Weed Allelochemical Control and Utilization of Nodulation via Isoflavone Demodification in Soybean.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06000
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39020:Crop production science-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: ADACHI FUMIHIKO 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (10335549)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 城 惣吉 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (20721898) ; 秋廣 高志 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (40508941)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ダイズ / 根粒菌 / アレロパシー / イソフラボン / 脱修飾 / 根粒着生

Outline of Final Research Achievements

To determine whether chemicals released from allelopathic plants increase nodulation via deglycosylation of soybean isoflavone glycosides, we determined the relationship between isoflavone composition and partitioning and nodulation in mix-planted soybean with marigold, which showed strong allelopathic activity. The number of nodules was significantly increased by the chemical supply. On the other hand, total isoflavone content in the roots decreased to about 40% of that in the control. The negative linear relationship between total isoflavone content and the number of nodulations showed that allelopathic substances promoted the deglycosylation of soybean isoflavone glycosides, thereby increasing their mobility outside the plant body, suggesting that they increased the isoflavone concentration in the rhizosphere soil and their effect on rhizobium bacteria.

Free Research Field

作物生産生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

イソフラボンは、宿主ダイズが分泌する根粒菌の誘引シグナル分子として機能する。本研究において、アレロパシー植物によるイソフラボン配糖体の脱糖化の促進と、その結果としての根圏土壌でのイソフラボン濃度上昇と根粒菌への作用性の増加が示唆されたことは、このプロセスがダイズにとって雑草との競争に打ち克つためのシステミックな生態学的反応である可能性を示している。
一方、イソフラボン配糖体はヒトの消化酵素では分解できないことから，アグリコンとして摂取されることが望まれる。アレロパシー植物からの化学物質によって脱糖化・脱修飾が促進されたことは、子実のイソフラボンの化学的組成を制御できる可能性を示している。