雑穀シコクビエが分泌する硝化抑制物質を初めて同定 ―低窒素条件栽培の雑穀が生み出す新規BNI天然物質を発見―

2026-05-08 国際農研,農研機構,テクモフ株式会社,東京科学大学

Japan International Research Center for Agricultural Sciencesを中心とする共同研究グループは、雑穀シコクビエの根から分泌される生物的硝化抑制(BNI)物質を世界で初めて同定した。低窒素条件で栽培したシコクビエから、強い硝化抑制活性を持つ2種類の新規ジテルペノイドを単離し、「コラカノールA」「コラカノールB」と命名した。これらは既知天然物質と異なる新規炭素骨格を有し、硝化菌によるアンモニア酸化と菌増殖を強力に抑制した。研究ではNMR、HR-ESI-LC-MS、結晶スポンジ法、計算化学を組み合わせて構造解析を実施。コラカノール類は根だけでなく葉にも蓄積し、生育後期に増加することから、防御物質としての役割も示唆された。成果は、窒素肥料使用量削減や温室効果ガス抑制につながる低環境負荷型農業への応用が期待されるほか、新規天然物として創薬や食品機能性研究への展開可能性も示している。

雑穀シコクビエが分泌する硝化抑制物質を初めて同定 ―低窒素条件栽培の雑穀が生み出す新規BNI天然物質を発見―
図1 成長時期に伴うシコクビエの根と葉におけるコラカノール類生産量の変化

<関連情報>

キビから発見された2つの生物学的硝化阻害ジテルペノイド、コラカノールAおよびB Discovery of Coracanols A and B, Two Biological Nitrification Inhibition Diterpenoids from Finger Millet

Junnosuke Otaka,Guntur Venkata Subbarao,Shigeki Matsumiya,Naoki Wada,Yuki Wada,Masaki Kawano,Keisuke Kutsuwada,Hiroshi Ono,and Tadashi Yoshihashi
Organic Letters  Published: March 9, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c00300

Abstract

Natural products with biological nitrification inhibition (BNI) activity released from plant roots show potential for increasing the nitrogen-use efficiency and decreasing the extent of environmental pollution. We isolated two diterpenoids, coracanols A (1) and B (2), from finger millet grown under low-nitrogen conditions. Both compounds showed BNI activity against nitrifying bacterium Nitrosomonas europaea. The novel skeletons (1 and 2) featuring a tetracyclo[10.2.2.01,10.02,7]hexadecane core were elucidated by spectroscopic and X-ray crystal structure analyses utilizing the crystalline sponge method.

1202農芸化学
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