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根粒菌とは?

こんりゅうきん

根粒菌とは、マメ科植物の根に共生して根粒を形成し、大気中の窒素を植物が利用できる形に固定する土壌細菌のことです。

根粒菌(こんりゅうきん)とは、主にマメ科植物の根に感染共生し、宿主植物の根表面に根粒(こんりゅう)と呼ばれる小さなこぶ状の構造を形成する細菌の総称です。リゾビウム属(Rhizobium)やブラジリゾビウム属(Bradyrhizobium)などが代表的です。

根粒菌の最大特徴は窒素固定能力にあります。大気の約78%を占める窒素ガス(N₂)は、植物が直接利用できない不活性な形態です。根粒菌はニトロゲナーゼという酵素を用いてN₂をアンモニア(NH₃)に変換し、植物が吸収できる窒素化合物として供給します。見返りとして植物は光合成産物(糖類)を根粒菌に提供します。

この共生関係には以下のような重要性があります。

  • 農業における化学窒素肥料の投入量を削減できる
  • 土壌の窒素含量を高め、後作物の生育を助ける
  • エネルギー的に高コストな肥料製造(ハーバー・ボッシュ法)の代替として持続可能農業に貢献
  • マメ科植物(大豆・インゲン・クローバーなど)が比較的やせた土地でも育てられる理由

根粒菌の研究は植物と微生物の相互認識機構の解明にもつながり、現代の農業・生態学・微生物学において重要な研究テーマとなっています。

使い方・例文

大豆畑で収穫後に根を引き抜くと、根にたくさんの小さなこぶ(根粒)がついているのが観察でき、これが根粒菌の共生によって形成されたものです。

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