健康

レタスの葉で病原体を初めてリアルタイムで観察できる

世界人口は80億人を超え増加しており、十分な食料を生産することが課題となっています。オランダは世界第 2 位の食料輸出国であり、あらゆる種類の作物を非常に効率的に栽培しています。しかし、べと病などの植物の病気は、農家の収穫に重大な損害を与える可能性がある一般的な問題です。デルフトの科学者たちは、植物を枯らすことなく植物の感染をリアルタイムで監視する方法を初めて開発した。得られた知識は、より高い収量とより少ない農薬使用量で新しい耐性作物を栽培するのに役立ちます。現在調査が進行中です ネイチャーコミュニケーションズ。 耐性作物 レタスを栽培する農家は、あらゆる種類の病気に強いレタスを好みます。これは、葉の上部に黄色または茶色の斑点を引き起こす一般的な植物の病気であるべと病にも当てはまります。デルフトの科学者らは、通常は最終段階でしかこのような感染が見られない植物種であるレタスのべと病の感染を調査した。 「べと病に耐性のあるレタスの品種はありますが、コロナウイルスと同様に、この病気は耐性のある植物に依然として感染する可能性のある新しい変異種に発展し続けています。このため、科学者や育種家は、進化する病気との競争で新たな耐性作物を継続的に育種する必要に迫られています」と、ユトレヒトの生物学者と協力して博士号の研究を行った物理学者のジョス・デ・ウィット氏は説明する。 リアルタイム追跡 病気に対してより耐性のあるレタスなどの作物を栽培するために、デルフト工科大学とユトレヒト大学の研究者らは、一般的な植物感染症の画像を作成できる方法を開発しました。これは初めて、植物を枯らすことなく、従来の顕微鏡法よりもはるかに迅速に可能です。 「これまで、研究者はプロセスの各ステップで植物を枯らし、色を付けてから顕微鏡で観察する必要がありました」と物理画像イメージング准教授のジェロン・カルクマン氏は言う。 「新しいイメージング技術を使用して、生きている植物で病気がどのように発生するかをリアルタイムで監視できるようになりました。」 より高い収量 植物科学者は、植物内で感染がどのように進行するのか、特定の作物が病原体に対して感受性を持たなくなる原因を正確に知らないことがよくあります。この機器はこれについての洞察を提供し、さまざまな病気に対する幅広い耐性を備えた作物を育種するのに役立ちます。 「これらの作物は必要な農薬の量が少なく、極端な気象条件に対する耐性が高いため、収量が高くなります。このようにして、最終的には地球上のより多くの人々が食料を得ることができるようになります」とカルクマン氏は言います。 植物の病気のマッピング 「私たちが使用した技術は、動的光コヒーレンストモグラフィー (dOCT) と呼ばれるものです」と De Wit 氏は言います。 「光を発し、その光が反射するまでの時間を測定します。これは、音の代わりに光を使った超音波スキャンのようなものです。この方法では、感染したレタスの葉の写真を 1 秒半以内に約 50 ～ 100 枚撮影できます。 dOCT では植物の細胞よりも病原体の方がよく動くため、植物の病気を明確に特定できます。動きのある部分に色を付けることで、病原体と植物の間に強いコントラストを生み出すことができます。 dOCT がなければ、病気をずっと後の段階でしか確認できません。」 便利なツール 科学者らは、レタスに加えて、回虫が寄生している大根やピーマンなど、他の作物にもこの装置が有効であることを示した。ただし、この技術を技術的背景のない生物学者にとって簡単に使用できるツールにするためには、さらなる研究が必要です。カルクマン氏: 「テクノロジーと生物学の間のギャップを埋めるために、この研究を続けたいと思っています。」 #レタスの葉で病原体を初めてリアルタイムで観察できる