アーバスキュラー菌根–南オーストラリア州

キーポイント

• アーバスキュラー菌根（AM）は、一般的に植物の根と特殊な土壌真菌との間の有益な関連（共生）である。
• 高AMの植民地化は、良好な土壌と作物の健康を示しています。
• AM会合は、リン（P）および亜鉛（Zn）の取り込みのための支配的な経路であり得るが、他の栄養素にとっても重要である。
• キャノーラのようなルピナスとアブラナを除くほぼすべての作物植物がAM連想を形成することができます。
• AM植物のない期間が長い作物配列（ルパン、キャノーラ、ロングファローズ）は、以下の宿主作物の栄養摂取と収量を減少させることができます。

背景

アーバスキュラー菌根（AM）は、一般的に植物の根と特殊な土壌真菌との間の有益な関連（共生）である。 チャンスは、任意の特定の土壌中のすべてのAM真菌がそこに栽培されているすべての植物を植民地化することができるようになるということです。 いくつかの植物だけがAM共生を形成しません。 これらには、キャノーラおよび他のアブラナ科（キャベツ科）、ルピナス（他のすべての作物および牧草豆類はAMである）、ビートおよびホウレンソウが含まれ、そうでなければ事実上すべての作物種がこれらの関連を形成する。 これは常に認識されていないが、高AM植民地化は、良好な土壌の健康の重要な指標です。

共生は栄養素の交換に基づいています：真菌は宿主の根の栄養素を取る能力を高め、植物は真菌に糖を提供します。 重要なことに、AM菌は土壌や根の内部で成長し、その細かい糸（菌糸）が土壌の細孔に伸びて枝分かれし（図1）、宿主植物が栄養分を抽出できる土壌の量を増 これらの糸はまた植物からの植物に共生を広げ、土の構造を安定させるために機能する。

AM共生の利点

実験では、植物がAM共生から得る栄養素の取り込み、成長または収量の利点の変化が示されています。 これにより、オーストラリアの作付システムにおけるAMの重要性についての見解が混在している。 AMに対する応答の大きさは、植物種、ならびに土壌栄養の利用可能性および肥料の用途に依存する。 大きな利益を示す種は、根系や短い根毛が発達していない可能性があり、AMでない限り適切に成長することができないものもあります。 これらの植物は真菌パートナーから「余分なP」を受け取るので、AM真菌の集団を増やすための管理は価値があり、肥料の節約につながる可能性があります。

図1:AM真菌構造を示す染色された小麦の根（青）。

非常に広範な根系と長い根毛を持つ穀物のような植物は、栄養素を取る高い自然能力を持っており、AM真菌は何の利益ももたらさないと信じられて しかし、南オーストラリア州の土壌に関する新しい研究では、小麦または大麦が成長または収量の利益をほとんどまたはまったく示さない場合であっても、AM真菌が植物Pの大部分を供給することができることが示されています(図2)。 これは、植物と真菌のパートナー間の微妙な対話が、栄養摂取タスクをどのように共有するかを決定することを意味します（Smith and Smith2010）。

図２：Ａ ｍ真菌を介してコムギ植物に送達されたＰの割合は、Ｃｕｎｇｅｎａ、Ｅｙｒｅ Ｐｅｎｓｉｎｌａ、ＳＡからの土壌にＰ（２ ０ｍｇ／ｋｇの土壌）を添加することによって有意に影響されなかった（Ｌｉ ｅ ｔ ａ ｌ． 2006). SAGITからの資金調達。

AM真菌の生存と管理

AM真菌は糖のために植物に完全に依存しているため、植物の根を植民地化できない限り成長することはできません。 作物の間では、土壌中で胞子（図3）、土壌中の細かい糸（菌糸）、および死んだ根の断片の中で生き残り、新しい植物が成長すると感染単位として作用します。 感染ユニットは、かなり高いオーストラリアの温度でも、冷たいカナダの土壌でも、乾燥している土壌でよく生き残ります。 土壌が再調整されると、季節の休憩時のように、感染ユニットは発芽し、新しい植物の根を探して植民地化し、糖を得る。

図3:土壌から抽出されたAM真菌の胞子。 最大のものはピンヘッドのサイズです。

AM共生を形成する植物も発芽すると、AM真菌は根に定着し、植物パートナーに栄養を提供し、次のサイクルのためにこれらの有益な真菌集団を構築する。 植物が存在しないか、または菌根を形成することができない場合、真菌集団は減少し、したがって次の潜在的な宿主作物に利益をもたらさない（図4）。 この知識は、AM真菌集団を改善することができる実践の基礎を形成する。

図4: 土壌中のAM真菌胞子密度は、穀物中のAM植民地化の発達に顕著な影響を与えた（John Baonの結果）。

土が湿っているときは裸の休耕を避けてください。 クイーンズランド州の長い裸の休耕の後に貧弱な成長と不十分なPまたはZnの取り込みを示した多くの作物（例えば、綿、トウモロコシ、ピジョンピア、ヒマワリ）は、AM真菌によって適切に植民地化されていなかった。 同じ問題は、非菌根作物（キャベツ、キャノーラ、ルパン）の成長に続いて発生する可能性があります。 AM共生を形成する回転作物および牧草地は、土壌感染性を維持する（Seymour2009）。 いくつかの雑草は、休耕期間中に生存可能な真菌集団を維持するのを助けるかもしれない。

最小耕作は、それ以外の場合は植物間の橋を形成する微細な真菌糸への損傷を最小限に抑えるため、菌根の集団と共生の機能にとって有益です。

栽培者は、AM真菌接種物を適用することが経済的に可能であるかどうかを尋ねるかもしれないが、オーストラリアでの商業的利用可能性は現在限られている。 品質保証手順は、病原体がＡ Ｍ接種物中に存在しないこと、および接種が作物の高いコロニー形成をもたらすことを確実にする必要がある。 大規模な投資が行われる前に、異なる土壌タイプの潜在的な作物宿主との小規模試験が推奨され、接種が適用される前に専門家の助言を求め、農場の土壌中のAM真菌密度を知ることが最善である-AM真菌が少数である場合にのみ、接種から利益を得ることが期待される。

さらなる読書と参考文献

Li H-Y,Smith S E,Holloway R E,Zhu Y-G and Smith F A(2006)アーバスキュラー菌根菌は、正の成長応答がない場合でも、リン固定土壌で栽培された小麦によるリンの取り込みに寄与する,New Phytologist,172:536-543.

Seymour N(2009)菌根とそのP栄養への影響,Australian Grain,July August,p23-24.

Smith SE and Smith FA(2010)’作物リン栄養におけるアーバスキュラー菌根菌（AMF）の役割:
の必要性はアイデアを変えた”、エア半島農業システム要約2010。 pp125–127。

著者：サリー-スミス、マリア-マンジャレス、アンドリュー-スミス（アデレード大学）。