ウ バ メ ガ シ(QuercusphillyraeoidesA.Gray)に 含 ま れ る 植 物 生 長 阻 害 活 性 物 質 と他 感 作 用
ウ バ メ ガ シ(Quercus .phillyraeoidesA.Gray)に 含 ま れ る
植物生長 阻害活性物質 と他感作用
宇 田 直 樹 ・辻 村 くる み ・前 内 美 佳 ・直木 美佐 子 ・河合 恵 子 ・ 森 本 正 則 ・駒 井 功 一 郎
(近畿大 学農学部 応用生 命化学 科)
Plant growth in hibitor and allelochemicals
in Quercus phi llyraeoides
Naoki UDA, Kurumi TSUJIMURA, Mika MAEUCHI, Misako NAOKI, Keiko KAWAI, Masanori MORIMOTO, Koichiro KOMAI
Department of Applied Biological Chemistry,
Nara
School of Agriculture,
631-8505, Japan
Kinki University,
Synopsis
A kind of suppression of the plant growth is observed under a Quercus phillyraeoides., The experiment shown at the following on order to clarify the mechanism of this phenomenon was carried out. The water extract from bark of Quercus phillyraeoides was evaluated with plant growth inhibitory test against lettuce and turf grass seedlings. The active substance which remarkably suppressed the growth of the radicle of the turf grass from active fraction of the extract was isolated. But, it was not influence for radicle elongation of lettuce. It was the catechin in which isolated active ingredient was one of the representative tannin.
宇 田 直 樹 ・辻 村 く るみ ・前 内 美 佳 ・直 木 美 佐 子 ・河 合 恵 子 ・森 本 正 則 ・駒 井 功 一 郎
緒 言
植 物 は一 度 土 壌 に 根 付 く と生 涯 を そ こで 過 ごす こ とに な る 。 そ の 中 で 少 しで も 自個 体 の 生 長 を 優 位 に す る た め 様 々 な 手 段 を 講 じ る。 化 学 物 質 を 放 出 し周 辺 の 植 物 の 侵 入 を 妨 げ、 自個 体 以 外 の 植 物 の 生 長 を抑 制 す る 現 象 が 確 認 さ れ て お り、 こ れ を 他 感 作 用 と呼 ぶ。 この 他 感 作 用 は 「あ る 植 物 か ら 放 出 され る 化 学 物 質 が 、 他 の 植 物 や 微 生 物 に何 ら か の 作 用 を う け る現 象 」 と定 義 さ れ て お り1)、こ れ ま で に様 々 な植 物 種 に つ い て この 現 象 が 確 認 さ れ、 そ の 原 因 と な る 化 学 物 質 も徐 々 に解 明 さ れ つ つ あ る。
本研 究 で取 り扱 うウバ メ ガシ(Quercusphillyraeoides A.Gray)は 下 草 が 極 め て少 な く、 これ は特 に ゴ ル フ場 な どの環 境 に お い て よ く観 察 さ れ る(図1)。
ウバメガシ主幹側枝部
k
水抽出濃縮ウ バ メ ガ シ水 抽 出 物 McOH抽出
MeOH可 溶 画 分 McOH不 溶 画 分
カ フムク ロマ トグラ フィー
水 画分McOH25%画 分McOH50%画 分McOH75%画 分McOH100%画 分
i
画分a画 分b画 分c画 分d画 分e画 分fMcOH画 分
I CompoundA
図2活 性成分の精製
