友達とアイデアを交換するのは良いことです。これは植物にも当てはまります。研究者らは温室生産のトマト植物が友好的な共生パートナーと共存できるようにすることに成功した。これらのいわゆる菌根菌は、栄養素のリン酸塩が不足しているため、植物の肥料の必要性を大幅に減らします。研究では、共生がトマト果実の味と健康関連成分にプラスの影響を与えることも示されています。
実際には、それらは植物の病原体としてよく知られていますが、菌類の中には敵だけでなく友人もいます。土壌に生息する種の中には、特定の植物と親密な交換関係、いわゆる菌根共生関係を確立するものもあります。パートナーは、土壌中の菌類ネットワークと植物の根の間の接続を介して栄養素を交換します。菌根共生の最も広範な形態では、この「取引」は興味深い構造を介して行われます。根の一部の細胞では、菌類と植物が一緒になって木のような構造（アーバスキュール）を形成し、それを通じて栄養素の移動が行われます。 。菌類は主に土壌から栄養分のリン酸塩を植物に供給し、その見返りとして糖物質を受け取ります。
要求の多い友達
菌根共生が植物の成長、健康、有益な成分の含有量を大幅に促進できることはすでに知られています。そのため、研究者らは植物の根への真菌の定着を特に促進する方法の開発を試みている。胞子を含む菌根製剤の適用は、この目的に役立ちます。しかし、ルートレベルで友情ネットワークを構築することは、多くの場合、それほど簡単ではありません。さまざまな種類の菌類には、基質の特性と栄養素の含有量について特別な要件があります。これは、肥料溶液が供給される人工的に製造された基質上で植物が栽培されることが多い、ガラスの下での商業的な植物栽培において特に問題となる。これまでのところ、トマトの商業栽培では菌根が発生する可能性はありません。
「Mycotom」協力プロジェクトはこれを変えるはずです。ハレの植物生化学研究所の菌根専門家ベッティーナ・ハウス氏の科学的指導の下、チームは菌根研究の成果を実践に移すという目標を追求した。これを行うために、研究者らはまず、市販品種と共生するトマト特有の菌根菌の探索に着手した。リゾファガス・イレギュラーリス種が適していることが判明した。次に、科学者たちは実験温室で、根と菌類の共同成長に対するさまざまな基質の適合性をテストしました。商業栽培では、ココナッツ繊維で作られたマットが主に使用されます。 「しかし、この基質だけでは菌根形成には全く不適当であることが判明した」とハウゼ氏は報告している。 「植物が菌腐するのに適した混合物を見つける前に、ココナッツと泥炭の含有量が異なる基質を使用して長い一連のテストを実施しました」と研究者は報告しています。
節約の機会とより良いトマト
施肥にはさらなる課題が生じました。トマト植物は、リン酸塩を必要とする場合にのみ、菌根菌の定着を可能にします。しかし、施肥量を減らすと収量が低下することが懸念されます。しかし、研究者らが示したように、リン酸塩の供給量が通常の供給量の 70% であれば、平衡が達成される。このわずかな供給不足により、植物は根に定着することができ、その結果、真菌が根へのリン酸塩の供給を改善できるようになる。収量を落とさない程度になります。最終的には、リン酸肥料を節約することができます。
温室条件下で菌根形成が成功した後、研究者らは共生が果実の品質にどの程度影響するかを調査した。彼らの分析により、菌根植物のトマトには、対照と比較して、風味を形成する糖物質、抗酸化物質のリコピン、およびアミノ酸がより多く含まれていることが示されました。彼らは遺伝子研究を通じて、共生が果実の発育中の特定のプログラムに明らかに影響を与え、これらの成分の形成に有益な効果をもたらしているという証拠を発見した。
研究者の結論は、「健康でおいしいトマトを収穫したい、肥料も節約したいなら、植物を菌死させるべきだ」というものだ。彼らの報告によると、ある企業は現在、その結果に基づいてガラス下でトマトを栽培するための市販の菌根基質を開発中である。リン肥料を節約できるため、大規模なトマト生産者はその使用によりすぐに利益が得られる可能性があります。研究者らは最終的にこの側面を再度強調している。肥料製造用の無機リンの自然埋蔵量は 40 ～ 70 年で使い果たされると推定されています。世界の農作物の収量を脅かすリン酸塩危機についてはすでに話題になっている。
出典: 植物生化学研究所、専門論文: International Journal of Molecular Sciences、doi: 10.3390/ijms21197029
