八ヶ岳中央農業実践大学校「農林技術アカデミー」第６回セミナー

アレロパシーの基礎
植物たちの静かな戦いー農業への利用
2019年10月4日 13:00～15:30
東京農工大学
国際生物資源学研究室
藤井 義晴
yfujii@cc.tuat.ac.jp

1

自己紹介
◆1955年兵庫県加古川市生まれ◆京都大学、同・大学院を経てペルーアマゾンにて◆農水省農業技術研究所→農業環境技術研究所→四国農業試験場→農環研他感物質研究室長
アレロパシー（他感作用）の研究：35年◆2011年10月から 東京農工大学教授
国際環境農学専攻・国際生物資源学研究室♥世界の生物資源とアレロパシーの研究♠2020年３月農工大定年退職・・・研究継続したい2

私の書いた本（全く売れていない）

アレロパシー

アレロパシー

ALLELOPATHY

他感物質の作用と利用

E.L.Rice著

Fujii & Hiradate 編著

藤井義晴著
農文協 2000年(1800円)

学会出版センター

1995年 (9500円)

New Concepts and Methodology

Science Publisher, USA

2007年 (89ドル)

3植物たちの静かな戦い,
化学物質があやつる生存競争，
化学同人, pp.1-200 (2016)

２０１６年８月１０日発売

今日のお話しに興味を持った方はぜひこの本を買って下さい！

定価１６００円
藤井義晴，「植物たちの静かな戦い，
化学物質があやつる生存競争」，化学
同人, pp.1-200 (2016)

良い本なのに売れていない在庫多数

4農工大を宣伝しようと「タモリ倶楽部」に出演したがビンボウグサだけじゃない！! 哀愁ネーム雑草図鑑

2013年12月20日 汚い雑草を研究する変な先生と笑われてしまう
モモクロのクローバはカタバミだ、クローバーはハート型をしていないと発言して嫌われる・・・

カタバミ

シロクローバ5ヘンな名前の植物
ヘクソカズラは本当にくさいのか，

化学同人, pp.1-254 (2019)

ついでにこの本もぜひ買って下さい！

定価１８００円
２０１９年４月３０日発売

ヘンな生き物という本がヒットしているのでまねをしました

今日の目的のひとつはこの本の宣伝

6

アレロパシー
まだ確立されていない未熟な研究分野
しかしこのようなちいさな研究分野がおもしろい

自分のアイデア次第で新たな領域を切り開くことができる（かもしれない）
小さくても自分のオリジナリティを！
7◆アレロパシーとはそれほど強い作用ではない
相手を殺すことはない。
動けない植物が身を守るための
ささやかな防衛手段（結論）8アレロパシー（他感作用）
Allelopathy
植物から放出される天然化学物質１）が他の植物・微生物・昆虫・動物等2）に、阻害・促進、あるいはその他の何らかの影響3）をおよぼす現象

アレロパシーは植物の抗生物質

１）二次代謝物質の作用
2)元来植物同士の作用であったが，概念が拡大
3)促進も含むが、阻害現象が一般的

9

８２年前

ハンス・モーリッシュ先生◎東北帝国大学に招聘（1922年～1925年）植物生理学教室のお雇い外国人
初代教授◎帰国後、ウイーン大学学長。
引退後、“Der Einfluss einer
Pflanze auf die andere
Dr. Hans MolischAllelopathie”, Jena, Fisher
アイデアの豊富な先生
で、「道具をつかわない(1937) を出版、アレロパシーと植物実験」で知られる。
いう概念を初めて提案。
光合成のヒル反応の最初の発見者。

10イネス・フリッツ教授

ウイーン中央墓地にあるモーリッシュ先生のお墓

11

花塚

日本のモーリッシュ先生（1925年：大正１４年） 12アレロパシーを定義した部分

1937
アレロパシーの原典（農環研・安藤文庫）

アレロパシーはギリシャ語の「お互いの」、を意味すると、害作用、あるいはあるものの身に降りかかるなんらかの作用を意味するとから作ったことばである」と書いている。

-pathy は テレパシーやシンパシーと同じような「感じる」という意味
13モンゴルの草原で ある草の周辺に草が生えない現象
このような現象はあちこちで見られるが、アレロパシーによるものかどうかは証明が必要

14

アカマツのアレロパシー

アカマツの下には草があまり生えない（九州大学構内で撮影）
面白い現象があるが林学分野のアレロパシー研究者は少ない

15

アカマツのアレロパシー

くまざわ ばんざん

３５０年前

熊沢蕃山(1619-1691)◇江戸時代の儒学者。中江藤樹の弟子。
◎ 『大学或問(だいがくわくもん)』(1687)の中で、「マツにかかった露が毒で下草を枯らし、田畑に害」と報告。幕府が雑木を切ってアカマツを植える政策を批判。
アカマツのアレロパシー◎蕃山の思想は、 朱子学、陽明学、神道の融合したもので、農業生態学の嚆矢。

16

だいがくわくもん

熊沢蕃山の「大学或問」
松にかかりたる雨露毒なる故に、
下木下草も生ぜず、田畠に落入りてあしし⇒杉・檜を植えよう

熊沢蕃山、「大学或問」『増訂蕃山全集』、後藤陽一校注 『日本思想大系』30巻、P.434、岩波書店、(1974)17万葉集とアレロパシー

1,３３０年前「あしひきの 山のしずくに 妹待つと我れ立ち濡れぬ 山のしずくに」（万葉集・巻2-107 大津皇子） 663-686

このように
アレロパシー現象は「我をまつと 君が濡れけむ あしひきの山のしずくに ならましものを」
古くから知られていたが（万葉集・巻2-108 石川郎女）
証明する手法がなかった
おおつのみこいしかわのいらつめ

山のしずく：
山中の樹木からしたたり落ちる水滴

樹幹流：（stem flow, 樹幹流去水とも）は森林に降った雨水のうちで樹木の幹を伝わって流れる水をいう⇒アレロパシーに関与・・・樹下の植生に影響
樹幹流はほとんど研究されていない

18

Plant Box Method

Sandwich Method

プラントボックス法

サンドイッチ法

根から出る物質によるアレロパシーの検定

葉から出る物質によるアレロパシーの検定

⬧
⬧
⬧
⬧

あらかじめ１～２ヶ月栽培
プラントボックスに移植
寒天培地（栄養なし）
根圏仕切筒で根を仕切る

Radicle Length of Acceptor (mm)80

６穴マルチディッシュ
葉（乾燥 50 mg/10 cm2 )寒天にてサンドイッチ状に包埋し、物質を移行させる
レタス、メヒシバ等で検定

60

40

y = 1.3355x + 14.85

202

R = 0.9066

0
0

10

20

30

40

Distance from the Root of Donor (mm)Fujii et al, 1991

Dish Pack Method

ディッシュパック法
揮発性物質によるアレロパシーの検定

組織培養用６穴マルチディッシュ
2g ハサミで切断

50

落葉によるアレロパシーを検定するために開発
落葉の量は植物種を問わず一定（３トン／ha）
木の種類によって雑草発生量が異なる

アレロパシーの作用経路ごとに特異的な検定法を開発しました

インキュベータ3日間
12時間日長 25/20℃ 昼/夜調査（根長､胚軸長）
セプタムからガスタイトシリンジで揮発性物質を採集しGC/MS QP5000で分析

１）藤井義晴・平舘俊太郎・中嶋直子・中谷敬子・松山 稔・下澤秀樹，クレオメに含まれる他感作用の強い揮発性物質の同定，農業環境研究成果情報，16，
27～28, 2000．
２）Fujii, Y., M. Matsuyama, S. Hiradate, and H. Shimozawa, Dish pack method: a
new bioassay for volatile allelopathy. Proceedings of the 4th World Congress on
Allelopathy, 493-497, 2005.

