The impact of soil microbial biotransformation on the phytotoxicity of allelochemicals

土壤微生物生物转化对化感物质药害的影响

• 批准号: 20F20398
• 负责人: 岡崎 伸
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-11-13 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20F20398/
• 关键词: アレロパシー; 根圏微生物; ローズマリー; カルノシン酸; 微生物叢解析

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ました。ローズマリーの根域土壌が存在しない場合、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。土壌存在下でのカルノシン酸の比活性は、レタスの幼根伸長に対して 118.1 ～ 187.98 μg/mL の範囲であり、カルノシン酸の植物生長阻害活性は土壌存在下で著しく弱くなることが判明した。2. カルノシン酸分解微生物の濃縮、分離、および同定：カルノシン酸分解微生物をスクリーニングするために、AG 培地を使用してローズマリーの根域土壌を培養した。培地中で高度に増殖した 43 個のコロニーが単離された。唯一の炭素源としてカルノシン酸 (5、25、および 50 μg/mL) を含む無機培養液を使用して、単離された 43 個の細菌コロニーをスクリーニングした。寒天固化培地上での最初のコロニー精製後、微生物の 28、25、および 17 株がそれぞれ 5、25、および 50 μg/mL で単離された。これらの微生物がローズマリー根圏においてカルノシン酸代謝に関与し、その結果アレロパシー活性に影響を与えていることが推察される。今後は、これらの微生物の同定と、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必要がある。

This study aims to elucidate the structural principles of plant-plant and plant-microorganism interactions by analyzing the activities of acid, metabolism and metabolites of Rosmarinus officinalis. This year's research achievements are as follows: 1. Construction of a plant growth inhibition system based on the presence or absence of a plant growth inhibitor. In the presence of soil in the root zone, the acid content is 50% (EC50) higher than that in the water/cold solution concentration of 83.5 μg/mL. In the presence of soil, the specific activity of chlorhexidine acid and chlorhexidine acid in the range of 118.1 ~ 187.98 μg/mL was significantly lower than that in the presence of soil. 2. Concentration, isolation, and identification of acid-decomposing microorganisms: cultivation of root soil In the middle of the training ground, there are 43 high-altitude breeding sites. The only source of carbon was acetic acid (5, 25, and 50 μg/mL), which was used in 43 bacterial cultures. After purification of the initial culture medium in cold weather, 28, 25, and 17 strains of microorganisms were isolated from 5, 25, and 50 μg/mL. The effects of these microorganisms on the metabolism of acid in the root system and on the activities of these microorganisms were investigated. In the future, it is necessary to clarify the relationship between the identity and activity of microorganisms in the root system.