(DC.) Root Cultures" Journal of Agricultural and Food Chemistry. 46(4). 1587-1592 (1998)