オリジナルな方法（簡単な方法ですが、開発には時間かかる） 19

プラントボックス法
根から出る物質によるアレロパシーの検定

•
•
•
•

Radicle Length of Acceptor (mm)80

Fujii et al, 1991

60

40

20

y = 1.3355x + 14.85
2

R = 0.9066

砂耕栽培しておいた検定植物
0
0
10
20
30
40
50
Distance from the Root of Donor (mm)
プラントボックス（組織培養用）
寒天培地（栄養素を含まない） Fujii, “Allelopathy -New Concepts
and Methodology-” (2007)
根圏仕切筒（塩ビパイプ製）
20

プラントボックス法

いろいろな植物のPlant Box Method
アレロパシー活性を目で見ることができる
Only
5 day for bioassay（５日で検定できる）
Fujii, Y., et al. : Plant-Box Method: A Specific Bioassay to Evaluate Allelopathy
through Root Exudates. Allelopathy, New Concepts and Methodology (Fujii and
Hiradate, eds.) Science Publisher, pp.39-56, 2007.
21

1200

プラントボックス法による検定を
11,800 times
Repeated 10,000
times
１２,０００回繰り返し約２,０００種
andevaluatedの植物の活性を検定した
2000 plant species⇒検定結果は「正規分布」する

Frequency
頻度（植物の種数）

1000

800

600

400

200

0
0

10 20

30 40 50

60 70

80 90 100 110 120 130

階級（活性の強さ）
Class (activity)22

表 プラントボックス法による草花類２５８種のアレロパシーの検定
学名
Sasa veitchii
Gilia leptansa
Gilia capitata
Pachyrhizus erosus
Linum grandiflorum
Lampranthus spectabilis
Dolicos lablab
Mucuna pruriens
Rhynchelytrum repens
Medicago lupulina
Phlox subulata
Lavatera arborea
Withania limnifera
Digitalis purpurea
Vicia villosa
Sanguisorba minor ssp. minor
Linum usitatissimum
Geranium pyrenaicum
Medicago truncatulla
Eschscholzia californica
Geranium molle
Vicia sativa
Iberis sempervirens
Eschscholzia caespitosa
Datura metel
Trifolium dubium
Medicago cilialis
Geranium rotundifolium
Chenopodium quinoa
Cardiospermum halicacabum
Linum perenne
Gazania splendens

科名
イネ
ハナシノブ
ハナシノブ
マメ
アマ
ツルナ
マメ
マメ
イネ
マメ
ハナシノブ
アオイ
ナス
キツネノマゴ
マメ
バラ
アマ
フウロソウ
マメ
ケシ
フウロソウ
マメ
アブラナ
ケシ
ナス
マメ
マメ
フウロソウ
アカザ
ムクロジ
アマ
キク

植物名
コクマザサ
ギリア・レプタンサ
タマザキヒメハナシノブ
ヤムビーン
ベニバナアマ
マツバギク
フジマメ
ムクナ
レッドトップ
コメツブウマゴヤシ
シバザクラ
ラバテラ
ウイザニア
ジギタリス
ヘアリーベッチ
オランダワレモコウ
アマ
ゲラニウム・ピレナイクム
メディカゴ・トランカツラ
ハナビシソウ
ゲラニウム・モレ
コモンベッチイベリス
ヒメハナビシソウ
チョウセンアサガオ
コメツブツメクサ
メディカゴ・シリアリス
ゲラニウム・ロツンディフォリウム
キノア
フウセンカズラ
シュッコンアマ
ガザニア

阻害
活性
97.7
95.0
94.5
94.1
92.3
91.7
90.0
89.9
89.1
88.9
87.6
86.8
86.4
85.6
85.5
85.5
85.3
85.3
85.1
85.0
84.7
84.5
84.1
82.5
81.9
81.8
81.0
81.0
80.6
80.2
80.1
80.1

ムクナ（ハッショウマメ）とヘアリーベッチの活性が強い ⇒ 農業に利用

薬用植物
熱帯植物
絶滅危惧
種、化石
植物、外
来植物の
アレロパ
シー活性
が強い・・
アレロパ
シー仮説

これまで約２,０００種の植物の活性を検定した→目標は１０,０００種（世界の植物を検定したい）
23

サンドイッチ法
Sandwich Method
葉から出る物質によるアレロパシーの検定
６穴マルチディッシュ
葉（乾燥 10～50 mg/10 cm2 )寒天にてサンドイッチ状に包埋し、物質を移行させる
レタス、メヒシバ等で検定

３日で検定できる
落ち葉によるアレロパシーを検定するために開発
根拠：落葉の量は樹種を問わずほぼ一定（３トン/ ha/ 年）→30mg/10 cm2 → 10mg～50mg/10 cm2 で検定
Fujii et al., Weed Biology and Management (2003, 2004)

24

25

表１ 落葉を寒天培地に包埋したときのレタスの生育（サンドイッチ法による）表１ 落葉を寒天培地に包埋したときのレタスの生育（サンドイッチ法による）
学名 （日本での呼び名）
幼根 下胚軸学名 （日本での呼び名）
幼根 下胚軸
Eucalyptus citriodora (ﾚﾓﾝﾕｰｶﾘ)
00 Picea jezoensis (ｴｿﾞﾏﾂ)
34
91
Cola nitida (ｺｰﾗﾉｷ)
8
60 Pinus banksiana (ﾊﾞﾝｸｽﾏﾂ)
3569
Eucalyptus cinerea(ｷﾞﾝﾖｳﾏﾙﾊﾞﾕｰｶﾘ)
99 Annona muricata (ﾄｹﾞﾊﾞﾝﾚｲｼ)
37
109
Aleurites cordata (ｱﾌﾞﾗｷﾞﾘ）
1038 Macadamia ternifolia (ﾏｶﾀﾞﾐｱ)
37
80
Cercidiphyllum japonicum (ｶﾂﾗ）11
18 Platanus orientalis (ｽｽﾞｶｹﾉｷ)
3884
Bixa orellana (ﾍﾞﾆﾉｷ)
11
20 Strongylondon macrobotrys (ｼﾞｪｲﾄﾞ･ﾊﾞｲﾝ)
38
138
Enkianthus perulatus (ﾄﾞｳﾀﾞﾝﾂﾂｼﾞ)
1246 Chrysophyllum cainite (ｽｲｼｮｳｶﾞｷ)
39
98Bougainvillea spectabilis (ｲｶﾀﾞｶｽﾞﾗ)
14
45 Metasequoia glyptostroboides (ﾒﾀｾｺｲｱ)
40
97
Quercus variabilis (ｱﾍﾞﾏｷ)
15
59 Ilex latifolia (ﾀﾗﾖｳ)
41
82
Leucaena leucocephala (ｷﾞﾝネム)
16
64 Psidium gujava (ﾊﾞﾝｼﾞﾛｳ)
41
107
Passiflora quadrangulais (ｵｵﾐﾉﾄｹｲｿｳ)
16
58 Alnus japonica (ﾊﾝﾉｷ)
42
72
Cedrus deodara (ﾋﾏﾗﾔｽｷﾞ)
16
39 hododendron mucronulatum var. cilliatum
43
103
Sequoia sempervirens (ｾｺｲｱ）
16
34 Taxodium distichum (ﾗｸｳｼｮｳ）
43
60
Bougainvillea glabra (ﾃﾘﾊｲｶﾀﾞｶｽﾞﾗ)17
55 Phyllostachys heterocycla f. pubescens (ﾓｳｿｳﾁｸ)
43102Phytolacca dioica (ｵﾝﾌﾞ)
17
67 Castanea crenata (ｸﾘ)44
57
Erythria indica (ﾃﾞｲｺﾞ)
19
88 Populus nigra var. italica (ﾎﾟﾌﾟﾗ)
44
113
Magnifra indica (ﾏﾝｺﾞｰ)
19
49 Juniperus chinensis var. kaizuka (ｶｲｽﾞｶｲﾌﾞｷ)
44
116
Hura crepitans (ｽﾅﾊﾞｺﾉｷ)
19
81 Garcinia xanthochymus (ﾀﾏｺﾞﾉｷ)
45
86
Ficus religiosa (ｲﾝﾄﾞﾎﾞﾀﾞｲｼﾞｭ)
20
130 Pseudosasa japonica (ﾔﾀﾞｹ)
45
96Camellia japonica (ﾂﾊﾞｷ)
20
41 Cunninghamia lanceolata (ｺｳﾖｳｻﾞﾝ)
46
67
Datula Jatula (ﾁｮｳｾﾝｱｻｶﾞｵ)
20
87 Juniperus chinensis var. procumbens (ﾊｲﾋﾞｬｸｼﾝ)46
106
Acer japonicum (ﾊｳﾁﾜｶｴﾃﾞ)
22
42 Liquidambar formosana (ｱﾒﾘｶﾌｳ)
47
54
Hibiscus syriacus (ﾑｸｹﾞ)
22
101 Theobroma cacao (ｶｶｵ)47
98
Ginkgo biloba (ｲﾁｮｳ)
23
62 Achras sapota (ｻﾎﾟｼﾞﾗ)
47
97
offea arabica (ｺｰﾋｰﾉｷ)
24
121 Liquidambar taiwaniana (ﾀｲﾜﾝﾌｳ)
48
75
Artocarpus heterophylla (ﾊﾟﾗﾐﾂ)
26
69 Cinnamomum japonicum (ﾔﾌﾞﾆｯｹｲ)
49
93
Pinus palustris (ﾀﾞｲｵｳｼｮｳ)
26
52 Caesalpinia echinatum (ﾌﾞﾗｼﾞﾙﾉｷ)
49
100
Cupressus sempervirens (ｲﾄｽｷﾞ)
26
77 Eugenia javanica (ｵｵﾌﾄﾓﾓ)
49
108
Mucuna pruriens var.utilis cv. capitata (ﾑｸﾅ)
28
86 Quercus serrata (ｺﾅﾗ)50
112
Hevea brasiliensis (ﾊﾟﾗｺﾞﾑﾉｷ)
28
88 Aesculus turbinata (ﾄﾁﾉｷ)
50
126
ornus florida (ﾊﾅﾐｽﾞｷ)
30
56 Cinnamomum camphora (ｸｽﾉｷ)
50
95
Pinus virginicus (ﾊﾞｰｼﾞﾆｱﾏﾂ)
30
75 Ceiba pentandra (ｶﾎﾟｯｸ)
50
162
Cassia surattensis (ﾓｸｾﾝﾅ)
31
126 Aphananthe aspera (ﾑｸﾉｷ)
52
99
Jatropha multifida (ﾓﾐｼﾞﾊﾞﾔﾄﾛﾌｧ)
32
110 Aecr palmatum (ｲﾛﾊｶｴﾃﾞ)
54
80
Strophanthus caudatus (ｷﾝﾘｭｳｶ)
32
91 Forsythia suspensa (ﾚﾝｷﾞｮｳ)
54
78
Hibiscus rosa-sinensis (ﾌﾞｯｿｳｹﾞ)
33
89 Aesculus hippocastanum (ﾏﾛﾆｴ)
54
120
Sophora japonica (ｴﾝｼﾞｭ)
34
112 Cytisus scoparius (ｴﾆｼﾀﾞ)
54
123

