大気圧低温プラズマはイネの植物形質を変化させ、ツマジロクサヨトウの成長と発育に悪影響を及ぼす

プラズマは物質の第4の状態とみなされており、大気圧低温プラズマ（低温プラズマ）は、室温付近で原子、分子、イオン、フリーラジカルの励起種を含む電離気体から構成されるプラズマの一種です。低温プラズマは、気体に高電圧を印加して電離させ、プラズマを形成することによって生成されます。低温プラズマには種子休眠を打破し発芽率を向上させることが確認されていますが、植食性昆虫に対する低温プラズマの可能性を探索した研究はごくわずかしかありません。低温プラズマは植物のシグナル伝達分子を活性化し得る活性酸素・窒素種を産生することを考慮すると、低温プラズマが植食性昆虫に対して特異的な影響を及ぼす可能性は十分に考えられます。これを検証するため、大気を原料ガスとして低温プラズマを生成する大気圧プラズマジェット反応器を用い、イネ（Oryza sativa L.）における広食性鱗翅目害虫であるツマジロクサヨトウ（Fall armyworm: FAW）Spodoptera frugiperda（Lepidoptera: Noctuidae）に対する低温プラズマの有効性を評価しました。アーカンソー州で広く栽培されている2つの品種（JewelおよびDiamond）のイネ種子を低温プラズマで処理し、続いて低温プラズマ活性水（PAW）による灌水を行いました。その後、PAWを一部用いて調製した人工飼料におけるFAWの成長を個別に試験しました。その結果、イネの品種に関わらず、低温プラズマはFAWの摂食、成長、および発育に有意な影響を及ぼすことが示されました。低温プラズマ処理の効果により、未処理対照群と比較してFAWによる食害が減少し、FAWの体重増加量の低下および蛹化期間の延長が認められました。しかし、イネの成長と発育に対する低温プラズマの影響はイネの品種に依存していました。また、低温プラズマ処理はFAWに有害な影響をもたらし、未処理対照群と比較して低温プラズマ処理植物では約25%の死亡率が誘導されました。総合すると、これらの知見は、持続可能な害虫管理のための新たな要素としての低温プラズマの可能性を示す重要な証拠を提供しています。