バイオ肥料用途のためのB. amyloliquefaciens CN12の胞子生産を高めるコスト効率の高い植物由来培地

より良い植物用栄養が重要な理由

農家が土壌を傷めずにより多くの作物を育てる方法を模索する中で、植物の生育を助ける生きた微生物であるバイオ肥料への関心が高まっています。本研究は、野菜の生長を促進できる頑健な土壌細菌を調べ、稼働的な実験室化学薬品ではなく日常的な植物素材を用いて安価に培養する方法を示します。本研究は、小規模農家から大規模農場まで支えうる、手頃でより持続可能な肥料への道を示唆しています。

静かな森からの有用微生物

研究者たちはベトナム南東部のタンフー保護林で調査を始めました。そこは比較的手つかずで野生生物が豊かであり、重要なのは微生物相も豊かな点です。森林の土壌と近くの温泉から試料を採取し、乾燥や高温などの厳しい条件でも生き残る耐久性の高い休眠構造である胞子を形成する53株の細菌を分離しました。これらの胞子形成株は、根の成長を促す植物ホルモンIAAの産生能力や、植物の健康や土壌中の栄養利用に関連するいくつかの性質について評価されました。

注目すべき細菌の発見

調査した多数の株の中で、CN12と呼ばれる一株が明確に際立っていました。この株は他より多くのIAAを産生し、植物残渣の分解、土壌中に固定されたリンやカリウムの可用化、鉄へのアクセスを助ける側乗体（シデロフォア）産生といった複数の有用な機能に強い活性を示しました。遺伝子解析によりCN12はBacillus amyloliquefaciensの一種であると同定され、この種は既に植物周辺で安全かつ有用であることが知られています。複数の植物有益性と堅牢な胞子形成能を兼ね備えているため、CN12はバイオ肥料候補として最も有望と判断されました。

台所の作物を微生物工場に変える

CN12を実用製品にするために、チームは高価な実験室培地に頼らず大量の胞子を生産する方法を必要としました。もやし、ジャガイモ、米、トウモロコシ、大豆といった一般的な植物素材から作った簡易スープのような液体培地を試験しました。もやしエキスが最も良好な胞子生産をサポートしたため、これを基本レシピとしました。研究者らはさらに、砂糖分を補うさとうきび糖蜜、窒素源としての尿素、ミネラル補助として硫酸マグネシウム等の低コスト添加物を加えて培地を改良しました。統計的手法で配合を最適化した結果、安価で入手しやすい材料から1ミリリットル当たり数億個の胞子を生産できる混合物に到達しました。

バイオ肥料の実地試験

高密度で低コストの培養液は、実際の植物に効果があることが前提です。そこでチームは成長が早く栄養価の高い葉物野菜であるツルムラサキを用いた鉢栽培実験を行いました。無菌土壌で育苗した苗木に対しCN12胞子懸濁液を処理した群と未処理の群を比較しました。3週間後、処理群は明らかに大きく育ち、茎葉は数倍の高さに達し、地上部は重量が増し、根は太くなっていました。さらに液状胞子製剤を冷蔵保存および室温で1年間保存したところ、特に低温保存で多くの胞子が12か月後も生存しており、製品を製造・保管・輸送しても効果が急速に損なわれにくいことを示唆しました。

将来の肥料にとっての意味

簡潔に言えば、本研究は頑健な森林由来の細菌を台所に近い材料で実用的な植物促進剤に変えられることを示しています。選ばれた株Bacillus amyloliquefaciens CN12は良好に増殖し、耐久性のある胞子を形成し、野菜の生育を有意に改善します。それを低コストの植物由来培地で培養できる点も重要です。さらなる圃場試験と製品開発を経れば、この種のバイオ肥料は化学的投入物への依存を減らし、土壌の健康を保ちながら安定した収量を支える助けとなる可能性があります。

引用: Nguyen, T.N., Ly, T.C., Tran, N. et al. Cost-effective plant-based medium for enhanced spore production of B. amyloliquefaciens CN12 for biofertilizer application. Sci Rep 16, 12276 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42679-6

キーワード: バイオ肥料, 植物成長細菌, Bacillus amyloliquefaciens, 持続可能な農業, 土壌の健康