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Jul 09, 2023

在来の根粒菌は接種菌に勝てる

共生窒素固定は、アルファルファと根粒菌の間のビジネス取引のようなものです。 アルファルファは根粒菌を根の結節の中で生きさせ、その間に生成される栄養素を細菌に提供します。

共生窒素固定は、アルファルファと根粒菌の間のビジネス取引のようなものです。 アルファルファは、根粒菌を根の結節の中で生きさせ、光合成中に生成される栄養素を細菌に提供します。 その代わりに、根粒菌は大気中の有機窒素をアルファルファが利用できる無機形態に変換します。

アルファルファと根粒菌は特に良いビジネスパートナーです。 中西部飼料協会の飼料フォーカスの最近号で、ノースダコタ州立大学のバーニー・ゲデス氏は、大豆や乾燥豆などのマメ科植物は、それぞれ必要な窒素の約80％と50％を共生窒素固定によって得ていると述べている。 アルファルファは、このプロセスを通じて窒素需要のほぼすべてを満たすことができます。

そうは言っても、すべての根粒菌が取引の最後を維持できるわけではありません。 ゲデス氏は、天然に存在する根粒菌がアルファルファに窒素を供給する能力には変化があると指摘している。 アルファルファの種子を接種することは、これらの植物と細菌とのより良い関係を促進するのに役立ちますが、市販の接種材料がすでに土壌に存在する天然の根粒菌と競合できない場合があります。

「これは、在来の根粒菌がすでに現地環境での生育によく適応しているためです」とゲデス氏は説明する。 「地元の土壌で入手可能な根粒菌の宝庫の中には、植物遺伝学との相互作用を通じて植えられるアルファルファの特定品種への定着に優れているものもあるかもしれません。」

さらに、アルファルファ植物に関連する根粒菌の種類は時間の経過とともに変化する可能性があります。 「したがって、たとえ接種菌が樹立年に根粒内に侵入したとしても、その後の数年には競争力があり効果の低い根粒菌にすぐに取って代わられる可能性がある」とゲデス氏は付け加えた。

根粒菌の研究

一部の種類の根粒菌が他の種類よりもアルファルファの窒素固定に優れている理由については、明確な答えはありません。 ゲデス氏は、細菌が植物から光合成産物を蓄え、見返りをほとんど与えないことでプロセスを操作している可能性があると示唆している。 特定の分野の在来の根粒菌は、アルファルファ以外のマメ科植物にもよく適応する可能性があります。

「根粒菌のマメ科植物の共生には多くの特異性があるが、たとえばエンドウ豆の根粒菌はアルファルファと根粒を形成できず、またその逆も同様であるが、アルファルファと同じ種類の根粒菌と共生できるマメ科植物は他にもある」とゲデス氏は述べている。 。

これらの仮説は現在、National Alfalfa and Forage Alliance の資金提供による研究で検証されています。 ノースダコタ州全域のアルファルファ林からは、植物の種類や樹齢が異なる 500 種類以上の根粒菌が分離されています。 ゲデス氏によると、この林分は土壌の pH と塩分濃度の範囲も表しており、これらは根の根粒形成を阻害する可能性がある 2 つの土壌特性です。

「植物に窒素を供給する能力と、良好な根粒形成をめぐって在来の根粒菌と競合する能力の両方を示す、高性能の根粒菌をいくつか特定したいと考えています」とゲデス氏は言う。 これらの根粒菌は、接種現場での試験に使用されます。

「このアプローチの将来の実施には、個々の品種または特定の土壌タイプに合わせて根粒菌接種材料を調整することが含まれる可能性があります」とゲデス氏は結論付けています。 「この研究を通じて、これらの各要因がどの根粒菌の最も優れたパフォーマンスにどの程度影響を与えるかについての洞察が得られると期待しています。」