Systemic protection of rice against African rice gall midge (Orseolia oryzivora) through seed coat treatment with selected botanical extracts

西アフリカの湿潤で水浸しの田んぼでは、米農家たちが静かながらも壊滅的な敵に直面しています。それはアフリカイネナガセイボウです。この小さなハエはイネの葉に卵を産み、孵化した幼虫は植物の中心部へと這い進み、そこで餌を食します。そこで幼虫は、イネに「シルバーシュート」として知られる奇妙な中空の管を形成させます。この保護された殻の中で、幼虫は邪魔されることなく餌を食べ続け、植物が穀物を生産する能力を破壊してしまうのです。これらの害虫は植物の中に非常に効果的に隠れているため、葉に化学薬品を散布してもほとんど効果はありません。毒が隠れた幼虫に決して届かないからです。さらに、そのような化学薬品の大量使用は環境や人間の健康を損ないます。数十年にわたり、科学者たちは、従来の噴霧剤による付随的な被害を与えることなく、害虫が潜む場所にまで到達する方法を見出し、内側からイネを守る方法を模索してきました。

ナイジェリアの研究チームは最近、植物そのものに根ざした解決策を探りました。彼らは、一般的な雑草やハーブのエキスにイネの種子を浸すことで、成長するイネの植物をナガセイボウに対する要塞に変えられるかどうかを調査しました。研究は、昆虫を忌避したり殺したりする天然の化学物質を含んでいることで知られる、これら3つの特定の植物に焦立しました：Ageratum conyzoides（アゲラタム・コニゾイデス）、Chromolaena odorata（クロマレーナ・オドラタ）、そして Ocimum gratissimum（オシムム・グラティッシムム）です。研究者たちは、これらの化学物質がイネの種子に吸収され、植物の成長とともに上昇し、ナガセイボウの幼虫が攻撃する柔らかい成長点に到達できるのではないかと考えました。もし成功すれば、これは農家が一度種子を処理するだけで、植物が芽生えた瞬間から独自の防御システムを携えることを意味します。

これをテストするために、科学者たちはイバダンにある国際熱帯農業研究所の管理された環境下で作業を行いました。彼らは2種類のイネの種子を選びました。一つはナガセイボウに対して中程度の抵抗性を持つ品種であり、もう一つは非常に感受性が高い（弱い）品種です。次に、特定の溶媒を使用して、活性化学物質を引き出すためにこれら3つの植物からエキスを調製しました。そして、非常に希薄なものからかなり濃度の高いものまで、さまざまな強度の液体エキスにイネの種子を浸しました。種子を丸一日浸した後に、それらをポットに植え、スクリーンハウスで育てました。苗が定着したところで、研究者たちは成虫のナガセイボウをケージ内に導入し、実際の畑で起こる状況を模倣して、卵を産み付け、感染を開始させました。

結果は、種子が確かに植物エキスを吸収し、その保護効果を成長する植物へと伝達したことを示しました。数週間後、研究者がイネの植物を調べたところ、処理された種子は損傷したシュートの数が著しく減少していることがわかりました。最も効果的だった処理は、Ageratum conyzoides のエキスでした。中程度の抵抗性を持つイネの品種をこのエキスの20パーセント溶液に浸した場合、感染はゼロでした。損傷したシュートは一つもありませんでした。驚くべきことに、同じエキスを10パーセントというより低い濃度で使用した場合でも、この抵抗性のあるイネの品種を完全に保護することができました。より脆弱なイネの品種に対しては、同じエキスの20パーセント溶液が、完全な保護を実現した唯一の処理でした。他の2つの植物エキスも効果はありましたが、完全に効果を発揮するにはより高い濃度が必要であり、テストされたどのレベルにおいても、脆弱なイネの品種における感染を完全に阻止することはできませんでした。

単に害虫を阻止するだけでなく、この処理はイネの成長も助けました。研究者たちは、植物の高さ、茎の数、および穀物の重さを測定しました。植物性エキスから強い保護を受けたイネの植物は、保護をほとんど受けていない、あるいは全く受けていない植物よりも高く成長し、より多くの茎を出し、より多くの穀物を収穫しました。中程度の抵抗性を持つイネの品種は、すべての測定項目において脆弱な品種を一貫して上回っており、これは、天然の強い植物品種と植物性種子処理を組み合わせることが、強力な相乗的防御を生み出すことを示唆しています。本研究は、これらの特定の植物エキスに種子を浸すことは、ナガセイボウからイネを守るための実行可能で環境に優しい方法であり、隠れた幼虫に長年届かなかった過酷な化学薬品に代わる有望な選択肢であることを結論付けています。