バ ボ レー ター に て 減 圧 濃 縮 し水 抽 出 物 を 得 た 。 水 抽 出 物 は100%MeOHに 再 溶 解 し、 室 温 で2日 間 静 置 し た 。 そ の 後 、 ろ 過 ・濃 縮 し、 残 渣 を 再 度 MeOHで 抽 出 して 先 の抽 出 液 と合 わ せ てMeOH可 溶 画 分 と し た。 残 渣 は蒸 留 水 に 溶 解 し、MeOH不 溶 画 分 と し た。 続 い て植 物 生 長 阻 害 活 性 の 認 め ら れ たMeOH可 溶 画 分 をHP20カ ラ ム ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー に て5つ の 画 分 に 分 画 した 。 さ ら に、 シ バ 幼 苗 に 対 し て高 い 植 物 生 長 阻 害 活 性 が 認 め られ た MeOH25%画 分 をTLCで 確 認 後 、 主 要 な ス ポ ッ ト に つ い て 掻 き取 り分 取 を 行 っ た(図2)。 こ の よ う に して 単 離 した 化 合 物 に つ い てNMRス ペ ク トル お よ びMSに よ り化 合 物 の 同定 を行 っ た。
図1ウ バ メ ガ シ樹 下 の 裸 地 化 現 象
ゴ ル フ場 で は、 裸 地 化 した 部 分 の 景 観 を 損 な う ば か りか 、 実 際 の プ レー に お い て も支 障 を き た し 問題 と な って い る 。 我 々 は 、 ウバ メ ガ シ 樹 下 の 裸 地 化 は 他 感 作 用 に よ る もの で あ る と考 え 、 そ の 原 因物 質 につ い て調 査 した。
材料および方法
1.材 料
富 山 県 射 水 市 小 杉 カ ン トリー ク ラ ブ よ り採 取 し た ウ バ メ ガ シ主 幹 側 枝 部 を 、 水 洗 し た後 に 風 乾 さ せ 砕 片 に した。
2.試 料 の 調 整 お よび 活 性 成 分 の 精 製
ウ バ メ ガ シ 主 幹 側 枝 部 を 蒸 留 水 に て10℃ で3日 間 静 置 して 抽 出 を 行 っ た 。 抽 出 液 は綿 ろ 過 後 、 エ
3.植 物 幼 苗 を 用 い た 生 長 阻 害 活 性 試 験
本 研 究 で は被 検 植 物 に 双 子 葉 植 物 と し て レ タ ス (LactucasativaL.)を 、 単 子 葉 植 物 と して イ タ リ ア ン ラ イ グ ラ ス(LoliummultiforumLam.)を 使 用 した 。 これ らの 植 物 は 安 定 し た 発 芽 率 を 有 し、
ま た植 物 幼 苗 試 験 に お い て 重 要 な 初 期 生 長 が 大 き い な どの 理 由 か ら用 い た 。
ま た 、 ゴ ル フ場 で 一 般 的 に用 い ら れ て い る ベ ン トシ バ(品 種:ド ミネ ン ト)を 用 い て植 物 生 長 評 価 試験 を 行 った 。
直 径40mm、 高 さ130mmの 植 物 培 養 試 験 管 底 部 に 直 径37mmに 切 っ た 円 形 の 濾 紙(東 洋 濾 紙 No.1)を 敷 き 、 可 溶 な 有 機 溶 媒 で 調 製 した サ ン プ ル を 注 加 し、 風 乾 させ 有 機 溶 媒 を 完 全 に 揮 散 させ た 後 、 蒸 留 水 を 注 加 した。 そ の 上 に あ ら か じめ24 時 間 吸 水 ・発 芽 させ た レ タ ス の 種 子 を10個 体 置 床
し、 植 物 培 養 試 験 管 用 の キ ャ ッ プ を か ぶ せ 、25℃
明 条 件 下 で培 養 した 。 そ の 後 、 幼 葉 長(cotyledon
48一
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length)、 幼 胚 軸 長(hypocotylslength)、 幼 根 長 (radiclelength)を 測 定 し、 胚 軸 と 幼 根 の 境 界 を 切 断 し 、 地 上 部 重 量(shootweight)と 地 下 部 重 量 (radicleweight)を 生 重 量 で 測 定 し た(図3)。 な お 蒸 留 水 の み を 注 加 し た も の を 対 照 区(control)と
図3被 検植物の測定部位
し て 用 い 、 試 験 は そ れ ぞ れ の 濃 度 に つ い て2反 復 行 った 。
実験結果および考察
ウバ メ ガ シ 主 幹 側 枝 部 水 抽 出 物 は 、 レ タ ス 幼 苗 に 対 して 大 き な 変 化 を 示 さ な か っ た 。 一 方 、 シバ 幼 苗 に 対 して は 、 そ の 幼 根 部 を 長 さ ・生 重 量 と も に 有 意 に 阻 害 す る こ とが 認 め ら れ た(図4)。 そ こ で 、 こ れ 以 降 シ バ 幼 苗 を 阻 害 活 性 評 価 に用 い 、 阻 害 活 性 物 質 の 単 離 を 試 み た。HP20カ ラム ク ロマ ト
