サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化と
～セイタカアワダチソウ由来の生物農薬の開発を目指して～並木中等教育学校  5年 遠山大樹サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイO動機セイタカアワダチソウは,自身が生合成する化学物質| cis-DME |を根から分泌して,他の植物の生育を阻害する作用(アレロパシー)を持っている。生物農薬を開発できるのではないかセイタカアワダチソウサイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイcis-DMEの作用と特性を明らかにするサイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイセイタカアワダチソウの根(2~5cm程度に切断) (1)~(3)抽出(メタノール)メタノール抽出物濃縮抽出(ヘキサン)ヘキサン抽出物ヘキサンを留去粗抽出物少量のヘキサンに溶解カラムクロマトグラフィ70~80 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 0~10 10~20それぞれスペクトルを見て,cis-DMEの有無を確認C10-POLYACETYLENES AS ALLELOPATHIC SUBSTANCES IN DOMINANTS IN EARLY STAGES OF SECONDARY SUCCESSION (4) (5) 80~90 6サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ(1)～(3)抽出(ヘキサン)ヘキサンを留去4)少量のヘキサンに溶解(5) 0~10 70~80 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 10~20 80~90それぞれスペクトルを見て,cis-DMEの有無を確認(6)サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイセイタカアワダチソウの根（粉末） ①～③抽出(ヘキサン)ヘキサン抽出物粗抽出物ヘキサンを留去4水蒸気蒸留(5)留出液スペクトルを見て,cis-DMEの有無を確認6サイエンスメンター制度研究発表会O結果cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ純度の高い結晶ができたcis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ)結果結晶の吸光スペクトル
サイエンスメンター制度研究発表会O結果cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ純度94.75%サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイOまとめセイタカアワダチソウの根からcis-DMEを効率的に抽出するには，セイタカアワダチソウの根(粉末)を,有機溶媒(ヘキサン)を用いて抽出し,その抽出液を水蒸気蒸留するとよい。 cis-DME  が得られる。そして,他の植物に対して,生長を阻害する。実際にどのような影響を与えているの？？サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイの実験2 •対象;レタス(キク科) ,カイワレダイコン（アブラナ科） •条件; ①水, ② Oppm(水＋溶媒, control), (3) 1ppm, 4) 5ppm, 5)10ppm, 6)20ppm, (7)50ppm, 8100ppm ※③, ④, ⑦, ⑧は一部実験のみ
寒天培地
サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイO実験2 cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ結果・カイワレダイコン（アブラナ科）濃度が大きくなるにつれて生長阻害は大きくなるcis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ)結果最も生長阻害を及ぼす濃度があるサイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイの結果•レタス（キク科）最も生長阻害を及ぼす濃度があるサイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイじタスに関して0～100ppmで, ²最も生長を阻害する濃度が5～20ppmの間にある。生長(m cis+DMEには阻害と促進の両方の作用があり，植物によってある一定の濃度を超えると，阻害作用より促進作用の方が大きくなることがある80 60 100 cis-DMEの濃度(ppm)サイエンスメンター制度研究発表会の実験3 cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイcis-DME抽出液→1％DMSO →イオン交換水→90%メタノールcis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ
サイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ。少量の根を与えた場合，促進作用をもつ(1 100 →cis-DMEの促進効果があらわれている低濃度における作用に違いがあるサイエンスメンター制度研究発表会cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ16 イオン交換水→cis-DMEが十分に抽出されなかった」 19親水性の物質には促進作用を持つものがある。 10 ・1%DMSO・90%メタノール→cis-DMEが抽出された    100低濃度における作用に違いがあるcis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイOまとめ▪cis-DMEの結晶を得るには,セイタカアワダチソウの根(粉末)を,ヘキサンで抽出し，水蒸気蒸留する。 ▪cis-DMEは生長に関して阻害作用と促進作用の両方を持っている。 •セイタカアワダチソウの根は適量与えると、促進作用を示す。 cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ
O参考文献
(1)AKIO KOBAYASHI, SHIGEO MORIMOTO,YOSHIARI SHIBATA,KYOHEI YAMASHITA MAKOTO NUMATA,1980, C10-POLYACETYLENES AS ALLELOPATHIC and SUBSTANCES IN DOMINANTS IN EARLY STAGES OF SECONDARY SUCCESSION, Journal of Chemical Ecology, Vol. 6, No. 1 (2)HIROSHI SAIKI and KIMIO YONEDA , 1981 , POSSIBLE DUAL ROLES OF AN ALLELOPATHIC COMPOUND, cis-DEHYDROMATRICARIA ESTER ,Journal of Chemical Ecology, Vol. 8, No. 1 (3)辻久生,谷由美,上田博夫,1977,セイタカアワダチソウの根茎に含まれる抗菌性物質について,農芸化学会誌第51巻,第10号,p.609~615 (4)IKUTARO ITO, KATSUICHIRO KOBAYASHI and TADAKATSU YONEYAMA,1998, Fate of Dehydromatricaria Ester Added to Soil and its Implications for the   Allelopathic Effect of Solidago altissima L. , Annals of Botany 82: 625–630, (5)Rong Tsao and Morifusa Eto,1996, Chemosphere,  LIGHT-ACTIVATED PLANT GROWTH INHIBITORY ACTIVITY OF cis-DEHYDROMATRICARIA ESTER, ROSE BENGAL AND FLUOREN-9-ONE ON LETTUCE (Lactuca sativa L.), Vol. 32, No. 7, pp. 1307-1317 (6)自井有樹,土田悠太,竹内賢,2008~2012, cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイI ~V (茨城県立並木中等教育学校) (7)大篭南、森田美佳,セイタカアワダチソウで自然農薬を作ろう！（宮崎県立五ヶ瀬中等教育学校）サイエンスメンター制度研究発表会
本研究は公益財団法人日本科学協会サイエンスメンタ一制度に採用されました。東京農工大学の藤井義晴先生,国立環境研究所の中嶋信美先生には大変貴重な助言を頂きました。本研究を実施するにあたり，粉川雄一郎先生,吉村大介先生(ともに並木中等教育学校・科学研究部顧問)のご指導を頂きました。心より感謝を申し上げます。御清聴ありがとうございました。 cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ
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•レタス（キク科）保証発芽率より高い発芽には影響しなし•カイワレダイコン（アブラナ科）発芽率は100%弄には皆幾幾cis-DMEの高純度結晶化とそのバイオアッセイ
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