カンザス州の植物の土壌微生物による「レガシー効果」の新研究 (New study explores ‘legacy effects’ of soil microbes on plants across Kansas)

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2025-10-30 アメリカ合衆国・カンサス大学 (KU)

カンザス大学の研究チームは、土壌微生物が植物の成長や健康に及ぼす「レガシー効果」を、カンザス州全域を対象に検証した新研究を発表した。過去の土地利用や植生の違いによって形成された土壌微生物群集は、その後に植えられる植物の成長量や栄養状態に長期的な影響を与えることが示された。特に、草地由来の土壌微生物は植物の成長を促進する一方、農地由来の土壌では成長が抑制される傾向が確認された。これらの影響は、現在の環境条件だけでなく、土壌がたどってきた履歴(レガシー)によって左右されることが明らかになった。本成果は、農業生産性の向上や生態系修復、持続可能な土地管理戦略を考える上で重要な知見を提供する。研究は土壌微生物と植物の相互作用を広域スケールで示した点に特徴があり、将来の気候変動下での農業・生態系管理への応用が期待される。

カンザス州の植物の土壌微生物による「レガシー効果」の新研究 (New study explores ‘legacy effects’ of soil microbes on plants across Kansas)
The research team performed genetic analysis on both microbes and plants to better understand on the molecular level how legacy effects might function. Pictured is cross section of a corn root from the study.

<関連情報>

土壌微生物に対する降水レガシー効果は植物の適応的な干ばつ反応を促進する Precipitation legacy effects on soil microbiota facilitate adaptive drought responses in plants

Nichole A. Ginnan,Valéria Custódio,David Gopaulchan,Natalie Ford,Isai Salas-González,Dylan H. Jones,Darren M. Wells,Ângela Moreno,Gabriel Castrillo & Maggie R. Wagner
Nature Microbiology  Published:30 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41564-025-02148-8

Abstract

Drought alters the soil microbiota by selecting for functional traits that preserve fitness in dry conditions. Legacy effects or ecological memory refers to how past stress exposure influences microbiota responses to future environmental challenges. How precipitation legacy effects impact soil microorganisms and plants is unclear, especially in the context of subsequent drought. Here we characterized the metagenomes of six prairie soils spanning a precipitation gradient in Kansas, United States. A microbial precipitation legacy, which persisted over a 5-month-long experimental drought, mitigated the negative physiological effects of acute drought for a native wild grass species, but not for the domesticated crop species maize. RNA sequencing of roots revealed that soil microbiota with a low precipitation legacy altered expression of plant genes that mediate transpiration and intrinsic water-use efficiency during drought. Our results show how historical exposure to water stress alters soil microbiota, with consequences for future drought responses of some plant species.

生物環境工学
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