2種の線虫に関する研究は、気候変動が作物にさらに大きな被害を与えることを示唆している

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14185 (2023) この記事を引用

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食糧安全保障は今世紀最大の課題の一つとなっており、土壌温度が作物の生産性に悪影響を及ぼすため、気候変動によってさらに悪化すると予測されています。 植物寄生線虫は農業生産の最も重要な制限要因の 1 つですが、その生物学における土壌温度の運命は完全には理解されていません。 ここでは、2 つの線虫種 Rotylenchulus reniformis と Meloidogyne floridensis の観点から、生存、生殖、病原性、および病気の重症度に対する土壌温度の影響を紹介します。 2 つの線虫種は、一年生作物および多年生作物に対する重大な脅威を表すために意図的に選択されました。 線虫の生物学を評価するために、直接的および間接的な熱曝露の新しいアプローチを採用しました。 直接熱曝露アッセイには、32、33、および 34 °C の加熱ブロック内の熱水に線虫を 7 時間曝露し、その後 18 時間後の線虫の生存を評価することが含まれていました。 間接暴露アッセイでは、市販のヒートマットを使用して、日中に土壌温度を 7 時間 32、33、および 34 °C に上昇させ、その後 6 週間にわたって線虫の繁殖、病原性、および/または病気の重症度を評価しました。接種。 34 °C の熱水に直接さらした場合、R. レニフォルミスの生存率は 10% 増加しましたが、M. フロリデンシスの生存率は 32 °C の場合と比較して 12% 減少しました。 土壌温度が 32 °C から 34 °C に上昇すると、R. レニフォルミスと M. フロリデンシスの繁殖はそれぞれ 49% と 53% 減少しました。 土壌温度が 33 °C から 34 °C に上昇すると、M. floridensis の繁殖が大幅に減少しましたが、同じ条件は R. reniformis の繁殖に大きな影響を与えず、後者の種が土壌温度の上昇に適応する能力が優れていることを示唆しています。 。 さらに、R. reniformis の病原性は 30 °C に比べて 33 および 34 °C でより大きく、土壌温度が高くなると線虫の攻撃性が増加することを示しています。 土壌温度が 32 °C から 34 °C に上昇すると根バイオマスが増加することから明らかなように、M. フロリデンシスの病原性は減少するようですが、根バイオマスが増加したのは、より高い温度での根かじりの増加に起因する可能性があります。 今回の研究の結果は、気候変動による土壌温度の上昇が線虫の繁殖の減少につながる可能性がある一方で、線虫の毒性の増加により作物の損失が増加する可能性が高いことを示唆している。 今回の研究を通じて、植物寄生線虫の生物学に対する気候変動の定量的影響の実践的な証拠を報告します。 気候変動下での線虫の生態をより深く理解するには、より広範囲の温度と曝露時間を含むさらなる研究が必要です。

植物寄生線虫 (PPN) は、顕微鏡で見ると分節のない偽体腔の線虫であり、国際的に分布しており、必須の病原体として植物を餌とします。 PPN の種は 4,000 種以上報告されており、それらは毎年世界中で約 3,580 億ドルの作物損失の原因となっています1。 PPN のいくつかの種の中で、レニフ線虫 (Rotylenchulus reniformis) は、特に米国において最も経済的に重要な線虫の 1 種であり、この線虫により年間約 16 万 8,000 俵の綿と 200 万ブッシェルの大豆が失われています 2,3。 作物の生育期の初期に土壌 1 立方センチメートル中にわずか 2 匹の R. reniformis が存在するだけで、作物の生育期の終わりまでに経済的な作物の損失を引き起こすのに十分です4。 同様に、新たに出現したモモネコブセンチュウ（Meloidogyne floridensis）も、他の種の Meloidogyne で利用可能な管理オプションがこの線虫に対して効果がないため、米国の樹木作物産業に対する脅威が増大しています5。 これらの線虫の管理は、(i) 宿主植物の抵抗性の欠如、または抵抗性の状態をほとんどまたはまったく考慮せずに高収量品種を好む生産者、(ii) 生殖における重大な変動の存在、および地理的に分離された線虫間の毒性が耐性株の性能低下につながる 6、7、8、9、(iii) 殺線虫剤が線虫に対して季節を通じて防御できない 10、(iv) 環境と人間の健康に対する燻蒸剤の悪影響 7、および(v) 将来、土壌が温暖化した場合、線虫による作物損失と闘うための研究者と政策立案者の連携した取り組みが不足している。