トウモロコシの「再野生化」で根の機能の変化を解明(Rewilding corn reveals what its roots forgot)

2026-01-22 アリゾナ大学

University of Arizonaの研究チームは、トウモロコシを野生祖先型に近づける「リワイルディング(rewilding)」実験を通じて、現代品種が進化の過程で失った根の機能を明らかにした。農業の集約化と品種改良により、トウモロコシは地上部の収量向上を優先する一方、根と土壌微生物との相互作用能力を弱めてきた。本研究では、野生型の遺伝的特性を部分的に回復させた系統を用い、根が分泌する化学物質や微生物共生の違いを解析。その結果、野生型に近い根は有益な土壌微生物を引き寄せ、栄養吸収や環境ストレス耐性を高めることが示された。これらの知見は、化学肥料への依存を減らし、持続可能な農業を実現する新たな作物改良戦略につながる可能性を示している。

<関連情報>

失われたもの、そして発見されたもの:農業の持続可能性を再構築するマイクロバイオーム関連表現型の再発見 Lost and found: Rediscovering microbiome-associated phenotypes that reshape agricultural sustainability

Alonso Favela, Angela D. Kent, Connor N. Sible, Sherry Flint-Garcia, […] , and Martin O. Bohn

Science Advances  Published:1 Jan 2026

DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aed3360

トウモロコシの「再野生化」で根の機能の変化を解明(Rewilding corn reveals what its roots forgot)

Abstract

Modern agriculture faces an urgent need to improve nutrient use efficiency while reducing environmental impacts. Here, we show that ancestral traits controlling rhizosphere microbiome functions can be reintroduced into elite maize through targeted teosinte introgressions. Using near-isogenic lines, we mapped microbiome-associated phenotypes (MAPs) derived from teosinte that suppress nitrification and denitrification—key microbial processes contributing to nitrogen loss. These introgressions altered root exudate chemistry, resulting in distinct microbial assemblies and enhanced nitrogen retention. We identified candidate loci and exudate metabolites responsible for suppressive activity and demonstrated their functional effects in vitro. These findings reveal a genetic and biochemical basis for rewilding microbiome-mediated ecosystem services in crops, offering a scalable path toward sustainable nutrient management in global agriculture.

1202農芸化学
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