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2024-09-14 04:01:31
人間と同様、植物も何千種もの微生物と共存している。INRS の微生物生態学研究者であるエティエンヌ・イェルジョ氏は、植物のこれらの小さな仲間を操作して、そのプラス効果を 10 倍に高めようとしている。
植物の土壌は生命で満ち溢れています。畑では、土壌 1 グラムに約 10,000 種の数十億の細菌とその他多くの微生物が含まれています。この微生物叢がなければ、植物は生きられません。「長い年月をかけて、植物は特定の病原体に対する防御、ストレスへの抵抗、さらには栄養面など、特定の機能を微生物叢に委ねてきました」とエティエンヌ イェルジョは説明します。
彼はチームとともに、環境汚染や気候変動などの課題に直面した農作物の健康と生産性の向上に貢献するために微生物叢を操作する方法を研究しています。 気候変動「例えば、微生物叢は土壌から植物に窒素を供給し、肥料の必要性を減らしたり、植物が特定の病気から身を守るのを助けたりすることができます」とイェルジョー氏は説明する。
顕微鏡操作
これを達成するために最も一般的に使用される方法は、分散です。これは、微生物叢を修正するために、植物または土壌に新しい微生物を追加することです。これらの微生物は、植物の成長に貢献したり、病原菌から身を守ったりするなど、特定の有益な特性のために選択されます。これは、健康を改善するために人間の食品にプロバイオティクスを追加することに少し似ています。
この解決策は、微生物が新しい環境で生き残れるか、期待通りの効果を発揮するかがわからないため、依然として複雑です。そのため、特に選択の点において、他のアプローチを採用した研究が並行して行われています。この方法では、微生物を微生物叢に追加するのではなく、すでに存在する微生物をいくつか選択し、その量を増やすことで、そのプラスの影響を 10 倍に増やします。
「微生物叢に増殖を促す物質を投入することでこれを実現しています」とイェルジョー氏は言う。これらの物質は、ビール粕、製紙用パルプ、堆肥、肥料などの形をとることができる。例えば、INRS チームは、どの微生物が干ばつによって引き起こされるストレスに植物が抵抗するのに役立つかを特定しようとしている。
研究チームは種分化にも注目している。自然界では、微生物は水平遺伝子伝達と呼ばれるプロセスを通じて DNA の一部を交換している。研究者たちはこのプロセスを利用して、すでに植物と関連している特定の微生物の機能を変更したいと考えている。
「例えば、細菌は植物が生息する土壌に適応していないが、その植物にとって非常に役立つ DNA を持っている可能性があります」とエティエンヌ イェルジョウは説明します。「この遺伝子、つまり有益な機能を、土壌と植物の環境に非常によく適応している別の細菌に移すことができます。」
発見すべき謎
エティエンヌ・イェルジョ氏は、これらのプロセスはすべて自然なものだと指摘しています。肥料や殺虫剤の使用を減らしながら、環境に適応した持続可能な農業を推進することが、まさに主な目標の 1 つです。
これは植物の健康を改善するだけでなく、作物の生産性と品質を向上させることを目的としています。世界人口の増加に関連する食糧需要を満たすために不可欠です。国連食糧農業機関は、2022年に国際植物防疫デーも開始しました。
微生物叢の改変は、特に微生物叢が非常に多様であり、それを構成する何十億もの細菌やその他の微生物が相互に作用するため、簡単なことではないという事実は変わりません。「植物の成長期に合わせて微生物叢を修正することはできますが、長期的に変更するのは非常に困難です」とエティエンヌ・イェルジョウは認めています。
また、私たちが誘発する変化が将来の環境条件に反応するかどうかも、常に確信できるわけではありません。環境条件は予測が難しいからです。たとえば、干ばつ条件に非常によく適応した微生物叢を獲得しようとしたが、今年はそれがなかった場合、何も試みなかった場合よりも効率の悪い作物が収穫できる可能性があります。
「現在、微生物叢に関する私たちの理解は不十分です」と研究者は認めている。「微生物叢をうまく操作して望む結果を得るには、まずその構成と機能についてもっと学ぶ必要があります。」
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