米の栽培の問題
米は世界人口の約半数の主食です。
植物の病原菌による不作は今も続いている状況をさらに悪化させる。農業は農薬の助けを借りてこれに対抗しようとしています。病原体耐性のある植物を育てることは、これらの環境に有害な物質に代わる唯一の方法ですが、現時点では中程度の成功しか得られていません。しかし、植物が選択によって 1 つの病原体に対して耐性を持つ場合、通常は他の病原体に対してより感受性が高くなるか、不利な環境条件に対する耐性が低下します。
科学者はどのように問題を解決しますか？
このため、国際的な研究では、グラーツ工科大学（TU Graz）の環境バイオテクノロジー研究所が含まれるこのチームは、植物の健康と特定の微生物の発生との相関関係を確立するために、しばらくの間イネの種子マイクロバイオームを研究してきました。科学者たちは最近大きな進歩を遂げました。彼らは、特定の病原体に対する完全な耐性をもたらし、植物のある世代から次の世代へと自然に伝染する細菌を種子の中に発見しました。結果は科学雑誌に掲載されました自然植物、生物学的植物保護製品の開発と、植物病原体によって生成される有害な生物毒素のさらなる削減のための新しい基盤を提供します。
ライスミクロビオーム
伝統的な稲作では中国の浙江省では、ある遺伝子型のイネ（品種 Zhongzao39）が植物病原体 Burkholderia plantarii に対する耐性を発現する場合があることが観察されました。この病原体は作物の不作を引き起こすだけでなく、慢性的に暴露された人間や動物に臓器損傷や腫瘍を引き起こす可能性のある生物毒素も生成します。 「これまで、この病原体に対するイネの散発的な耐性を説明することは不可能でした」とグラーツ工科大学のトミスラフ・チェルナヴァ氏は言う。チェルナヴァ氏は、同研究所所長のガブリエレ・バーグ氏と同研究所の同僚ピーター・クスタッチャー氏とともに、浙江大学（杭州）および南京農業大学との協力のもと、さまざまな栽培地域のイネ種子のマイクロバイオームを詳細に研究した。中国、札幌にある日本の北海道大学でもあります。
決定的な要因としての細菌組成
科学者たちは、耐性を持つ植物が以下の性質を持っていることを発見しました。種子内の細菌組成は、病気にかかりやすい植物とは異なります。特に、スフィンゴモナス属の細菌は、耐性種子において顕著に多く見られました。したがって、研究者らは種子からこの属の細菌を分離し、細菌 Sphingomonas melonis が耐病性の原因物質であることを特定しました。細菌は有機酸（アントラニル酸）を生成し、これが病原体の働きを抑制して無害化します。 「分離されたSphingomonas melonisを非耐性イネに適用した場合にも効果があります。これにより、自動的に植物病原体であるバークホルデリア・プランタリーに対する耐性が生まれます」とトミスラフ・チェルナヴァ氏は説明する。
さらに菌も固定される特定のイネの遺伝子型に存在し、ある世代の植物から次の世代の植物に自然に伝達されます。 「この発見の可能性は非常に大きいです。将来的には、この戦略を使用して農業における農薬の量を削減し、同時に豊作を達成できるようになるでしょう」とチェルナバ氏は言います。
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