Contribution to weed science through allelopathic research

Abstract

アレロパシー（他感作用）は， 植物が放出する化学物質（他 感物質，アレロケミカル）が他の生物に，阻害的あるいは促 進的ななんらかの作用を及ぼす現象である（藤井 2000） 。こ れらは，古くから植生遷移や連作障害の要因として研究され てきた。近年，植物二次代謝物質の存在意義の一つがアレロ パシーであるとする「アレロパシー仮説」が提唱され，アレ ロパシー活性の強い被覆植物を雑草や病害虫防除へ利用した り，作用物質を新たな農薬のリード化合物とする研究が広 がっている（藤井 2016） 。 著者らは，これまでにアレロパシーの検定法の開発と作用 物質の同定に関する研究を行って来た（藤井 2000） 。例えば， 養分競合や光競合などの環境要因を排除して，アレロパシー 現象を評価するサンドイッチ法，プラントボックス法などの アレロパシー特異的な検定法の開発と，化学物質のアレロパ シー現象への寄与率を考慮した全活性法によるアレロケミカ ルの同定に関する研究を行い，ハッショウマメ（ムクナ， Mucuna pruriens (L.) DC. var. utilis (Wall. ex Wight) Baker ex Burck）類から L-ドーパ，ナヨクサフジ（ヘアリーベッチ， Vicia villosa Roth ssp. varia (Host) Corb.）類からシアナミド等 を同定し，他にいくつかの新規生理活性物質を同定した。こ こではこれらの研究以降に実施した雑草学と関連の深い研究 について紹介する。 1．雑草のアレロパシー活性データベース 開発したアレロパシーに特異的な検定法を用いてこれまで に約 4,000 種の植物のアレロパシー活性を検定した（Ono-Morikawa et al. 2012a, b; Shinwari et al. 2013a, b, 2017; Takemura et al. 2013b; Appiah et al. 2015a, b, 2017; 藤井 2016; Mardani et al. 2016; Nakamori-Maehara et al. 2018） 。 外来雑草の中でも侵略性が高いものは，アレロパシー活 性が強いものが多く，アレロケミカルを「武器」として侵 略するという「新兵器仮説」が提唱されている（Callaway & Ridenour 2004） 。そこで在来植物と外来植物のアレロパシー 活性を，これまでに開発した検定法で比較し，約 600 種の外 来植物のアレロパシー活性のデータベースを作成した。その 結果，特定外来生物に指定されている植物は，アレロパシー 活性が強い傾向にあることが明らかになった。これらのアレ ロパシー活性評価の結果から，ナガミヒナゲシ（Papaver dubium L.） ，ツノアイアシ（Rottboellia cochinchinensis (Lour.) Clayton） ，ギンネム（Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit） ， ナガエツルノゲイトウ（Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.） ，外来のオオハナウド類（Heracleum sosnowskyi Manden.） などが注意すべき外来雑草であると考えた。 2．外来植物に含まれるアレロパシー物質の同定 日本にはまだ侵入していないが，コーカサス原産の植物 で，侵略性が強く，ロシア全土，東ヨーロッパ各地に広がって いるソスノウスキーズ・ホグウィード（Heracleum sosnowskyi Manden.）と呼ばれているオオハナウドの近縁種がある。こ の植物は，植物体内にヒトに対して皮膚炎を引き起こすフラ ノクマリンを含むため問題雑草となっている。この物質が皮 膚に触れると，火傷をしたような水疱ができ，傷跡は長期間 消えず，眼に入った場合は失明することがある。この植物は 日本在来のオオハナウドよりも大型で草丈は 2～4 m に達す る。現地調査でロシア領のウラジオストックとその周辺の島 には波打ち際に大群落が存在していた。この植物の原産地で あるコーカサス地方において地元の研究者と共同でアレロパ シー活性の検定を行った（Mardani et al. 2016） 。その結果， この植物は強いアレロパシー活性を持つことが明らかとなっ た（Mishyna et al. 2015a） 。そのアレロケミカルは，葉や根か ら滲出するアンゲリシン等のフラノクマリンと，1 個体あた り最高 10 万粒と大量に生産され植物の直下の地表面を覆い 尽くす果実（種子）に含まれる揮発性成分のオクタナールで あることを明らかにした（Mishyna et al. 2015b, 2017） 。 3．在来植物のアレロパシーを利用した 外来雑草の防除 ソバ（Fagopyrum esculentum Moench）のアレロケミカルと ソバを利用した外来雑草の防除について研究した。ソバ地上 部に含まれる特有アルカロイドのファゴミン等の植物生長阻 アレロパシー研究の推進による雑草学への貢献 藤井義晴 ★ 東京農工大学大学院農学研究院 〒 183-8509 東京都府中市幸町 3-5-8 ★ yfujii@cc.tuat.ac.jp Yoshiharu Fujii ★ : Contribution to weed science through allelopathic research Tokyo University of Agriculture and Technology, 3-5-8 Saiwai-cho, Fuchu, Tokyo 183-8509, Japan （2019 年 7 月 9 日受理）