シンガポールの研究者らは、先端技術を活用する都市型農業の生産者が、化学肥料を減らしながらより多くの作物を生産する方法を研究しています。
研究者らは、一般的なアジア野菜の植物と土壌中の遺伝物質から微生物を分析しました。その際、メタゲノミクスと呼ばれる手法を用いました。
スーパーコンピューターを使ってデータを収集した結果、栄養を供給し、生育を促進し、病原体を抑制することで野菜に恩恵をもたらす可能性のある微生物を発見しました。
研究チームは今後、この研究を発展させ、作物生産を持続可能な形で改善し、食料安全保障を強化し得る微生物の培養を目指します。
新たな研究により、一般的なアジア野菜とともに生育する微生物が約300種特定されました。
野菜をよく育てるには、日光と水を与えるだけでは不十分です。健やかな生育を助ける微生物の共同体全体が必要です。
この発見は、先端技術を活用する都市型農業の生産者が、化学肥料を減らしてより多くの作物を生産できるよう支援するための第一歩です。
現在、この研究分野で知られていることは限られており、その大半は実験に用いられる標準的な植物種から得られた知見で、野菜は対象ではありません。この空白を埋めるため、シンガポール国立大学の研究チームは、シンガポールの商業都市型農場と協力しました。
研究チームは土壌サンプルに加え、アジアで一般的な3種類の野菜、チョイサム、カイラン、バヤム（別名、中国菜心、中国ブロッコリー／中国ケール、および中国ホウレンソウ）の苗と成熟した株を採取しました。分析のため、土壌中と植物上の微生物およびその遺伝物質を抽出しました。
「緑葉野菜は栄養価が高く、人の健康を促進することで知られる生理活性化合物を豊富に含んでいます」と、研究を率いた生物科学部の准教授、サンジャイ・スワラップ氏は述べています。
「これらの葉物野菜は栽培期間が短く、さまざまな農業形態に適しています。この食品群を研究の重点対象とすることで、食料と栄養の安全保障に取り組み、食料生産の量と質の両面に応えることができます。」
研究者らは、メタゲノミクスと呼ばれる手法を用いてサンプル中の遺伝物質の配列を解読しました。この手法では、微生物を種ごとに分離して培養することなく、計算手法によって遺伝物質の多様性や特徴を分析します。これにより、より短時間かつ少ない労力で、微生物群集の全体像を把握できました。
スーパーコンピューターを使い、研究者らは細菌を約300種と、古細菌として知られる単細胞の細菌に似た生物群を特定しました。データから、微生物は栄養を供給し、生育を促進し、病原体を抑制することで、野菜に恩恵をもたらす可能性があることが分かりました。4年間にわたる研究の成果は、学術誌Scientific Dataに掲載されています。
「新型コロナウイルス感染症のパンデミックによって、食料サプライチェーンが悪影響を受ける様子を目の当たりにしました。そのため、食料のレジリエンスと安全保障を強化するには、改革に向けた緊急の行動が必要です。この研究を通じて、非常に持続可能な方法で地域の生産を増やす革新的な解決策の構築に向けた第一歩を踏み出しています」と、現地でのサンプリングと実験室での作業を主導したチームのシニアマネージャー、パヴァガディ・シュルティ氏は述べています。
研究を発展させ、チームは作物生産の向上に最適な微生物株を特定するため、詳細な研究を行う予定です。また、この研究成果が、微生物による作物の生育促進の仕組みを解明し、微生物を培養する新たな方法を見つけるためのさらなる研究につながることも期待しています。
研究フェローのアディティヤ・バンドラ氏が、本研究の計算作業を主導しました。
