週刊科学技術講座丨分子育種を巧みに利用したこのトウモロコシは、並外れた栄養価を誇ります！

農産物は生産量の増加から品質の向上へと進むべきであるというのは、長い間世界的なコンセンサスとなってきました。トウモロコシは私の国の三大主食の一つです。中国はトウモロコシの品種改良において目覚ましい成果を上げているが、改良への道はそこで止まるわけではない。トウモロコシにはまだまだ価値と可能性があります。 2002年、中国農業大学の李建生教授はトウモロコシの品質向上に着目した。

李建生教授と彼のチームメンバーは実験分野の奥深くまで踏み込んだ。 14年間の懸命な研究を経て、彼らは「トウモロコシの重要な栄養品質遺伝子の発見と分子育種の応用」という科学研究プロジェクトを完成させました。このプロジェクトは2016年に国家技術発明賞の2等賞を受賞しました。

栄養価の高いトウモロコシの生産

李建生氏のプロジェクトチームは、「並外れた」栄養価を持つトウモロコシを栽培するという当初の意図を堅持している。トウモロコシの粒に含まれるプロビタミン A とビタミン E は、人間の健康や動物の成長と発育に有益な重要な栄養素です。これらの利点を最大限に活かし、おいしくて健康的な食品にするにはどうすればいいのでしょうか?

より栄養価の高いトウモロコシの品種を作り出すために、李建生氏のチームはバイオテクノロジーと伝統的な育種技術を巧みに組み合わせた。研究者らはトウモロコシの穀粒に含まれるプロビタミンAやビタミンEなどの重要な特性に的を絞った研究を行い、高密度分子マーカーを通じてこれらの栄養特性を制御する遺伝子のクローン化に成功した。彼らはこれらの遺伝子の遺伝的メカニズムを深く探究し、新しい機能分子マーカーを開発し、最終的にこれらのマーカーを分子育種に応用しました。

この過程で、研究者らはトウモロコシ粒中のプロビタミンAとビタミンEの含有量と組成に影響を与えるいくつかの遺伝子をクローン化することに成功し、複数の機能分子マーカーを設計しました。これらを伝統的な育種技術と組み合わせることで、プロビタミンAとビタミンEを多く含むトウモロコシの新しい品種をいくつか栽培し、トウモロコシの品質育種への新たな道を切り開きました。

分子育種を利用して高油分トウモロコシを生産

人々の生活におけるコーン油の重要な役割は無視できません。コーン油には不飽和脂肪酸が豊富に含まれています。健康に良い食用油であるだけでなく、高エネルギー飼料の重要な原料でもあります。李建生教授はトウモロコシ油の価値をよく理解しており、チームを率いて技術的優位性を活用し、トウモロコシ油生産特性の探究分野をさらに深めることを決意しました。

李建生教授の研究チームは、全ゲノム関連解析を通じて、総油脂と脂肪酸の組成と比率に影響を与える72個の遺伝子を発見することに成功し、「優れた対立遺伝子の蓄積がトウモロコシ油の含有量増加の重要な遺伝的根拠である」という理論を初めて提唱した。その後、油分含有量や組成に影響を与える優れた対立遺伝子を発見し、6つの機能分子マーカーを開発しました。これらのマーカーを利用することで、わが国で最も広く栽培されているハイブリッドトウモロコシ品種の1つである「鄭丹958」の2つの親に、高油分の優れた対立遺伝子を導入することに成功しました。穀物の収穫量は変化しなかっただけでなく、穀物の油分含有量も 26.5% 増加しました。この成果は、コーン油の分子育種における模範となるものです。

李建生教授とそのチームは、その優れた研究活動を通じて、トウモロコシをより栄養価が高く、より健康的で、よりおいしい高品質の穀物にしました。彼らの努力は我が国の農産物の品質向上の模範となり、農業科学技術の発展に貢献しました。彼らの努力のおかげで、トウモロコシは今後も中国の食卓に豊かな風味と栄養を加え続けるだろう。

著者: Niu Mingze、博士、四川大学

専門家：朱野花、科学技術評論副編集長、清華大学博士

中国科学技術協会科学普及部

新華網

共同制作