薬用植物、熱帯の植物の活性が強い26

Appiah, K. et al, Exploring alternative use of medicinal
Weed Biology and Management, 3, 233-241 (2003)
plants for sustainable weed management,
Sustainability, 9, 1468-1491（2017)

活性の強い順 １位～１０位

活性の強い順 １１位～２０位

Radicle Hypocotyl
Scientific nameArtabotrys odoratissimus

10mg
オウソウカ

Dialium guineense

10mg

Radicle Hypocotyl
Scientific name

10mg

10mg

95.2

67.4

Eucalyptus citriodora

レモンユーカリ

87.4

100.0

94.7

72.8

Schleichera oleosa

セイロンオーク

86.6

56.7

サンドイッチ法で検定した活性は、薬用植物としての有用性、利用価値と高い相関関係がある！

Eucharis grandiflora

アマゾンユリ

Emblica pectinata

93.2

69.3

Garcinia oblongifolia

86.4

69.9

93.0

74.1

Sandoricum koetjape

86.2

61.7

Piper betle

キンマ

92.1

74.0

Eugenia michelii

タチバナアデク

85.2

44.2

Hevea brasiliensis

パラゴムノキ

91.9

81.3

Strophanthus divaricatus

ヨウカクオウ

84.9-3.6

Nothapodytes foetida

クサミズキ

90.7

77.4

Garcinia loureiri(マンゴスチンの類）

84.9

44.2

Camptotheca acuminata

カンレンボク

90.3

79.2

Cephaelis ipecacuanha

トコン

82.7

34.4

Annona cherimola

チェリモヤ

89.8

42.8

Paeonia lactiflora

シャクヤク

81.2

44.1

Tamarindus indica

タマリンド

87.5

69.3

Elaeocarpus serratus

セイロンオリーブ

79.5

8.3

27

３日で検定できる 28

クレオメ（セイヨウフウチョウソウ）Cleome spinosa
メチルイソチオシアネート（図１）を発見。 葉や種子に大量に存在し（表２）、
レタスの１００％生育阻害濃度は１８ppmで、天然揮発性物質の中で最強。
・・・殺菌活性、殺線虫活性もある
Ｈ

Ｎ Ｃ Ｓ

Ｃ
Ｈ
Ｈ

Methyl Isothiocyanate
図1

クレオメ茎葉から放出されるメチル
イソチオシアネート＞種苗会社が売り出しを検討中
表２ クレオメ各部位におけるメチルイソチオシアネート濃度
Methyl isothiocyanate濃度(ppm)
茎葉
39
さや
16
根
5
種子(＋水)
14
種子(磨砕＋水)133

29

根圏土壌法Rhizosphere Soil Method
根からの滲出物によるアレロパシーの検定
実際に圃場で作用している
アレロパシー
物質の活性を検定できる！

30

根圏土壌から根毛を除去するために1mmの篩を通した後、生土を乾燥土換算で3g秤量し、0.5%の低温ゲル化寒天
5mLを添加して固まらせた後、3.2mLの寒天を重層し(10mLの体積となる)、その上に検定植物（レタスなど）を置
床し、サンドイッチ法（Fujii et al, 1991, 農業環境研究成果
情報第１４集）と同様に暗黒下２５℃で３日間培養後幼根と下胚軸長を測定する。

３日で検定できる31

ヘアリーベッチの活性が強い

このようなアレロパシー現象と作用の強い植物をどのように農業に利用するかについて紹介します

ヘアリーベッチ
セイタカアワダチソウ

メヒシバ
ヨモギ

イヌビエ
カタバミ

アキノエノコログサ
カヤツリグサ

スベリヒユ

根域土壌

根圏土壌

ザクロソウ

ホナガイヌビユ
シロザ

イヌタデ

-80
-60
-40
-20
0
図3 根圏土壌法による他感作用の検定結果 (対照土壌に対する％）

20

レタス幼根伸張阻害率（％）で示す。横棒は標準偏差 (n=5)。
横軸の－方向は阻害、＋方向は促進活性があることを示す。

根圏土壌法によるアレロパシー検定結果の例

32

アレロパシーの農業への利用
１）有機農業ー農薬（除草剤・殺虫剤・殺菌剤）の削減に
緑肥・被覆作物；ヘアリーベッチ、ムクナ、ソバ
病害虫抵抗植物：エンバク、クレオメ、ヒガンバナ
落葉のマルチ：松葉、アシ（ヨシ）
２）新しい生理活性物質の発見
新しい生理活性物質⇒新しい農薬、医薬品の開発
３）環境浄化ため池でアオコを抑制する植物：ヒシ、サンショウモ
休耕田や荒地を管理する植物：ヘアリーベッチ
４）連作障害の克服 厭地には同種間のアレロパシーが要因の一つ エンドウ、アスパラガス、テンサイ
33

実用性の高いアレロパシー植物について紹介します
おもにこの２つについて紹介（１）ムクナ（はっしょうまめ）（２）ヘアリーベッチ
以下についても簡単に紹介（３）ソバ、（４）ヒガンバナ、（５）リュウノヒゲ
（６）イネ（古代米である赤米が強い）（７）ユキヤナギ：シス桂皮酸と重力屈性（８）古代文明の未利用作物
34

（１） ムクナ＝はっしょうまめ
忘れられたアレロパシーの強い日本産の有用植物
私の学位論文・・・古い研究
・・復活と普及が夢・・・
35

ムクナ（はっしょうまめ）

５～６月播種

９月下旬

１０月上旬（若鞘収穫）

１１月上旬（種子収穫）

茨城県つくば市で栽培した場合
８月下旬

36

宮坂四郎先生

2008年10月14日
サンパウロ大学

ムクナの種
子を販売す
るブラジル・
ピライ種苗
（緑肥専門
の会社）の
ドニゼッティ
社長 ⇒ １５年後に再会、ムクナ種子の販売で会社は売上３倍増とか最初に教えて下さった恩人の宮坂四郎先生（日系２世、５歳で渡伯）
ブラジルのダイズの父といわれる育種の先生。
★１９８２年に種子を頂く（筑波大学客員教授として来日されていた）★１９９３年に、１回目のブラジル訪問（TARC)★２００８年に、２回目のブラジル訪問、ＪＩＣＡの
支援⇒EMBRAPAでムクナの普及活動を行う。
宮坂先生は学名からMucunaと呼んでおられたので最初はムクナと呼んでいました37

