プロジェクト発表区分「環境」サクラを救え！～不定根法と小さな生き物たち～愛知県立稲沢高等学校１はじめに木曽川堤サクラとは昭和２年に国の名勝及び天然記念物に指定された愛知県一宮市から江南市まで約９ km にわたり木曽川堤防上に植栽された 1800 本ものサクラ並木である。しかし近年，サクラの老齢化や堤防の補強工事により，一時は 400 本まで減少した。私たち稲沢高校環境デザイン科は，愛知県下で古くから造園・植木の学習をしている学科として世界に多くの担い手を輩出している。その実績・図１木曽川堤サクラ（ 2010 年）経験を基に私たちは，愛知県教育委員会文化財保護室と協力し樹木を守る活動を 2008 年（平成 20 年）より開始した。２研究経過（平成 20～ 24 年度） (1) 不定根法の実施私たちが行っている樹勢回復方法は，不定根法である。不定根法とは幹から新たな根を発根させ，それを地中まで誘導し，より多くの栄養を地中から吸収させる方法である。活動開始時は４本だった施術対象樹木も，本校の活動が認められ年々本数を増やし現在では 10 本を扱うまでになっている。施術した全てのサクラは，翌年より不定根を発生させることに成功しており，現在既に不定根が地中へ到達しているものもある。図２不定根法（弘前公園） (2) ナラタケなど病原菌による施術対象樹木の衰弱・伐採主なサクラの病原菌は，ナラタケ，ナラタケモドキ，カワラダケといったキノコ類の菌糸によるものである。いずれも衰弱した樹木がかかり，いずれは枯死に至る。活動３年目の秋，施術対象樹木の 1 本が不定根を発生していたのにもかかわらず，ナラタケ病に侵され他の木にまん延しないように伐採を余儀なくされた。他の木曽川堤サクラにもこれらの菌が潜んでいる可能性はある。そのため伐採の悲劇を繰り返さないよう早期樹勢回復と病原菌への耐性をつける研究をする必要がある。図３ナラタケ菌 (3) 糸状菌の分離・同定平成 22 年度に， 21 年の施術対象樹木より糸状菌を発見した。その対象樹木の不定根は他の根と比べ格段に太く，また昨年度の測定でも直径が２ cm になるほど成長していた。この菌糸を採取し，分離・同定を名古屋大学に依頼し，高大連携事業として共同研究をはじめた。数種類を単離し塩基配列を解読した結果，有益な菌と判断された菌の名称は「トリコデルマ」という菌であった。 (4) トリコデルマ菌の特性たいじ対峙実験 PDA 培地上で，トリコデルマ菌は灰色カビ病菌，サクラの病原菌であるナラタケ菌・ナラタケモドたいじキ菌・カワラダケ菌との対峙実験で病原菌を食い図４不定根周りの菌糸止め捕食することができた。この結果からこのサクラから分離されたトリコデルマ菌を用いて，木曽川堤サクラを病気から守ることができると確信した。対峙実験灰色カビ病図５トリコデルマ菌と灰色カビ病菌図６たいじトリコデルマ菌とサクラの病原菌たいじの対峙実験との対峙実験 (5) トリコデルマ菌のもう１つの特性 (植物臨床実験）発見樹木の不定根が太かった現象から，植物の生育を促進することができるのではないかと仮説を立て，各植物臨床実験を試みた。トリコデルマ菌を混ぜた用土と何も混入していない用土にそれぞれ植物を植替え，経過を観察し生重量と乾燥重量をそれぞれ計測した。使用した植物はヤマザクラ，ワイルドストロベリー，ハツカダイコン，ニンジン，コマツナである。実験のコンセプトはトリコデルマ菌による植物の成長量の違いとトリコデルマ菌が作用する部位の検証である。菌接種区無接種区４ヶ月後図７ワイルドストロベリー菌接種実験における生体重の違い図８ワイルドストロベリー菌接種実験における４ヶ月後の様子アトリコデルマ菌による成長量の違いワイルドストロベリーの結果は，無接種区に比べ，地上部の生重量は 1.7 倍，地下部の生重量は 1.4 倍，地上部の乾燥重量は 3.4 倍，地下部の乾燥重量は 1.3 倍となった。ヤマザクラの結果は，無接種区に比べ，地上部の生重量は 2.5 倍，地下部の生重量は 2.3 倍，地上部の乾燥重量は 2.6 倍，地下部の乾燥重量は 2.7 倍となった。この結果から，トリコデルマ菌を接種した土壌のほうが植物の成長が明らかに良かった。