液体燻製が植物の健康を守る可能性 ―新たな研究がその仕組みを解説

• 液体燻製は、木材を燃やして発生させた煙を凝縮して作られます。

• 液体燻製は一般的な食品添加物ですが、植物が本来持つ防御機能や、害虫や病気に抵抗する能力を高めることが新たに分かりました。

• これは、農薬の代わりとなる天然の選択肢を提供することで、農家が作物の回復力を高めるのに役立ち、世界の食料安全保障の課題に対する解決策となる可能性があります。

一般的な食品添加物である液体燻製は、植物に有益である可能性があるとの研究結果が出ています。

研究者らが植物の生育する土壌に液体燻製を加えたところ、植物本来の防御機能が高まり、害虫や病気に抵抗する能力が向上することが分かったと、ミズーリ大学研究用原子炉（MURR）の化学学科の研究教授であり、同研究所の研究者でもあるリチャード・フェリエリ氏は述べています。

木材を燃やして発生させた煙を凝縮して作られた液体燻製は、実験室内で、山火事によって生じうる煙の多い状況を再現するために用いられました。

「植物は、差し迫った脅威から身を守ろうとするときに逃げることができません」とフェリエリ氏は述べます。同氏は、大学の学際的植物研究グループの一員でもあります。「そのため、植物が本来成長に充てる貴重な資源を、自己防衛に振り向けるには多くのエネルギーが必要になります。自己防衛。人体と同様に、植物の健康の鍵は、ストレス下で維持管理組織（維管束系）がどれだけ適切に機能し、貴重な資源を各成長部位へ運べるかにあります。ストレス」

本研究では、MURRのサイクロトロンで生成された放射性同位体の炭素11を用いて、煙がヒマワリの維管束系、すなわち炭素、水、微量栄養素を植物全体に運ぶ系にどのような影響を与えるかを追跡しました。フェリエリ氏によると、液体燻製で処理した土壌で育てたヒマワリは、葉がより大きく、厚く、緑色が濃くなり、害虫や病気にかかりにくい様子が見られたということです。

「植物は太陽のエネルギーを利用し、二酸化炭素を固定して糖類を作り、それを維管束系を通じて植物全体に運びます」とフェリエリ氏は述べています。「炭素11を含む二酸化炭素ガスを一般的な栽培品種のヒマワリに与えることで、放射線画像法を用いて糖類の行き先を物理的に可視化することができました。これにより、煙が維管束輸送に与える影響を評価することができました。」

MURRの植物放射性トレーサー研究所には、主に、30年以上前に米国エネルギー省のブルックヘブン国立研究所から、ミズーリ大学へ移設された一連の装置が設置されています。研究所内で、フェリエリ氏は炭素11やMURRで製造された他の放射性同位体を用いて、植物が環境から受けるストレスにどのように反応するかを研究しています。

今後、フェリエリ氏は大豆などの農作物を対象に試験を行うことで、本研究をさらに発展させたいと考えています。同氏によると、大豆はヒマワリと類似した種類の維管束系を持ち、さまざまな病気にもかかりやすいため、既存の研究を自然に発展させることができるとのことです。

「葉枯病は、特定の種類の細菌によって引き起こされる大豆の病気です」とフェリエリ氏は述べています。「これらの細菌は、作物を土に鋤き込んだ後も冬を越すことがあり、翌季の作物が同じ葉枯病に感染しやすくなります。私たちが目指しているのは、液体燻製による土壌処理が、この葉枯病やその他の病原体から植物を守れる可能性があるかどうかを明らかにすることです。」

フェリエリ氏は、同研究所の研究が、農薬の代わりとなる天然の選択肢を提供することで、農家がさまざまな病気に対する作物の回復力を高めるのに役立ち、世界の食料安全保障の課題に対する解決策となる可能性があることを期待しています。同氏によると、このアプローチは最終的に、農家が特定の作物をより多く栽培できるようになる可能性もあるということです。

本研究は、International Journal of Molecular Sciencesに掲載されています。フェリエリ氏は、本研究に貢献した学部生のチームに謝意を表しています。

資金の一部は、エネルギー省およびミズーリ大学の内部資金から提供されました。掲載内容の責任は著者のみにあり、必ずしも資金提供機関の公式見解を示すものではありません。