トリコデルマと土壌微生物群の相乗的相互作用により、植物の鉄利用能と生育が改善される

近年、根圏微生物がアルカリ土壌での植物の鉄の利用性を高める、という研究が増えてきている。これはその一例である。


トリコデルマと土壌微生物群の相乗的相互作用により、植物の鉄利用能と生育が改善される

Synergic interactions between Trichoderma and the soil microbiomes improve plant iron availability and growth

YadongShao, Shaohua Gu, Haiying Peng1, Lisheng Zhang, Sidong Li, Roeland L. Berendsen, Tianjie Yang , Zhong Wei, Yangchun Xu & Qirong Shen
　　
npj Biofilms and Microbiomes| (2025) 11:56
　　
要旨
鉄の生物学的利用能は、特に石灰質土壌では制限されることが多い。Trichoderma harzianumは、石灰質土壌における植物の鉄吸収と生育を強力に改善する。しかし、T. harzianumが石灰質土壌で鉄を動員するメカニズムについてはほとんど知られていない。ここでは、モデル菌株T. harzianum NJAU4742と合成微生物群集（SynCom）を用いて、石灰質土壌における植物の鉄栄養強化におけるT. harzianumの有効性が土壌マイクロバイオームに依存することを示した。T. harzianumNJAU4742の存在下では、SynComの鉄固定化機能の向上が観察された。同時に、T. harzianum NJAU4742は、SynComの鉄固定化能力を向上させた。最後に、Chryseobacterium populiが鉄動員の重要な促進因子として同定され、その相乗的なコロニー形成がこのプロセスをさらに促進した。本研究により、T. harzianum NJAU4742を介した土壌微生物群の再構築が、植物の鉄栄養を改善する極めて重要なメカニズムが明らかになった。
　　
　　
図1｜石灰質土壌におけるT. harzianum NJAU742と根圏マイクロバイオームが植物の鉄蓄積と鉄利用性に及ぼす相乗効果。石灰質土壌におけるT. harzianum NJAU742と根圏マイクロバイオームの相互作用が、植物の生長（A）、植物の鉄蓄積（B）、および根圏の利用可能鉄分（C）に及ぼす影響。実験フロー概略図。ポット実験における異なる接種処理での、トマト植物バイオマス（E）に対するトリコデルマおよびSynComの効果、植物における総鉄蓄積量（F）、および根圏土壌の利用可能鉄含有量（G）に対するトリコデルマおよびSynComの効果。マイクロコズム実験における接種処理の違いによる土壌中の利用可能鉄含量の変化（H）。接種処理には、T. harzianum JAU4742単独（T）、SynComalone（SynCom）、T. harzianum NJAU4742とSynComの組み合わせ（T+SynCom）を用いた。パネルB〜Eのバーは、6つの独立した生物学的複製に基づく平均±標準偏差（s.d.）を示す（バーの上に灰色の点で示す）。各棒の上の異なる小文字は、分散分析（ANOVA）とTukey's HSD検定（P<0.05）に基づく有意差を示す。
　　
図2｜マイクロタイタープレートを用いた鉄制限条件下でのシンコムの鉄動員に対するトリコデルマ濾液の効果。マイクロタイタープレート実験におけるトリコデルマ鉄制限濾液の鉄動員能への影響（A）。トリコデルマ鉄制限濾液がSynComのシデロフォア産生（B）およびpH（C）に及ぼす影響。マイクロタイタープレート実験における異なる接種処理下での18種類の有機酸の主成分分析（PCA）(D)。実線はSynComとTf+SynComの間に有意差があることを示している。SynComのシュウ酸(E)とα-ケトグルタル酸(F)に対するトリコデルマ鉄制限濾液の影響。本研究で用いた接種処理には、Tf、SynCom、Tf+SynComが含まれる。
各棒の上の異なる小文字は、分散分析（ANOVA）とTukey's HSD検定（P< 0.05）に基づく有意差を表す。

図1

図2