サクラ菌接種実験５株平均無接種地上部生（ｇ）５７．１０地下部生（ｇ）４１．８３地上部乾燥（ｇ）２２．４２地下部乾燥（ｇ）１８．０６菌接種１４７．２８９８．９３６０．５０４８．８３５株平均（ｇ）２．５倍２．３倍２．６倍２．７倍図９ヤマザクラ菌接種実験図 10 における生体重の違いイヤマザクラ菌接種実験における７ヶ月後の様子トリコデルマ菌が作用する部位の検証トリコデルマ菌が定着し植物成長を促進する部位が根，葉など，どの特定部位であるかを検証した。使用した植物は，結果が早く出る物を選び，根菜類であるハツカダイコン，ニンジン，葉菜類であるコマツナを実験材料とした。用土は，土壌中の雑菌等によりトリコデルマ菌の効果が検証できにくいため，オートクレーブによる土壌滅菌消毒をした。培養土＋腐葉土をオートクレーブで滅菌消毒したものとコントロールとして普通の滅菌していないものを使用した。播種後３０日播種後３８日・無滅菌・菌× ・無滅菌・菌○ ・滅菌・菌× ・滅菌・菌○ 図 11 ハツカダイコンの結果図 12 コマツナの実験結果ハツカダイコンの結果において，滅菌土壌の菌接種区と無接種区の差は無接種区に比べ，根の断面積は 1.4 倍，根の生重量は 1.2 倍，根の乾燥重量は 1.4 倍となった。コマツナの結果において，菌接種区と無接種区の差は無接種区に比べ，葉の生重量は 1.2 倍，葉の乾燥重量は 1.2 倍となった。ニンジンの結果において，菌接種区と無接種区の差は無接種区に比べ，根の生重量は 1.3 倍，葉の生重量は 1.4 倍となった。滅菌していない通常の土壌に図 13 ニンジンの結果おいてもそれぞれ菌接種の方が成長量は大きかった。以上の結果より，トリコデルマ菌が植物の特定的部位ではなく植物全体における成長の促進に役立っていることが証明できた。また，土壌を滅菌消毒しトリコデルマ菌単体での定着を図ることでより成長の促進作用が見込まれると確信した。植物臨床実験より，トリコデルマ菌の成長促進機構としてトリコデルマ菌が他の雑菌等を除去し，植物自体が本来雑菌等へ行う抵抗エネルギーを成長エネルギーとして使用できることで植物の成長が促進的に行われるという仮説が立てられる。しかし，この仮説を証明するには今後詳細な実験が必要である。 (6) トリコデルマ菌の活用と普及活動さまざまな形で臨床実験を行い，トリコデルマ菌により病原菌を除去すること，また，植物の成長を促進的に作用することが検証された。このことにより，この菌を農業生物資源研究所ジーンバンクに登録し，また，近隣農家や民間企業への使用依頼を積極的に行い，トリコデルマ菌を使った植物再生プロジェクトとしてアピールしている。近隣の教育機関，イベント会場での普及啓発活動や学会での発表，各種メディアに取り上げてもらいより広く知ってもらうよう活動を進めている。また、武田科学技術振興財団より研究の可能性を認図 14 造園学会で研究成果の発表めていただき「高等学校理科教育振興奨励」を受賞した。また，本来のプロジェクトである木曽川堤サクラへの菌投与を行い，早期樹勢回復を目指す。３取組の成果 (1) 不定根法を実施した対象樹木はいずれも不定根を発生させ，ナラタケ菌に侵され伐採を余儀なくされた樹木以外は順調に樹勢を回復している。 (2) 木曽川堤サクラから分離された糸状菌はトリコデルマ菌と同定され，大学などの研究機関との共同研究において有用性を立証できた。 (3) トリコデルマ菌を普及するために農業生物資源研究所ジーンバンクに菌種登録し，日本肥料 (株 )と共同開発をすることが決定した。 (4) トリコデルマ菌の特性を生かし地域活性化の足がかりとして，近隣農家や民間企業へ協力の依頼ができた。 (5) 木曽川堤サクラのさらなる樹勢回復のため，今年度秋，トリコデルマ菌を投与する許可４が下りた。今後の取組 (1) 木曽川堤サクラの樹勢回復の継続継続的な不定根法の実践とトリコデルマ菌による樹勢促進措置や病原菌除去を行う。 (2) 製品化への取組本校が分離・同定したトリコデルマ菌を生物資材として商品化する。 (3) 樹木の四大生産地である地元産業の活性化より多くの近隣農家へ普及を進め，地域全体で生産量を向上させる。