ムクナ（はっしょうまめ）（Mucuna pruriens var.
utilis cv. hassjo）• ネパール原産，日本で改良• ブラジルで雑草抑制報告１）• 作用成分 L-ドーパ（生の葉や根に１％） 2)
HO
COOH• 生葉２０～７０ t，種子２～５t/ha
NH2• その後、中南米・アフリカに普及 HO
L-ドーパ:• 緑肥・侵食防止・雑草防止・食糧 1) Lipoxygenazeの1) Miyasaka, 1984
阻害剤•
2) Dopamin の2)•
Fujii et al, 1986,1991
前駆体

38

私の最初の論文（短い）39ハッショウマメ抽出液の植物生育阻害活性はL-ドーパで説明できる
全活性法の
考えの最初

40

「はっしょうまめ」は江戸時代には
九州～四国で栽培されていた
種子をた
くさんとる
には
丈夫な支
柱が必要

緑肥にするときはそのまま播種する（種子はとれない）

９月下旬

マメ類で
最大の収
量

41

はっしょうまめの食べ方
１）完熟した鞘を収穫して、大豆やインゲンのように食べる・・・
収量は大（１００リットル/反）味はインゲンに似ており、煮豆
キントン、餡（あん）によいが、１～２回煮こぼす必要がある!
２）未熟な鞘を収穫して、未熟種
子をえだまめやそらまめのように「塩ゆで」にして食べる・・・
42はっしょうまめの食べ方
１）煮豆
２）枝豆
３）「みそ」を作る
４）「豆腐」にする
５）きなこ、炒り豆
お茶の水女子大学調理学研究室
香西みどり先生に研究を依頼した
43

川杉まいさん2009年3月

2005年6月 農環研に来訪

佐竹先生

香西みどり先生

2006年6月 お茶大・香西研究室

44

香西みどり先生

2010年1月29日 飯島久美子さん（主婦→社会人大学院）
ムクナの調理法で博士号取得⇒現在、東洋大学准教授

45

★ 挑戦したプロジェ
クト不採択について
Ｈ２５年度「農林水産業・食品産業科学技術研究推進
事業プロジェクト【実用技術開発ステージ】」に左のような構想で、「日本在来種「八升豆」

栽培技術の確立と調理加工技術の開発」の課題で応募しましたが、（年４千万円で３年継続）
・・・採択されませんでした
大豆を代替する豆の研究な
んかやめてしまえとの意見
・・・たいへん残念です・・・L-ドーパは重要な医薬品
L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine)
HO

COOH
NH2

HO
L-DOPA

HO
NH2

HO
dopamine

HO1) 脳内神経伝達物質 ドーパミンの前駆体
2) アドレナリン、モルヒネ等の合成中間体
モルヒネ3) 重合してメラニン色素を生成（黒くなる）
4) ムクナに大量に含まれ、アレロパシー現象の原因物質である (Fujii et al, 1991,1994)
O

H

HO

HH

H

N

CH3

morphine47

L-ドーパの薬としての利用
HO
HO

COOH
NH2

HO
NH2

HO
Dopamine

１）脳内神経伝達物質である「ドーパミン」の前駆体⇒パーキンソン病の特効薬（最近医学雑誌で効果の報告が増加）
２）抗酸化能が高い⇒機能性食品
Evaluation of the in Vivo Antioxidant Activity of Mucuna pruriens DC. var.
utilis by using Caenorhabditis elegans, Ibe, S., Y. Fujii, K. Otobe, Food Sci.
Technol. Res., 18 (2), 227–233, 2012３) うつ病、ボケ、白髪の防止（仮説）48

第４回ムクナ会（2013年5月12日）

第７回ムクナ会（2014年12月6日）（農工大で開催）

第９回ムクナ会（2015年12月13日）慶応大（医）チアスサナ

49

50

今後のムクナの研究と普及の夢
１）日本で復活 在来種はっしょうまめ
２）夏の緑肥として有機農業に普及
３）日本で働き盛り～高齢者向けの健康食品として普及（ドーパを残す）
４）世界（中南米、アジア、イスラム圏、
アフリカ）で食糧資源として普及（調理でドーパを除去する）
５）ドーパの植物生理作用の解明
種子をご希望の方にはさしあげます51

（２）ヘアリーベッチ

52ヘアリーベッチ（Vicia villosa）
ムクナの近縁種、ソラマメ属、雑草抑制能力大、耐寒性あり（マイナス２０℃）・・・有機農業で利用されていた⇒農環研、四国農試で研究

９月～１０月に播種する

翌年５月～６月に開花

53

Table 6

Effect of Selected Fall Sown Cover Crops on the Weed control

Cover Crop (English Name)Control (No-weeding)
Secale cereale（Rye)
Triticum aestivum (Wheat)
Avena sativa (Oat)
Hordeum vulgare (Barley)
Vicia villosa (Hairy Vetch) ヘアリーベッチ
Brassica campestris (Field Mustard)
Trifolium repens（White Clover)
Medicago sativa (Alfalfa)
Lupinus albus (Lupin)
Astragalus sinicus (Chinese Milk Vetch)

レンゲ

Melilotus albus (White Sweet Clover)
Rice straw mulch（10000 kg ha -1)[Herbicide (Benthiocarb + Prometrin, 40 kg ha-1)]

W*1

Dry Weight(%)[g m-2]

0 a*2

----

99 d
99 d
99 cd

693
1751
994

99 cd
98 cd
97 cd

1173
816
834

78 cd
77 cd
49 b

356
384
341

36 b

167

-16 a
87 cd
91 cd

30
(1000)----

秋播種の場合ライムギ、エンバク、大麦、小麦の雑草抑制能も、ヘアリーベッチに匹敵するほど強かったが、無農薬で栽培したためアブラムシが大発生したので、ヘアリー
ベッチを選抜した。

1) Percentage of weed control. 100 % means complete control. Dry weightof weeds in the control plot is 381 g m-2.
2) The same letter means not significantly different by Duncan’s Multiple
Range Test(P>0.01).
3) Dry weight of each cover crop.
4) Dominant weeds species in this filed are, Capsella bursa-pastoris andLamium amplexicaule5) Seeding date: November 5, 1992, Sampling date: April 20, 1993.
6) Four replications by complete randomized block design, and each plot
consists of 2 x 2 m (4 m2) block.

Fujii, Y. (2001)

54

１９９４年
私の研究成果日本農業新聞で報道→反響各地の果樹園（カキ・ミカン・ナ
シ・ウメなど）休耕田に普及開始55

果樹園管理に実用化

休耕地管理に実用化

果樹園で下草管理に利用されている
ヘアリーベッチ（ナシ、カキ、ブドウ、
キウイ等、落葉果樹に最適）
効果 ①無除草剤、省殺虫剤（テントウムシの効果）②コスト削減（１／３～１／４に）キウイ農家で実用化

ミカン園で実用化

愛媛県
越智章太郎さん

小田原市の石綿さん

56

ヘアリーベッチを使った無農薬のミカンを生産
三皿園（http://www.dokidoki.ne.jp/home2/sazen/mikan/）ヘアリーベッチの雑草抑制のしくみ
現場で雑草を抑制する要因の
８０～９０％は光の遮蔽によると推定。しかし、アレロパシーによる抑制も１０％程度寄与と推定
57

ヘアリーベッチに含まれる
他感物質は、意外な成分
簡単な物質だが、大発見！
通常の方法では検出困難

H
H

N C N

★ Cyanamide
シアナミド 生物界で初めての発見★ 窒素肥料「石灰窒素」の有効成分
100年前にドイツで化学合成

殺虫・殺菌・除草・ヒエの休眠覚醒活性
Kamo, T., Hiradate, S. and Fujii, Y.: First isolation of natural
cyanamide as a possible allelochemical from hairy vetch Vicia
villosa . J. Chemical Ecol. 29(2), 275-283 (2003)58

ヘアリーベチからシアナミドを発見
H
HNH
N C N C N

H

H

H

ジシアンジアミド(Dicyanodiamide)

N C N

シアナミド
(Cyanamide)

H
H

O
N C N
尿素
(Urea)

H

CO2

H

NH3
アンモニア
＋二酸化炭素世界で初めて、「シアナミド」が天然物として生物界に存在することを報告しました
Kamo, T., Hiradate, S. and Fujii, Y.: First isolation of natural
cyanamide as a possible allelochemical from hairy vetch Vicia
villosa . J. Chemical Ecol. 29(2), 275-283 (2003)59

