研究と産業界の協力により、土壌に生息する有益な細菌を利用して、さまざまな農作物に有害な病気を抑制する革新的な方法が生まれました。
この農業技術の革新は、農作物の病気を防除するために現在使用されている化学処理によって生じるコストと環境へのダメージを軽減する方法を農家に提供することを目的としています。ジョン・イネス・センターのチームは、数百の菌株を分離してテストしました。 シュードモナス菌 研究チームは、商業用ジャガイモ畑の土壌から細菌を採取し、そのうち 69 株のゲノムを解析しました。病原体の活動を抑制することが示された株のゲノムと、抑制しない株のゲノムを比較することで、研究チームは、ジャガイモ作物を有害な病原細菌から守るいくつかの株の重要なメカニズムを特定することができました。
その後、化学、遺伝学、植物感染実験を組み合わせて、環状リポペプチドと呼ばれる小分子の生成がジャガイモの黒星病（ジャガイモの収穫に大きな損失をもたらす細菌性疾患）の抑制に重要であることを示しました。これらの小分子はジャガイモの黒星病を引き起こす病原細菌に対して抗菌効果があり、保護効果を高めます。 シュードモナス菌 動き回って植物の根に定着します。 この実験では、灌漑が遺伝的に多様な生物に大きな変化を引き起こすことも示した。 シュードモナス菌 土壌中の人口。
研究の筆頭著者であるアルバ・パチェコ・モレノ博士は、「ジャガイモの病原菌抑制のメカニズムを特定し、検証することで、私たちの研究が生物的防除剤の開発を加速させ、生態系にダメージを与える化学処理の適用を減らすことを期待しています。私たちが説明するアプローチは、生物的防除剤にとって重要な作用メカニズムの理解に基づいているため、幅広い植物病害に適用できるはずです」と付け加えた。
この研究は、 eライフ、 研究者が事実上あらゆる作物栽培地の微生物叢をスクリーニングし、土壌、農業、環境のさまざまな条件を考慮できる方法を提案しています。高速遺伝子配列解析の進歩を活用することで、この方法では土壌微生物叢をスクリーニングして治療用細菌を探し、病原菌を抑制するためにどの分子が生成されているかを解明することができます。
また、土壌の種類や灌漑などの農業要因が有益な微生物にどのような影響を与えるかを示すこともできます。この新しいアプローチの次のステップは、有益な微生物を同じ畑に大量に戻すか、混合菌のカクテルにして土壌微生物叢を強化する処置として戻すことです。ジョン・イネス・センターのグループリーダーで、この研究の共同責任著者であるジェイコブ・マローン博士は、その利点について次のように説明しています。「このアプローチの大きな利点は、環境から採取した細菌株を同じ特定の生物学的環境に大量に戻すため、生態学的損傷がないことです。」
マイクロバイオームブースターを適用する潜在的な方法には、細菌カクテルを種子コーティングとして適用すること、スプレーとして適用すること、または点滴灌漑によって適用することが含まれます。
ジョン・イネス・センターのグループリーダーであり、この研究の責任著者であるアンドリュー・トルーマン博士は、この方法の長期的なビジョンについて次のように語っています。 私たちが使用するのは細菌によって生成された分子ではなく、 シュードモナス菌 それ自体を緊張させます。 これは、より持続可能な方法を提供します。これらの細菌がジャガイモが育つ土壌に定着し、作物を保護することがわかっています。 バクテリアを使えば、簡単に増殖させ、適切な方法で配合して畑に適用することができ、合成化学物質を使用するよりもはるかに環境に優しいのです。」
植物の病気は、作物の多大な損失につながる農業問題です。, ジャガイモなど。 重要なジャガイモの病原体には次のものがあります。 Streptomyces scabies、ジャガイモの黒星病を引き起こす細菌性病原体、および Phytophthora infestansは、アイルランドの大飢饉の主な原因であったジャガイモ疫病を引き起こす卵菌類病原菌です。 シュードモナス菌 細菌は一般に植物と関連しており、植物の成長を促進し病原体を抑制する天然産物を分泌するため、生物学的防除剤として広く研究されています。 しかし、これまでの使用は矛盾によって妨げられてきました。
ジャガイモ黒星病の抑制に関するこれまでの研究では、ジャガイモ黒星病の潜在的な生物防除の役割が示されています。 シュードモナス。 しかし、機械に関する知識が不足していたため、進歩は妨げられました。 灌漑が抑制できることも広く知られていました Streptomyces scabies この研究は、これが水が微生物集団に及ぼす影響によるものであることを示唆しています。
ゲノム解析により、交差する役割が特定された シュードモナス菌 ジャガイモの病原菌抑制に特化した代謝産物は、 eLife.
