トウモロコシの内生性Beauveria bassiana：寄主の遺伝子型、菌株の由来、接種方法および時間が定着とオオナガシンクイガの影響に及ぼす作用

なぜ農家と食料安全保障に重要なのか

アフリカをはじめ世界各地で、オオナガシンクイガはトウモロコシの主要な害虫として知られており、葉や穂を食い荒らして主食作物を脅かしています。化学農薬は費用がかかり、幼虫が植物内部に隠れるためにしばしば効果を欠きます。本研究はまったく異なる戦略を検討します。自然に存在する糸状菌Beauveria bassianaを、トウモロコシの内部で増殖して害虫を徐々に弱らせる“生きたボディーガード”に変えるというものです。

植物内部に住む菌

研究者らは、既に昆虫に感染することで知られる3系統のBeauveria bassianaを用い、それを“内生菌”──植物組織内に無害に共存する微生物──として振る舞わせることを試みました。糸状菌は、伝統的な在来品種2種と改良品種2系統の計4品種のトウモロコシに導入され、若い苗に菌懸濁液を噴霧する方法と種子を被覆する方法という2つの接種法が使われました。その後、菌が葉、茎、根に定着したかどうかを、培地での分離法とDNAを用いる検査の両方で確認しました。1週間以内に、処理したすべての植物で内部定着が観察され、糸状菌が作物に目立った損傷を与えることなくトウモロコシ内を系統的に移動できることが示されました。

植物品種と時間が菌の成功を左右する

定着は一様ではありませんでした。昆虫由来の系統であるBb115は特に植内拡散に優れ、しばしば最初の週に全組織に達しました。特にKokoli Daneriのような伝統的な在来品種は、改良品種よりもより強く、より確実な定着を支える傾向がありました。時間の経過とともに、葉や茎からの菌の回収率は一般に低下する一方、根はより安定した生息場所として残りました。導入方法も重要で、葉部への噴霧は地上部を迅速に被覆したのに対し、種子被覆は根を優先的に定着させ、在来品種で最も効果的でした。統計解析は、トウモロコシの遺伝子型、菌株の由来、接種方法、処理後の時間が複雑に相互作用して、菌の存在場所と持続期間を決定することを示しました。

内部の菌が害虫に与える影響

これがオオナガシンクイガにとって何を意味するかを評価するため、研究チームは最も性能の良い組合せを選び、定着した植物と非定着の植物の葉を幼虫に与えました。害虫は菌と直接接触することはなく、菌を含む植物組織を摂食しました。定着したトウモロコシを食べた幼虫は成長が遅れ、ほぼすべての発育段階で個体重量が軽いという結果になりました。蛹は小さく短くなり、成虫に到達する個体数も減少しました。羽化した成虫も生産性が低く、雌は産卵塊数が大幅に減少し、雄雌ともに羽化率が低下しました。これらの影響は劇的というよりは中程度でしたが、ライフサイクルを通じて蓄積し、とくに在来品種と菌の組合せで顕著でした。

植物自身の性質が依然重要な理由

本研究はまた、トウモロコシが受動的な相手ではないことを強調します。在来品種は組織内により多様な在来菌群集を抱えており、その中には他の微生物と競合したり抑制したりすることが知られているものもあります。この在来微生物相がBeauveria bassianaの定着と持続に影響を与えた可能性が高いと考えられます。同時に、高収量を目指す改良品種への育種は、昆虫に対する植物の誘導防御を弱める方向に働いていることが多いです。結果は、適切なトウモロコシ遺伝資源と相性の良い菌株、さらに適切な接種方法を組み合わせることで、作物側に有利に状況を傾けられることを示唆しています。

より穏やかな害虫管理への一歩

簡潔に言えば、著者らはトウモロコシを“ワクチン接種”して友好的な糸状菌を内生させることで、オオナガシンクイガの生存率や成長、繁殖を静かに低下させることが可能であることを示しました。これは単独での決定打ではありませんが、農薬が高価だったり効力を失いつつある地域では、統合的害虫管理の重要な一要素になり得ます。地域に適応したトウモロコシ品種に合わせて菌株を選び、適用方法や時期を調整することで、より持続可能で生物学に基づく形で生産量を守る手助けになるでしょう。

引用: Tossou, T.H., Dannon, E.A., Schleker, A.S.S. et al. Endophytic Beauveria bassiana in maize: influence of genotype, fungal source, inoculation methods, and time on colonization and fitness of Fall armyworm. Sci Rep 16, 9840 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44290-1

キーワード: オオナガシンクイガ, トウモロコシ, Beauveria bassiana, 内生性菌類, 生物的防除