ヘアリーベッチの土つくり効果①窒素肥料になる ②窒素の流亡を抑制
分解の速度は土壌中で約8～14日間

シアナミド

アンモニア

尿素

NH3

ジシアンジアミド阻害土壌微生物
ニトロソモナスの硝化を阻害硝化抑制作用＝窒素の流亡防止

亜硝酸
NO2

NO3
硝酸

60

土つくり効果③ 根が土を耕す
慣行区

ヘアリーベッチ区

多数の枝根を有する直根が地中深く貫入する。粘土でも地下１ｍに達したという報告がある（コーネル大）61

土つくり効果④ 有効態のリンも増加する

ヘアリーベッチは、アーバスキュラー
菌根菌をたくさんつけて、土壌中の吸収されにくいリンや他の養分の吸収を助けていると思われる。
アーバスキュラー菌根菌：植物の根に寄生する糸状菌。
植物と共生して養分吸収を助けるといわれている。

農工大で研究を継続中・・・

62ヘアリーベッチは天敵を増やし害虫を減らす「生態的防除法」に利用できる！
63アルファルファ
タコゾウムシレンゲはゾウムシの食害で全滅しつつある

レンゲ

テントウムシへリーベッチはゾウムシの食害を受けない（テントウムシが発生）

ヘアリーベッチ

大津市で養蜂業者が蜜をとるために隣接する畑に同時に植えたとき撮影した写真

6464

ヘアリーベッチによる害虫防除のしくみ
ベッチには「花外蜜腺」があり蜜を出す⇒アブラムシが増える⇒これを餌にするテントウムシが増える（ナミテントウ、ナナホシテントウなど）

テントウムシが他の害虫を食べてくれる⇒害虫の密度が下がる「生態的防除」（アメリカ農務省の研究者による報告） 65

ヘアリーベッチは病害も減らすヘアリーベッチを10年間栽培した後キウイフルーツ専業農家、茨城県の研究者が報告に来てくださる・・・たいへんうれしかったです・・・
66キウイフルーツの下草管理
平成３年（1991年）有機農業団体
で講演→ヘアリーベッチを薦める
その後10年経過して、連絡あり、
ヘアリーベッチだけで無農薬
無化学肥料（堆肥も使わない）
かいよう病，カメムシ・かいがら虫の被害なし，キウイヒメヨコバ
エは居るが被害に至らない
Pseudomonas syringae pv. actinidiae
石綿敏久さん：小田原市
キウイ専業農家(2001年)

除草：年6～7回→ベッチ播種前の1回 67

ヘアリーベッチで土作りした
キウイフルールは
かいよう病の枝を接木しても発病しない
Pseudomonas syringae
pv. actinidiae

68ヘアリーベッチを20年連続で栽培している
キウイフルール下の土壌を採取させてもらいオカラミン類を測定する

69

２０１０年１１月５日に茨城県の病害の専門家（渡邊室長ら）が報告に来られたことがあります。このときは原因はわからなかったのですが・・・

ヘアリーベッチは病害も減らすじゃがいもそうか病、Streptomyces acidiscabies、Streptomyces scabies、Streptomyces turgidiscabies

かぼちゃ立ち枯れ病、Fusarium oxysporum、F. solani

ベニバナインゲン茎根腐れ病
Pythium myriotylum70

2010.1105

茨城県農業総合センターの渡邊健さん（左）と青木一美さん（右）病害虫研究室長。ヘアリーベッチを１０年間栽培・・・2010年11月来訪71ヘアリーベッチを連作すると「そうか病」が顕著に減少
Streptomyces

72

73

74

【杉山 暁史】根圏ケミカルワールドの解明と作物頑健性制御への応用

2017年～2022年
ヘアリーベッチの課題で、CRESTに採択された（2）「藤井」グループ① 主たる共同研究者：藤井 義晴 （東京農工大学大学院教授）② 研究項目 ・ヘアリーベッチ栽培及び根圏解析・アレロケミカルの同定及び機能評価

未発表データも紹介します75これまでの経緯
N
1. ヘアリーベッチを栽培した後作のダイズ等では、初期生育が促進され品質が向上する傾向にある。
OH
O
2. ヘアリーベッチを下草として栽培したキウイ等果樹N
では潰瘍病が発生しないこと、バレイショやインゲOンの病害が抑制される現象が知られていた。
OH（茨城県農試と有機農業を行う農家からの報告）
NO
昨 3. ヘアリーベッチ栽培土壌、および後作のダイズ根圏から、耐虫性物質オカラミン類を検出した。
年
Nの 4. ヘアリーベッチからオカラミン類を合成
N
H
OH
O
成
N
O
する可能性がある PencilliumOH果N
simplicissimumを単離した。
オカラミン

Okaramine BONHOkaramine B76

２０１８年５月２２日
77東京農工大学のヘアリーベッチ初年度圃場

２０１８年７月１８日（２回目サンプリング）78

農工大土壌からオカラミン類を検出した
Standard
N
H
O

OH

N
H
N
H

O

N
H

Okaramine C
OkaramineCNO

TUAT_farm (10×)

Not detected

TUAT_pot (10×)

5.34 e3

OH

N

O
OH

N

O

Standard

N
H

Okaramine B B
Okaramine

TUAT_farm (10×)
TUAT_pot (10×)

1.62 e44.01 e3

N
H
O

OH

N
H
N

StandardON
H

Okaramine A A
Okaramine

TUAT_farm (10×)

Not detected

TUAT_pot (10×)

2.28 e479オカラミンC
オカラミンAオカラミンB
Okaramine C Okaramine A Okaramine B
ポット栽培の根圏土壌
Pot Rhizosphere soil
農工大圃場の根圏土壌
TUAT Field rhizosphere soil

〇

〇

〇

×

×

〇

ポット栽培土壌からは全てのオカラミンが検出されたが、圃場の土壌からはオカラミンBのみが検出された。
80

茨城大学のヘアリーベッチ連作圃場
小板橋先生らが12年間連作しダイズを栽培している圃場

２０１８年１１月５日茨城大学HV→ダイズ圃場
根圏土壌をサンプリング⇒GC-MSによるメタボローム解析により分析

81

Ibaraki University soybean farm after HV (hairy vetch)cultivation plot design and identification of okaramine B
ヘアリーベッチを栽培した跡地（連作圃場）で栽培したダイズの根圏からのみオカラミンBが検出された
Sample name

処理区と土壌種別

2_HV Rhizosphere
19_HV Rhizosphere
2_HV Bulk
19_HV Bulk
72_HV Bulk
6_FA Rhizosphere
67_FA Rhizosphere
46_FA Rhizosphere
21_FA bulk
67_FA Bulk

HV区 根圏土壌
HV区 根圏土壌
HV区 根域土壌
HV区 根域土壌
HV区 根域土壌
無処理区 根圏土壌
無処理区 根圏土壌
無処理区 根圏土壌
無処理区 根域土壌
無処理区 根域土壌

Okaramine B[µg/g soil]
8.9
3.9
1.4
0.0
0.3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

82

ヘアリーベッチからオカラミンを合成するエンドファイトを単離
Isolation of endophytic fungi from HV
Phylogenetic tree (DNA seq) of V. villosa endophytic fungi (71 species )

N
O

OH

N

O
OH

N

O

N
H

Penicillium
simplicissimum

Okaramine B
HAYASHI, H, et al.,Okaramine B, an
Insecticidal Indole Alkaloid,
Produced by Penicillium
simplicissimum AK-40,
Agric. Biol., Chem., 52,
2131-2133, 1988

LC316945.1 Penicillium simplicissimum DNA, okaramine biosynthetic
gene cluster, complete sequence, isolate: AK-40

83

Okaramines were biosynthesized by
Penicillium simplissimum isolated from HVOkaramine C

Okaramine B

単離した菌がオカラミン類を合成することを確認した

Okaramine A

84

Effect of okaramine B on the growth of lettuce
オカラミンB
は低濃度で
植物の生育
を促進する

120

Okalamine B

Growth (%)

100
Inhibitory activity
in highconcentrations

80

Stimulatory
activity in low
concentrations

60
0.01

0.1

1

10

100

Concentration of okaramine B (μM）

近畿大松田先生の協力で純物質を用いて検定した85

ヘアリーベッチ
不耕起稲作
除草剤を完全に削減し、化学肥料も使わない有機稲作に利用可能！

研究開始から２８年・・・やっと普及しはじめた・・・・まだ改良の余地あり86

1992年春:四国農業試験場において考案

嶺田拓也さん 1997 岡山大学大学院博士課程（レンゲ不耕起栽培で学位）⇒（独）農業工学研究所⇒農研機構 農村工学研究部門, 上級研究員

87

１９９５年～農環研で研究を継続

荒木肇教授
（新潟大学
→北海道大学）
堀元栄枝さん 福野農業高校→新潟大学→農環研（ヘアリーベッチ不耕起稲作で博士号取得(2003)→佐賀大学農場助手→京都工芸繊維大学准教授
堀元栄枝・荒木 肇・伊藤一幸・藤井義晴 (2002) ヘアリーベッチ (Vicia villosa Roth) を利用した水田における雑草制御と水稲収量への影響. 雑草研究 47 (3) : 168-174.

