The impact of soil microbial biotransformation on the phytotoxicity of allelochemicals

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20F20398
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 岡崎 伸 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40379285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): APPIAH KWAME 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2020-11-13 – 2023-03-31
• Keywords: アレロパシー / 根圏微生物 / ローズマリー / カルノシン酸

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ローズマリー(Rosmarinus officinalis)の主要なアレロケミカルであるカルノシン酸について、土壌微生物による代謝とその代謝産物の活性を解析し、アレロケミカルによる植物-植物、植物-微生物相互作用の構築原理解明を目的としている。本年度の研究実績は以下の通りである。
1. カルノシン酸のバイオアッセイ系の構築・・・カルノシン酸をローズマリーの根域土壌の存在下および非存在下で植物成長阻害活性のバイオアッセイに供した。カルノシン酸は、レタスの根の伸長に関して、水寒天溶液濃度83.5 μg/mL でレタスの根の伸長を 50% (EC50 または比活性) 阻害した。今後、ローズマリーの根圏土壌を用いた同様の試験を行い、実際のローズマリー根圏でのカルノシン酸のアレロパシー活性の指標とする。
2. カルノシン酸分解微生物の分離と同定・・・カルノシン酸分解微生物をスクリーニングするために、カルノシン酸含有AG 培地を使用してローズマリーの根域土壌を培養した。カルノシン酸50 μg/mLを含む培地中で高度に増殖した17種類のコロニーが確認された。現在、各コロニーの純化を進めているところである。今後、純化した微生物の同定とカルノシン酸分解能の評価を行う予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

カルノシン酸分解微生物をスクリーニングするために、当初100, 250, 500μg/mLのカルノシン酸を含む培地での培養を試みたが、30日以上の培養でもコロニーが確認されなかった。この実験を異なる培地で行なったために多大な時間を費やした。カルノシン酸濃度を 50μg/mL以下で、さらにAG培地を用いた場合に2週間程度でコロニーが確認されることが判明したため、以降はこの条件でスクリーニングを行うことにした。

Strategy for Future Research Activity

今後は、カルノシン酸分解微生物の単離を進めると同時に、単離微生物の同定と、ローズマリー根圏での挙動を解析することで、アレロパシー活性と根圏微生物の関係を明らかにする計画である。