遺伝子変異をコントロールしたら、トウモロコシの実が一気に増えた。

地球上の人口は、2000年頃は｢60億人｣と言われていたのに、2010年代に入って70億人を突破してしまい、その勢いは止まる気配がありません。これだけ人が増えていくと、その分食べ物の生産量を増やさなければいけません。

そこでコールドスプリングハーバー研究所の生物学者たちが、農産物の収穫量を大幅増加させる手法を編み出しました。彼らが着目したのは、変な形のトウモロコシができる原因になっていた遺伝子変異です。

これまで、トウモロコシの成長に対してブレーキのように働き、穂（実＋軸）が大きくなりすぎるのを防ぐような遺伝経路があるのではないかと考えられてきました。コールドスプリングハーバー研究所は、Nature Geneticsに掲載された新たな論文で、その経路を突き止めたと言っています。さらに彼らは、それを使って収穫量を増やす方法まで作り出したのです。

研究チームは、まずトウモロコシの穂の成長に対するブレーキがないfea3遺伝子の変異を持つ個体を特定しました。その結果、ブレーキがないんだからものすごく巨大なトウモロコシができたのかと思いきや、この変異があるトウモロコシは小さく、穂の形も普通と違うものになっていました。

｢変異のある個体では幹細胞を多く作りすぎ、あまりに多くの種子を作ってしまい、苗全体が光や水分、養分といったリソースを供給できないのです｣論文の主著者、David Jacksonさんがプレスリリースの中で言っています。fea3に変異のある穂では、最初はたくさんの実がつくものの、穂が成長しすぎて自分の重さで苗が倒れてしまいました。結局穂は小さいままになり、実の数も普通より少なくなってしまったのです。

それでも、fea3と実の量の関係がわかったことで、研究チームに新たなアイデアが浮かびました。変異を小さく抑えれば、全体の成長を阻害しない程度に実を増やすことができるのではないかと考えたのです。

そこでJacksonさんたちは、弱いfea3変異を持つトウモロコシを作りだしました。すると、途中で倒れたりせずに穂が成長しきれただけでなく、普通の穂よりかなり大きくなったのです。実の量でいうと、通常より50％も多くなりました。下の画像の右の2本が、この手法で作り出されたトウモロコシの穂です。

変異のあるトウモロコシと通常のトウモロコシの比較。（Image：Jackson Laboratory, CSHL）

この研究から読み取れることは、トウモロコシの収穫が増えるということだけではありません。同じようなブレーキがなくなる変異は他の主要穀物にも見られています。つまり、同じような手法で、穀物全体の収穫量を増やせるかもしれないんです。

ブラジルの農場の衛星写真（Image：NASA’s Earth Observatory）

｢今回の研究用の品種で見られた収穫量増加が農業用のトウモロコシの品種でも起こるなら、収穫量の多大な増加につながります。農業用地の必要性が少なくなり、農業の持続可能性を高めることもできるかもしれません｣米Gizmodoの取材に対し、Jacksonさんはこう語りました。｢同じアプローチが、幅広い作物を育てる新興国の農家にとっても役立つかもしれません。｣

Source:Nature Genetics、CSHL

Ria Misra - Gizmodo US［原文］

（miho）