88

６月１２日 ヘアリーベッチ不耕起移植を実施後

89

89

雑草放任区

ヘアリーベッチ区

Horimoto, Araki, Itoh, Fujii, : Weed suppression and rice yieldin theJuly
24hairy
vetch introduced paddy field. Weed Sci. Tech. 47, 168-174 (2002)90

90

ヘアリーベッチ不耕起稲作に
私たちの研究は不十分だったが91

農家の努力で実用化されました

秋田県大潟村秋田県立大佐藤孝先生：
根粒菌の研究と普及

2006年5月31日

2006年7月8日

有機JAS認証（無農薬・無化学肥料）

92

「はなふじ」米・・・ブランド化
ヘアリーベッチの和名ナヨクサフジから命名

93

秋田県大潟村でヘアリーベッチ利用研究会
北海道と福井の農家も参加 (2009年11月20日）

94

ヘアリーベッチ利用研究会 in 北海道
ヘアリーベッチをキャベツの前作に利用する試み。土壌は泥炭。
若い後継者や新規就農者がいる。

2014年6月28日
北海道上川郡和寒町
95

ヘアリーベッチ利用研究会 in 京都・滋賀
ヘアリーベッチを大豆（黒豆：高級品の丹波黒）の前作に利用する試み。
大豆の生育促進 + 品質向上

2015年12月3日
京都府京丹後市96

ヘアリーベッチは
現在年に１万ヘクタール
以上栽培されている(種子販売量300 tonから推定)

レンゲは２万ヘクタール
現在はレンゲに次ぐ被覆作物となっている⇒私の研究は少し農家の役に立っている 97

実用性の高いアレロパシー植物について紹介します
おもにこの２つについて紹介（１）ムクナ（はっしょうまめ）（２）ヘアリーベッチ
以下についても簡単に紹介（３）イネ（古代米である赤米が強い）（４）ヒガンバナ（５）古代文明の未利用作物
98

（３）イネのアレロパシー
赤米は他感作用が強い
１）阿波赤米（日本産）
２）紅血糯（中国産）
99

表 稲の他感作用のプラントボックス法による検定結果
強いもの
日本語名

R 阿波赤米R 紅血糯
Melor
Sisumuchimai
R 対馬赤米R 総社赤米Deng Mack Tek
桂朝２号
山坂
あそみのり
胡桃早稲
Dular
タカネニシキMoroberekan
唐干
R Padi Kenikir Puti
関山
十石
Mock Kheua
Vista
Nepal No.8
Daw Dam
R 宝満神社米
ムサシコガネ

R*

(%)

R*

中程度
日本語名

(%)

4
5
6
8
7
9
11
12
15
15
16
16
16
17
17
17
17
17
19
19
19
20
20
20

嘉平
北陸127号
R Li Zi Hong
R Mack Kheua
R Dam Ngo
R 名護赤穂Taducan
Nepal No.1
中生新千本
Khauk Yoe
PI312777
R 紫黒米
藤坂５号
Dourado Precoce
R Karh
南京香稲
コシヒカリ
台中６５号
Huao Ba Wang
Sabarmati
北京香稲
台中６５号
密陽２３号
水原258号

22
23
23
24
25
27
28
28
32
36
38
38
42
45
46
46
46
51
54
55
55
51
59
59

R*

弱いもの
日本語名

(%)

南京11号
Leulikelash
コガネマサリ
穀良都
亀の尾
日本晴
IR 30
Jarum Emas
Kalasani
IR 24
信州金子
レイホウ
ササニシキ
神力
トヨニシキ
Rexmont
Si Li Gu
トドロキワセBasmati旭
Masriaサリークイーン
関東146号
農林８号

61
61
62
62
63
64
68
68
70
72
72
74
76
79
79
80
80
80
81
81
81
82
87
90

神社米など、日本で古くから栽培されてきた
古代米の活性が強い
Rの印は、その品種・系統が赤米であることを示す

100

OH
+

HO

O

OH
OH

OH
Cyanidin
阿波赤米
徳島県祖谷渓の在来種

紫黒米に含まれる色素シアニジン

赤米のもつ他感作用を利用して、除草剤をへらした稲作の研究を試みたが雑草抑制率は最大５０％・・・実用性？
→ヘアリーベッチの利用が実用的と考えた
Fujii, Y., H. Araya, S. Hiradate and K. Ebana, Screening ofallelopathic activity from rice cultivars by bioassay and field test,
Proceedings of the World Rice Research Conference,
101484-487 (2005)

（４）ヒガンバナ
日本人が発見し、畦道の管理に利用していた理想的な
アレロパシー植物102

ヒガンバナは墓地に生え、各地で嫌われる

日本各地に地方名が５００～１０００もある
しかも悪い名前ばかり
幽霊花、死人花、火事花、手腐れ、シレイ
地獄花、葬式花・・・

ヒガンバナの本当の意味が忘れられている
103

Allelopathy of Lycoris radiata

ヒガンバナのアレロパシー
ヒガンバナの他感物質
リコリンは雑草を阻害するが、イネには影響
が少ない

HO
O
L y ch o rin e

O
図１-1

N
リコリン (Lycorine)

ヒガンバナの他感作用の本体は、リコリン（有毒アルカロイド）% growth to control

OH
100
75
50
25
0
0

10

20
ppm

30

40

図２ リコリンがレタス（●）およびイネ（▲）の根の伸長に及ぼす影響

Z. Iqbal, Z., H. Nasir, S. Hiradate and Y. Fujii. Weed Biology and Management 6 (4),221-227, 2006 Plant growth inhibitory activity of Lycoris radiate Herb. and possible
involvement of lycorine as an allelochemical.

104

ヒガンバナ（Lycoris radiata）（彼岸花、曼珠沙華）
OHHO• 中国より古く渡来（３倍体）
O
N• 作用成分: Lycorine（リコリン） O• ネズミ等に有毒（神経毒）、雑草抑制効果
抗がん性、飢饉の際の非常食糧（江戸時代）• 水田畦畔，墓場に栽培（ネズミ・モグラ除け）• 農民は有用性を知っていた105
L y ch o rin eヒガンバナの咲いた棚田（佐賀県）
ヒガンバナを畦畔に植えた真の意味は
飢饉のときに非常食料として利用するためであった！ 澱粉を30%含む。
ただし、十分な毒抜きが必要（2005年９月：所さんの目がテンに出演）

106

106

「所さんの目がテン」に出演したことがあります
２００５年第60回（通算７９９回）「今しか見られない ヒガンバナの科学」 2005年9月25日
YouTubeで視聴可能
107

ヒガンバナはネズミを忌避することがわかった。
畦道に植える意味が証明された！

108

企画に全面協力したが、出演時間は１５秒。「有毒成分」という悪いイメージが残って残念・・・
109葛飾柴又の一流の職人さんがお団子をつくり、これを食べた
所ジョージも佐藤アナウンサーも命に別状はなかった。この回は好評で、年末に再放送された！

110

畦畔にヒガンバナの復活を！
みちのべのいちしの花の
いちしろく
人みな知りぬわが恋妻は
万葉集 巻１１・２４８０

いちし ＝ ヒガンバナ（牧野富太郎の説）

ヒガンバナは畦畔を守る
アレロパシー植物だった111

白花のヒガンバナもある

シロバナヒガンバナ(Lycoris albiflora)
九州地方に多い
１球 ～３００円

112いろいろな色のヒガンバナ

日本原産

キーネンシス

スプレンゲリ

黄花のヒガンバナ(Lycoris chinensis)

