菌根菌と内生菌による産業ヘンプの繊維含量とカンナビノイドの増強

なじみ深い植物にとっての土壌の助っ人が重要な理由

ヘンプはその強靭で用途の広い繊維と、いわゆるカンナビノイドでよく知られています。本研究は、土壌やヘンプの根の内部に暮らす小さな共生者が、繊維品質と有用なカンナビノイドの両方を向上させる一方で合成肥料の必要量を減らせるかを検討します。農家や産業、環境に配慮する読者にとって、本成果は繊維、建築資材、その他の製品向けに需要の高い作物をよりクリーンに栽培する方策を示唆します。

有用でありつつ要求の多い作物としてのヘンプ

ヘンプはマリファナの近縁で、高く伸びる茎には長く丈夫な繊維が詰まっています。これらの繊維は織物、紙、建材、生分解性プラスチックに使われます。ヘンプはまたカンナビジオール（CBD）やテトラヒドロカンナビノール（THC）といったカンナビノイドも産生しますが、工業用ヘンプ品種は通常マリファナよりもこれらの含量がはるかに低いです。他の多くの作物と同様に、ヘンプ生産は高収量を得るために合成肥料に依存することが多く、しかしこれらの投入を大量に行うと、長期的に土壌生物や水質を損なう恐れがあります。したがって著者らは、化学的投入を減らしつつ強い生育と繊維品質を維持できる生物学的助っ人を探しました。

地上と地下の友好的な菌類

研究チームは植物と自然に共生する二つの菌群に着目しました。胞子根菌（樹枝状菌根：arbuscular mycorrhizal fungi）は根の周りや内部に住み、土壌中を伸びる細い菌糸でリンや窒素、カリウムなどの栄養を植物が取り込むのを助けます。内生菌（エンドファイト）は植物組織内に目立った病徴を引き起こさずに静かに存在し、菌株によっては植物ホルモンを生成したり、土壌鉱物から栄養を開放したり、耐ストレス性を向上させたりします。研究者はヘンプや他の宿主から分離した2種の菌根菌と2種の内生菌を選び、まず内生菌がヘンプ葉に病害症状を起こさないことを確認しました。

土壌の共生者を実際に試す

90日間の温室ポット実験で、繊維向け品種（RPF3）のヘンプ挿し木を6つの処理条件で育てました。処理は無菌（微生物未添加かつ肥料なし）、合成肥料のみ、または4種類のうちいずれかの菌で接種（合成肥料は未使用）という構成です。研究者らは植物の高さ、葉面積、茎と皮層繊維の乾物重、根の形質、葉の養分レベルを測定しました。さらに繊維の組成（強度を決めるセルロースなどの成分に着目）を分析し、葉や地上部のCBDとTHCを化学分析で測定しました。根試料は顕微鏡で確認し、菌が植物に定着したかどうかをチェックしました。

生物的支援による生長、繊維、カンナビノイド

どの有益菌を施した植物も、無肥料の対照より良く成長し、茎が高く、葉が大きく、バイオマスが増えました。合成肥料は全体として最も大きな植物を生みましたが、内生菌の一種であるMacrophomina phaseolinaは化学投入なしでほぼ同等の成長を示しました。根系は処理間で概ね似ていましたが、ある菌根菌は根長と表面積を増加させました。産業的に重要なのは、菌類を伴う植物は肥料処理と同等かそれ以上の繊維含量を示し、特に菌根菌Rhizophagus aggregatusが強く高品質な繊維に関連するセルロース豊富な分画を最も多く与えた点です。

自然の共生者と植物化学

菌類の共生はヘンプの化学組成にも影響を与えました。すべての植物は繊維用ヘンプで典型的な低レベルのCBDとTHCを産生しましたが、接種された植物は無肥料対照より高い濃度を示しました。特にR. aggregatusと内生菌Lasiodiplodia theobromaeは、植物材料1グラム当たりのCBDとTHCの増加が最も顕著でした。一方で肥料処理は植物を大きくするため、全体量としては肥料処理の対照群が1株あたりの総カンナビノイド量で最も多くなりました（濃度は中程度）。著者らは、これらの化学的変化は菌類による栄養改善と植物防御経路の微妙な活性化が原因である可能性を示唆しています。

将来のヘンプ圃場にとっての意義

非専門家に向けた要点は、注意深く選ばれた土壌や内生菌が、合成肥料なしでもヘンプの良好な生育、より強い繊維の形成、そしてカンナビノイドの調整を助けうることです。本試験条件下ではこれらの生物学的パートナーがヘンプに害を与えず、場合によっては成長促進で肥料に匹敵しました。温室外での安全性と性能を確認するにはさらなる圃場試験が必要ですが、これらの結果は化学投入だけに頼らない、土壌中の生きた助っ人を活用するより持続可能なヘンプ栽培への道を示しています。

引用: Seemakram, W., Paluka, J., Khota, W. et al. Enhancement of fiber content and cannabinoids of hemp using arbuscular mycorrhizal fungi and endophytic fungi. Sci Rep 16, 15829 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46869-0

キーワード: ヘンプ栽培, 有益な菌類, 菌根, 繊維品質, カンナビノイド