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微生物は土壌リンのロックを解除して植物の成長を促進することができる

リンは重要な植物栄養素です。それは根の成長を刺激し、光合成の一部であり、植物を介して栄養素を伝達します。それがなければ、成熟が遅​​れ、果物や種子が少なく、形成が不十分です.良いニュースは、1 エーカーあたり 200 から 6,000 ポンドの範囲の濃度で、土壌に多くのリンがあることです。悪いニュースは、このリンの 80% が不動であり、植物による取り込みに利用できないことです。私たちはこの問題を、肥料や化学肥料として土壌に栄養分を加えることで克服しました。しかし、畑からの侵食と流出は、湖や小川での藻類の成長など、他の問題を引き起こしています.

しかし、今日、リンの世界に朗報があります。ワシントン大学とパシフィック ノースウェスト国立研究所が率いる研究チームは、ワシントン州西部の手付かずの山からの水流のそばで生育する樹木から採取した微生物によって、土壌に閉じ込められたリンが農作物により利用しやすくなる可能性があることを示しました。 調査結果 Frontiers in Plant Science 誌に 10 月に掲載されました .

これらのバクテリアは「エンドファイト」であり、内部共生生物<として植物の組織内に生息する微生物です。 /強い> .ワシントン大学環境森林科学大学院のシャロン・ドーティ教授は、それらを植物の「プロバイオティクス」と考えています。 Doty の研究室は以前の研究で、微生物が植物の生存を助け、栄養不足の環境でも繁栄できることを示しました。 — そして 汚染物質の浄化を助ける .

この新しい研究で、Doty と共同研究者は、野生のポプラから分離された内生微生物が環境から貴重なリンを解き放ち、植物がリンを利用できなくしていた化学複合体を分解するのに役立つことを発見しました.

「私たちは、植物と微生物の自然なパートナーシップを利用しています」と Doty 氏は言います。 「これは、環境を損なうことなくこの必須栄養素を提供するため、農業を進歩させるツールになる可能性があります。」

Doty の研究科学者である Andrew Sher と UW の学部生である Jackson Hall は、研究室での実験で、微生物がリン酸複合体を溶解できることを実証しました。 Doty の研究室でバクテリアを接種されたポプラは、共同研究者の Tamas Varga に送られました。 、ワシントン州リッチランドにあるパシフィック ノースウェスト国立研究所の環境分子科学研究所の材料科学者。そこで研究者たちは、彼らの研究室や他の米国エネルギー省の国立研究所で高度な画像技術を使用して、微生物によって利用可能にされたリンが植物の根を構成したという明確な証拠を提供しました.

イメージングは​​また、リンが植物内のミネラル複合体に結合することを明らかにしました.植物の内部に生息するエンドファイトは、これらの複合体を再溶解する独自の位置にあり、この必須栄養素の供給を維持する可能性があります.

以前の仕事 Doty の研究室では、エンドファイトが空気から取得した窒素を植物に供給できることを実証しましたが、エンドファイトによって溶解されたリンを植物が使用しているという直接的な証拠は、以前は入手できませんでした。

これらの実験で使用された細菌は、ワシントン州西部のスノコルミー川沿いに生育する野生のポプラの木から採取されました。この自然環境では、ポプラは、自然の生息地でリンなどの栄養素を利用できないにもかかわらず、岩の多い川岸で繁栄することができます.微生物は、これらの木が成長に必要な栄養素を取り込んで使用するのを助けます。

これらの調査結果は、農作物に適用できます。農作物は、土壌に蓄積された未使用の豊富な「レガシー」リンの上にあることがよくあります。 長年の施肥から。微生物は、若い作物の間の土壌に適用したり、種子のコーティングとして適用したりできます。これにより、捕らえられたリンのロックを解除し、植物が成長するために使用できるようになります.肥料の使用を減らし、エンドファイト (Doty と Varga が研究したものなど) を採用することで、より持続可能な食料生産への扉が開かれます。

「これは、簡単にスケールアップして農業で使用できるものです」と Doty 氏は言いました。

UW は、この研究で使用されたエンドファイト株を、エンドファイト微生物のコレクションの商品化に取り組んでいるカリフォルニアに本拠を置く会社 Intrinsyx Bio に既にライセンス供与しています。 Intrinsyx Bio の最高科学責任者である John Freeman は、エンドファイトが促進するリンの取り込みに関する Doty と Varga の研究によって提供された直接的な証拠は、「作物に関する私たちの研究にとって画期的なものです」と述べています。

この研究は、バイロン アンド アリス ロックウッド財団と米国エネルギー省科学局によって資金提供されました。

キャシー ヴォスによる編集と追加を含む、ワシントン大学のプレス リリースの資料


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