青花のヒガンバナ(Lycoris sprengeri)

キツネノカミソリ(Lycoris sanguinea)

アウレア

ネリネ

１球 ３００～５００円
で売られている普通のヒガンバナも１球 １００円位で売っている

黄花のヒガンバナ(Lycoris aurea)

ネリネ 南アフリカ原産(Nerine sarniensis)

113スイセンもヒガンバナの仲間
ヒガンバナと同様に、神経毒の リコリンを含む①スイセンの切り花を生けたコップの水は腐らない（リコリンが抗菌性・防腐作用）→コップの水を飲んで、中学生が中毒した事件がある。
②球根（鱗茎）は小さいタマネギに似る→小学校の先生がタマネギと間違えてカレーに入れて、子供たちが中毒した
Narcissus
pseudo-narcissus
事件がある。

畦畔にスイセンを推薦します・・・・・・・冬の間（１１月～３月）に咲く

114

（５） 南米古代文明の未利用作物
ジャガイモ、サツマイモ、トウモロコシ、ナス、トマトなどインカの植物は重要
まだまだ未利用の作物がある！
ペルーで５０００年以上前の古代文明が発見される→世界４大文明が５大文明になる・・・
115

南米の古代文明で利用されていたイモ植物
ジャガイモ Solanum tuberosum （ナス科）
ヒカマ, アヒパ Pachyrhizus erosus （マメ科）
ヤーコン Polymnia sonchifolia （キク科）
オカ Oxalis tuberosa （カタバミ科）
マカ Lepidium meyenii （アブラナ科）
アラカッチャ Arracacia xanthorrhiza （セリ科）
マシュア Tropaeolum tuberosum(ノウゼンハレン科)
オユコ Ullucus tuberosus (ツルムラサキ科)
マウーカ Mirabilis expansa （オシロイバナ科）
アキラ Canna edulis （カンナ科） （食用カンナ）

地上部にｱﾚﾛｹﾐｶﾙ、地下部のイモは無毒
116

ナス科

ジャガイモ
Papas
Solanum spp.

Origen andino
Cultivada desde hace más de 8 000 años
En el Perú existen 85 especies silvestres,
9 domesticadas y al menos 2 000
variedades
Alimento, medicinal117

ヒカマ Yam bean
（Pachyrhizus erosus）
アメリカでは１キロ３ドル、自然食品店で販売

インカの人が食べていたイモCH
マメ科、耐虫性、雑草抑制
CCH
作用成分 ロテノン等（殺虫剤）
O
O
O
無農薬栽培可能O（緑肥・食糧・雑草抑制）
CH O
Rotenone
OCH
メキシコ、カリフォルニアで市販
東南アジア(ﾌｨﾘﾋﾟﾝ、ﾏﾚｰｼｱ､ﾀｲ）にも普及→ 日本でも、新たな食糧に！
高知大学・前田和美先生「トロピカルポテト」命名
2

3

3

3

118

●根っこのにおいがすると意見も・・・
しかし、◎生食可能：タイでは短冊状に切ってJICAMA
トウガラシ：砂糖（５：５）を振りかけて(ヒカマ)
食べると美味。チップス、フレンチフラ
イにも加工可能。
和名は「くずいも」・・イモの屑？印象が悪い⇒トロピカルポテト（高知大学・前田和美先生）

メキシコのスーパーにて119オカ Oca(Oxalis tuberosa)
HO(Oxalis tuberosa)O

南米アンデス原産
HOO
カタバミ科
シュウ酸を含む Oxalic acid
病害虫がつきにくい塊茎が食糧になる
チューニョ（凍結乾燥）120

オカ (Oca)

今は小さなイモだが・・・・
ジャガイモも元はこのくらいの大きさ！
→未来の食糧になる★ペルーで
ふかしイモのように調理して食べたことがある・・・やや酸味がある◎シチューにも向く。
ペルー：アリトミ大使よりもらう

ペルーの民謡：♪オカを上手につくれぬ男のところへはお嫁に行くな♪

121

★日本でも精力剤として有名◎ベンジルイソチオシアネート
を含む

マカ
Maca

Lepidium meyenii

ベンジルイソチオシアネート、
アリルイソチオシアネートには抗菌活性。一酸化窒素（ＮＯ）発生抑制作用Origen andino
Alimento, medicinal,
forraje, veterinaria

アブラナ科
マメグンバイナズナの類
原産地：アンデス
強壮剤として著名

122

アラカッチャ
Arracacha

Arracacia xanthorrhiza

セリ科ニンジンの仲間◎白いニンジン
かなり大きい〇ニンジンとセロリの中間のような味
原産地：アンデス 123

マシュア◎イモはチョロギにMashua o isaño
似ている
Tropaeolum tuberosum

ノウゼンハレン科◎ナスタチウム（キンレンカ（金蓮花））
Tubérculosの仲間で花も食用になる●精力減退作用があるとされる

Origen andino
Alimento, medicinal,
antiafrodisíaco
124

オユコ
Olluco◎イモはシチューに適す◎四国農試で中西建夫らが栽培したが霜害多発

Ullucus tuberosus

ツルムラサキ科

Tubérculos

Origen andino
Alimento, medicinal,
veterinario
Fotos: A. Brack125◎イモ（根）にトリゴ
ネリン(Trigonelline)を多量に含む。脳の老化やアルツハイ
マー型認知症予防効果の報告ありマウーカ

Mauca o chago
Mirabilis expansa

オシロイバナ科

トリゴネリンは
コーヒー豆に多量に含まれているが焙煎で減少する
Origen andino
Alimento, forraje

Foto: J. Uceda, iincap

126ペカイ マメ科
Pacae machete
Inga spectabilis

アイスクリームビーン◎鞘の中の実を包んでいるワタを食べる。ほんのり
甘いが・・・
Origen amazónicoAlimento, ornamental, leña
127

アキラ
AchiraCanna indica

カンナ科◎食用カンナ
救荒食糧

Origen andino-costeño
Cultivada desde hace 4500 añosAlimento, medicinal,
forraje, envolver

128未利用の穀物
雑穀や雑草のような植物でも、世界では利用されている植物がある
食歴のある植物は食べられる
美味しくないものが多い・・・⇒改良：日本の技術は世界一

129

テフ ＜エチオピアの穀物＞
Eragrostis tef シナダレスズメガヤに近縁(Zucc.) Trotter・テフは C4 植物 (光合成効率が良い)
・エチオピアで、紀元前3359年から利用・種子はたいへん小さい（穀物中最小）
・パンや、発酵食品 ‘Enjera’ をつくる
・パンはスポンジ状で、酸味がある
・タンパク質含有量は１３％もある
種子は脱粒性：雑草化のおそれもあるが・・・
強いアレロパシー活性を検出（未発表）130キウイチャ（ヒモゲイトウ）＜ペルーの穀物＞
Amaranthus caudatus Ｌ．
★南米（インカ）で、7000年以上前から食用。ヒユ科（擬穀類）。Ｃ４型で高い光合成能。
インカでは、トウモロコシに匹敵する重要作物（現在も食べられている）。
★日本に江戸時代に鑑賞用に伝来。
★小麦、米、ソバを上回る栄養価。
タンパク質１６％、脂質5.5％★中央農業研究センター、九州農業試験場等で研究
雑草のアオゲイトウ(Amaranthus retroflexus)に近縁

アレロパシー活性は中程度

131個人的な意見（世界４０か国を訪問した）世界中で、日本人ほど、いろいろなものを食べている民族はない。
日本には世界中の美味しいもの、良いものが集まっている

日本人には、新しいものを受け入れる
勇気と好奇心があった。
危機をバネにして、しぶとく生き残る柔軟性がある

古いモノを大切にしながら、新しいモノ（植物）も積極的に導入したい
今後もアレロパシーに関する研究を継続したい・・・と希望しています・・・

132

132

時間があればレジメにありませんがアレロパシーと進化
特にエピゲノム
について紹介します133Transgenerational induction of defenses in animals and plants
Agrawal, A.A, Laforsch, C. Tollrian, R. Nature 401, 60-63 (1999)
イモムシに食害された野生ダイコン（Raphanus raphanistrum）は防虫物質glucosinolatesを生産
し、虫を排除するトゲを生産する⇒食害されたダイコンから取った
種子には最初からトゲができていた。
⇒おそらくエピゲノム
による変化

