著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Microorganisms

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

茶の品質は、生葉に含まれる茶ポリフェノール、フラボノイド、アミノ酸、糖、アルカロイドなどの成分の組成と量に大きく左右されます。茶樹の増やし方には、受粉でできた種から育てる方法（実生、有性繁殖）と、枝を切って根を出させる挿し木（無性繁殖）があります。挿し木は親木と遺伝的に同じ株をそろえられるため、一般に好まれています。一方、種から育てた株は遺伝的に多様で、根の発達や環境への適応にも違いが出る可能性があります。

研究チームは、根のすぐ周りの土（根圏）にすむ微生物が、養分の変換などを通じて植物の代謝と関わることに注目しました。そのうえで、増やし方の違いが、土の養分、根圏微生物の顔ぶれ、微生物の炭素代謝にかかわる能力、葉の成分とどのように結びついているかを、土・微生物・葉の代謝物をまとめて見る視点から明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

調査は中国江西省の茶の試験場で行われました。同じ圃場内で隣り合う2つの茶園を比べています。どちらも1985年に品種「福鼎大白」で造成され、樹齢は約40年です。施肥、かん水、剪定、病害虫防除は同じように管理されてきました。一方の茶園は自然に受粉した種から育てた苗で、もう一方は同じ品種の選ばれた母樹から採った挿し木苗で作られています。それぞれの茶園に3つの反復区を設け、各区には約200株が植えられていました。

2024年春の茶期に試料を採りました。根圏の土については、有機物、窒素、リン、カリウム、pHなどを測りました。新芽の一芯二葉については、茶ポリフェノールや可溶性糖などの品質関連成分を測り、活性酸素の量と抗酸化酵素などの活性も調べました。さらに、多数の代謝物を一度に測定する手法（ワイドターゲット・メタボロミクス）で葉の成分を網羅的に分析しました。根圏の土に含まれる微生物の遺伝子をまとめて読み取る手法（メタゲノム解析）では、微生物の種類と、持っている機能の構成を推定しました。最後に、微生物と葉の代謝物の量の相関、微生物と炭素代謝経路の相関を調べています。

主な報告結果

葉の品質関連成分では、種から育てた茶樹は挿し木の茶樹に比べて、茶ポリフェノールが58.8%、乾物が11.5%、可溶性糖が8.6%多かったと報告されています。遊離アミノ酸、水分、水に溶け出す成分の量には有意な差がありませんでした。

根圏の土では、種から育てた茶樹の方が、挿し木に比べて土壌有機物が23.1%、全窒素が18.2%、植物が利用しやすい窒素が27.8%、利用しやすいリンが161.5%高い値でした。逆に、利用しやすいカリウムは24.4%低い値でした。pHと全カリウムには差がありませんでした。

葉の生理では、種から育てた茶樹で、抗酸化酵素のSODが30.4%、POD（ペルオキシダーゼ）が92.0%、植物ホルモンのオーキシンを分解するIAA酸化酵素が21.7%高い活性を示しました。活性酸素の一種であるスーパーオキシドの生成速度も9.3%高くなっていました。一方、過酸化水素の量には差がありませんでした。

葉の網羅的分析では1248種の代謝物が検出され、そのうち113種で両者に差がありました。差のあった代謝物は、α-リノレン酸代謝、カフェイン代謝、カロテノイド生合成、植物ホルモンの信号伝達、フラボノイド関連の生合成といった経路に多く含まれていました。

根圏微生物の構成は両者ではっきり分かれました。種から育てた茶樹の根圏では、放線菌の仲間（Actinomycetota）、Pseudomonadota、Planctomycetotaなどが多くみられました。挿し木の茶樹の根圏では、Acidobacteriota、Chloroflexota、ブラジリゾビウム属や、いくつかの古細菌の系統が多くみられました。微生物が持つ機能の構成にも違いがありました。

種から育てた茶樹で多かった微生物群は、葉のフラボノイド、フェノール酸、可溶性糖関連の代謝物と正の相関を示しました。挿し木の茶樹で多かった微生物群は、主にこれらと負の相関を示しました。また、主要な微生物群は、クエン酸回路や解糖系などの炭素代謝経路とも有意な関連を示しました。

この報告が示すこと

著者らは、増やし方の違う茶樹のあいだで、根圏の養分状態、微生物の構成と機能、葉の品質関連成分の蓄積が連動して異なっていたと結論づけています。この結果は、茶の品質の違いを土・微生物・葉の代謝のつながりとして捉える視点を示すものだとしています。ただし、示されたのは関連であり、微生物が葉の成分を変えたという因果の仕組みまでは確かめられていません。

限界として、調査は1か所の試験場で行われたことが挙げられています。研究チームは、より多くの地点やサンプル数での検討と、条件を管理した実験による仕組みの検証が必要だとしています。また、根の形や根からの分泌物、植物によるカリウムの吸収量は直接測っていません。種から育てた茶樹の土でカリウムが低かった点については、長期的なカリウム収支に注意が必要だと述べています。

原著論文の著者・所属：Yu-Xiang Zhang（Jiangxi Agricultural University）、Li-Xian Wang（Jiangxi Provincial Key Laboratory of Plantation and High Valued Utilization of Specialty Fruit Tree and Tea, Cash Crops Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330045, China）、Jian-Gen Zhang（Jiangxi Provincial Key Laboratory of Plantation and High Valued Utilization of Specialty Fruit Tree and Tea, Cash Crops Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330045, China）、Chen Li（Jiangxi Provincial Key Laboratory of Plantation and High Valued Utilization of Specialty Fruit Tree and Tea, Cash Crops Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330045, China）、Luo-Fa Wu（Jiangxi Academy of Agricultural Sciences）、Xin-Feng Jiang（Jiangxi Provincial Key Laboratory of Plantation and High Valued Utilization of Specialty Fruit Tree and Tea, Cash Crops Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330045, China）、Ye Chun（Jiangxi Academy of Agricultural Sciences）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Yu-Xiang Zhang, Li-Xian Wang, Jian-Gen Zhang, et al. Sexual Propagation Enhances Tea Quality Through Rhizosphere Microbiome Assembly and Metabolic Reprogramming in Camellia sinensis. Microorganisms（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-03. DOI: 10.3390/microorganisms14091949. 原著ライセンス：CC BY.