グ ラ フ ィー に よ っ て 分 画 したMeOH25%画 分 に 高 い 植 物 生 長 阻 害 活 性 が認 め られ 、TLCで 確 認 し た と こ ろ 主 要 な ス ポ ッ トが 認 め ら れ た 。 そ こで 、 こ の ス ポ ッ トを 掻 き取 り分 取 に よ り精 製 し、 各 種 機 器 分 析 に て 同 定 を 行 っ た。 そ の結 果MeOH25%画 分 に含 ま れ る 主 要 な 化 合 物 と し てCatechinを 同定
し た。Catechinは す で に植 物 生 長 阻 害 活 性 が 報 告 さ れ て お り、 我 々 が 行 っ た 植 物 幼 苗 試 験 の 結 果 も そ れ と合 致 し た(図5)。 現 在 、Catechinの 立 体 構 造 に つ い て 解 析 中 で あ る。
CompoundAの 物 理 化 学 的 特 性 情 報
図4ウ バ メガシ主幹側枝部水抽 出物 がシバ幼苗 に 及ぼす影響
Catechin
図5(+)一 カテ キ ンが シバ 幼 苗 に及 ぼ す 影 響
Whitecrystal、Mpl64‑166℃ 、tlC;Rf=0.7so1.;
Chloroform:Methanol:Water=6:4:1,reagent:50
H2SO4,reddishorange
lHNMR(CD
sOD)S(ppm):6.83(1H,d,J=1.98
Hz,H‑2'c),6.76(1H,d,J=8.08Hz,H‑5'c),6.71
(1H,dd,J=1.98,8.08Hz,H‑6'),5.92(1H,d,
」=2.31Hz,H‑6c),5.85(IH,d,」=2.31Hz,H‑8c),
4.57(1H,d,J=7.26Hz,H‑2c),3.64(1H,ddd,
」=5.28,7.26,7.92Hz,H‑3c),2.84(IH,dd,」=5.28,
16.OHz,H‑4c),2.49(1H,dd,J=7.92,16.OHz,
宇 田 直 樹 ・辻 村 く るみ ・前 内 美 佳 ・直 木 美 佐 子 ・河 合 恵 子 ・森 本 正 則 ・駒 井 功 一 郎
H-4c); '3C NMR (CD3OD) S (ppm) 157.8, 157.5, 156.8, 146.2 (overlapped), 132.1, 120.0, 116.0, 115.2, 100.7, 95.4, 82.8, 68.7, 28.4; DEIMS (70ev) m/s(relative intensity) 290 (M+33.3%), 152
(37.7%), 139 (100.0%), 123 (35.9%), 79 (49.1%), 69 (44.7%)
謝 辞
試 験 を行 う に あ た りサ ン プル を 快 く提 供 して 下 さ い ま した 小 杉 カ ン ト リー ク ラ ブ チ ー フ キ ー パ ー 島 田 毅 氏 、 株 式 会 社 ア イ テ ス 寺 岡 広 行 氏 に 厚 く御 礼 申 し上 げ ま す。
引用文献
1)松 本 忠 夫:生 態 と 環 境 、 岩 波 書 店 、104‑105 (1993)
2)藤 井 義 晴:ア レ ロ パ シ ー 、 農 文 協(2000)
3)ElroyL.Rice:ALLELOPATHY、 学 会 出 版 セ ン タ ー(2001)
4)釜 野 徳 明 ら:Querus属 植 物 の 成 分 研 究(第5 報)日 本 産 カ シ 類 の パ ラ フ ィ ン ・ ト リ テ ル ペ ン に つ い て 、 薬 学 雑 誌 、961202‑1206(1976)
5)館 安 英 ら:Querus属 植 物 の 成 分 研 究(第9報) 日本 産 カ シ 類 の パ ラ フ ィ ン ・ ト リ テ ル ペ ン に つ い て 、 薬 学 雑 誌 、98349‑353(1978)
6) Iqbal et. al., Allelopathic activity of buckwheat:
isolation and characterization of phenolics.,
Weed science 51 (5) 657-662 (2003)
7) Tang & Young, collection and Identification of allelopathic compounds from the undisturbed
root system of Bigalta Limpograss(Hemarthria altissima), 69 155-160 (1982)
8) Muniru K.Tsanuo et. al., Isoflavanones from the allelopathic aqueous root exudate of
Desmodium uncinatum., Phytochemistry 64
(2003) 265-273
sn
