最近Scientific Reportsに掲載された査読済みの研究は、作物への窒素供給の1世紀にわたる方法を変革する可能性のある革新的な技術を明らかにしました。ウィスコンシン大学マディソン校、パデュー大学、ピボット・バイオの科学者が参加したこの共同研究は、遺伝子編集された微生物が大気中の窒素を効果的に固定し、穀物に直接移動させることができるという先駆的な証拠を示している。
この研究では、同位体標識された窒素を利用して、空気からトウモロコシの葉のクロロフィルまでの移動を追跡し、窒素が遺伝子編集された微生物によって固定されたことが確認された。さらに、野外調査では、これらの微生物がエーカーあたり最大 40 ポンドの合成窒素肥料に匹敵する量の窒素を提供し、同様の作物収量を達成できることが実証されました。
この研究には関与していないミシガン州立大学教授のブルーノ・バッソ博士は、予測不可能な天候や土壌条件の変化による作物の窒素レベル管理の複雑さを強調した。この複雑さにより、栄養素の供給と作物の需要を正確に一致させることが困難になることがよくあります。
大気中の窒素をアンモニウムに自然に変換できる細菌の一種であるジアゾトロフスは、生物学的窒素固定 (BNF) として知られるプロセスの中心となっています。しかし、従来の土壌ジアゾ栄養菌は、長期間にわたって高濃度の窒素にさらされると窒素固定能力を失い、これは合成肥料で処理された畑では一般的な状況です。
Pivot Bio の研究者らは、窒素が豊富な環境でも窒素を固定し続ける遺伝子編集微生物を開発することで、この課題を克服しました。 「遺伝子編集により、微生物が周囲の窒素の存在を認識できなくなり、微生物がアンモニウムを固定し続け、作物の根系に直接届けることができるようになります」とピボット・バイオの最高イノベーション責任者であるカルステン・テンメ博士は説明した。
この開発は、農業における窒素効率を高め、合成肥料による環境への影響を軽減するためのピボット バイオの広範な戦略の一環です。野外試験には、現実世界の条件下でのさまざまな同位体実験が含まれており、遺伝子編集された微生物の窒素固定能力が確認されました。さまざまな農場から収集したサンプルによると、従来の窒素肥料を Pivot Bio の PROVEN® 40 に置き換えると、全体の収量に影響を与えることなく、植物の窒素レベルがシーズン初期に増加することがわかりました。
テムメ博士によれば、農家が作物の生産性を犠牲にすることなく合成窒素肥料への依存を減らすことができることを示唆しているため、この研究の意義は重要であるという。この進歩は農家に利益をもたらすだけでなく、環境汚染を軽減し、農業の二酸化炭素排出量を削減する可能性もあります。