134

エピジェネティクスと進化
獲得形質が遺伝する可能性。
生物は環境の影響で変化する。
才能は生まれつきではない。

アレロケミカルが遺伝子に影響⇒進化に影響する135エピゲノムと生命
太田邦史 理研⇒東京大学教授
2007年文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）
講談社ブルーバックス 2013年初版⇒エピゲノムは米国の国家最重要戦略⇒日本でもCREST/JSTの推進事業
しかしほとんどが動物（人間）関係
植物関係の研究はまだたいへん少ない★アレロケミカルはエピゲノムに作用し、環境適応能力を変化させる可能性がある
136

アレロパシーと植物
藤井義晴 農環研⇒東京農工大教授
2009年文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）⇒BRAIN、農食研究事業等に採択

EU、USA、中国では国家重点研究
日本でも・・・
2017.10～2022.3 CRESTに採択

詳しくは本で・・・★アレロケミカルはエピゲノムに作用し環境適応能力を高める現象である・・・という研究をやりたい（L-DOPA、吉草酸、レスベラトロール）

137

Epigenetics
Epigenom
エピジェネティクス、エピゲノム
接頭辞 epi（後で付加した）とgenetics（遺伝学） を繋いだ言葉。
DNA配列によって決定される遺伝現象とは対照的に、DNAやヒストンへの後天的な化学修飾により制御される遺伝現象。
＝環境的な要因によって遺伝子の発現が制御される現象

DNAやヒストンがメチル化や、アセチル化し、遺伝の発現が制御される。

DNAやヒストンが化学修飾されたゲノムをエピゲノムと呼ぶ。
138

エピジェネティクス：DNA配列の変化を伴わない遺伝子発現機構
DNAやヒストンにメチル化やアセチル化などの化学修飾がおこな
われ、これらがゲノム上の遺伝子の働きをコントロールする現象＝環境要因によって遺伝子発現が制御される現象。

環境によって獲得された形質の一部が、エピゲノムの記憶を介して次世代に引き継がれることが明らかになってきた。

139

遺伝子の塩基配列は同じでも、「オン」「オフ」を担うエピゲノムが環境によって変わる

エピゲノムによって遺伝子がはたらくスイッチのオンとオフが切り替わる
140レスベラトロール
有毒植物バイケイソウ（Veratrum
album）から発見（高岡, 1939）
イタドリ、オオイタドリ、赤ブドウ果
皮（→赤ワイン）、ラッカセイの皮等にも含まれる。
マウスの寿命を延ばす物質と報告（Nature、2006）。飢餓やカロリー
制限、運動によって活性化する遺伝子（サーチュイン遺伝子Sir2）を活性化すると報告。
Sir2はヒストン脱アセチル化酵素（＝エピゲノム変異を起こす酵素）

植物では「ファイトアレキシン」、
あるいは「アレロケミカ
ル」として作用。
ブドウの果皮などにも含まれる「抗酸化物質」
として知られていた。

「サーチュイン遺伝子で寿命が延びる」には反論もある

141

ヒストン脱アセチル化
酵素(HDAC)阻害剤
酪酸（らくさん、butyric acid）、
トリコスタチンA（trichostatin A
略称: TSA） 塩野義製薬発見
バルプロ酸(valproic acid)。
アピシジン(apicidin)
ヒストンのアセチル化は遺伝子発現を活性化させ、脱アセ
チル化は遺伝子の発現を抑制していると考えられている.
HDAC阻害剤は癌治療の標的分子として注目されている＝エピゲノム診断、治療薬

butyric acid

trichostatin A
valproic acidapicidin142一方、あまり進化していない植物もある
イチョウ、メタセコイア、
カツラ、ドクダミ、
クレオソートブッシュ、アジャップ

143イチョウ (銀杏)Ginkgo biloba L.
イチョウ科イチョウ属（一属一種）
裸子植物門イチョウ綱の中で唯一の現存している種（生きている化石）
異臭の主成分は酪酸
butyric acid
かぶれる成分はビロボール

イチョウ科：中生代から新生代に繁栄したが氷河時代にほぼ絶滅
bilobol ビロボール
5-[(Z)-pentadec-8-enyl]benzene-1,3-diol144

メタセコイア
Metasequoia glyptostroboides
Hu et W.C.Cheng.
和名はアケボノスギ（曙杉）
ヒノキ科メタセコイア属（一属一種）✖本館のすぐ裏にあるのはヒマラヤスギ
絶滅した植物と考えられていたが、1945年に中国四川省(現在の湖北省利川市)で発見（現地名：水杉（スイサン）⇒世界に広まる

樹下に雑草がほとんど生えない⇒アレロパシー活性大⇒作用成分：アブシジン酸か（未発表）145ドクダミ (蕺草)
Houttuynia cordata Thunb.

別名：ドクダメ（毒溜め）、
ギョセイソウ（魚腥草）、
ジゴクソバ（地獄蕎麦）

ドクダミ科ドクダミ属（一属一種）
特有の臭気成分146アジャップ
Baillonella toxisperma L.
O
HO

N
N

HOH2C

O
OH

アフリカ、
カメルーンの熱帯雨林の木アカテツ科、生育は遅いが次第に優占するようになるHO
3-hydroxyuridine 京都大学
3-hydroxyuridine
大東先生らが発見
核酸関連物質の 日本国特許 JP62135489
アレロケミカルの Ohigashi et al. (1989)
報告は珍しいPhytochemistry

カメルーンのNdam先生147

進化していない植物に共通する特徴は何か？
💀有毒成分を持つ
💀くさい成分を持つ💀トゲなどがあり危険
強い植物は進化する必要がない✌競争相手がいない場所に生息
148

古い （ 化石） 植物の 成分

生長が 遅い 植物の 成分

OH

O

HOH2C

Bilobol

アジャップ (Baillonella)

HON(CH2)7 (CH2)5CH3

HOO

3-Hydroxyuridine

NO

イチョウ (Ginkgo)
HO

Protoanemonin

CH3HO

オキナグサ(Ranunculaceae)O

ソテツ (Cycas)

CH2

OH

Glu O CH2 N N CH3
CycasinO

古い植物、成長が遅い植物
はアレロパシーが強い

OCH3
OCH3

O

O
Maltolカツラ (Cercidiphyllum japonicum),
カラマツ (Larix)

O
O

N+

Berberine
オウレン(Coptis japonicus)

149

生存競争上有利だった
アレロケミカル（=二次代謝物質）を含む植物が生き残る
アレロパシー仮説 １

私
の
仮
説

二次代謝物質：特定の植物に含まれる固有＊の物質。アルカロイド、テルペノイド等 。
一次代謝物質（タンパク質、核酸、脂質、糖などの生命維持に不可欠の要素）でない
偶然生成→他の生物との競争上で有利
植物に特異的に含まれるようになった＊植物の持つ毒や薬用成分もアレロケミカル 150

カフェイン
O
H3C
N
O

N

テオブロミン
O

CH3
N

H

N

O

CH3
Caffeine
1,3,7-trimethylxanthine
Coffea spp (Coffee) ,Camellia sinensis (Tea),
Ilex paraguayensis (Mate),
Paullinia cupana (Guarana),
Cola acuminata (Cola)

テオフィリン
O

CH3
H3C

N

N
N

N

N

N

O

CH3

H

N

N
CH3

Theophylline
1,3,-dimethylxanthine

Theobromine
3,7-dimethylxanthine
Theobroma cacao (Cocoa) ,Camellia sinensis (Tea),
Paullinia cupana (Guarana),
Cola acuminata (Cola)

カフェインに弱い除草活性＝アレロケミカル O・・・コーヒーのプランテーション
HN
では下草が少ない・・・選択毒性（マメ科は耐性）
H2N
N

Camellia sinensis (Tea),
Paullinia cupana (Guarana),

カフェイン植物
NH2
N
N

N

N
N

N

カフェインはDNA複製を妨げるとの説がある。
最近、ガン細胞のDNA複製を阻害することで抗ガン剤の作用を増強する効果が報告（金沢大）。

GuanineAdenine151アレロパシーは、弱い植物、 私
成長が遅い植物、古い植物、 の仮
絶滅危惧種の生き残り手段 説
アレロパシー仮説 ２
アレロケミカル：偶然生成 → 他の生物との競争上有利 → その植物が生き残る ⇒特定の植物に特異的に含まれるようになった
ソテツ（Cycas）, イチョウ（Gynkgo）, カツラ,
キンポウゲ科植物（Ranunculaceae）…..
→強いアレロケミカルを持っている植物は進化（変化）する必要がなかった
152