ホーエンハイム大学の実験畑で巨大なトウモロコシの穂が実ります。ホーエンハイム大学の応用遺伝学と植物育種の教授であるアルブレヒト・メルヒンガー氏は、トウモロコシの列を歩き回り、バスケットボールのフープほどの高さにまで伸びているトウモロコシの茎をチェックしている。 「私たちがここで取り組んでいることは、近い将来、世界の飢餓を軽減するのに役立つかもしれません」と科学者は熱心に語ります。メルヒンガー氏は、遺伝子組み換えをしなくても、多くの作物で収量を30～70パーセント増やすことが可能だと考えている。魔法の言葉は雑種強勢です。これは雑種植物をより大きく、より強靭に成長させる自然の効果です。
堕落した親
これはどのように作動しますか？ハイブリッド ブリーダーは、世代を超えて自分たちだけで受粉する品種 (「系統」) を使用します。ブリーダーは、「遺伝子プール」とも呼ばれる、少なくとも 2 つの初期集団からホモ接合性の近交系を開発します。通常、二倍体生物は、肌の色や血液型など、特定の形質をコードする各遺伝子のコピーを 2 つ持っています。遺伝子の両方のコピーが同じ形質を表す場合、それは純粋遺伝またはホモ接合性と呼ばれます。その結果、近親交配により退化した植物が生まれます。成長が遅く、収量も少ないです。しかし、そのような近交系を 2 つ交配すると、驚くべきことが起こります。つまり、種子の収量が少なくとも 25% 多い雑種が作られます。この効果は「ヘテロシス」に基づいています。これは、混血結婚した 2 人の堕落した親が特に強い子孫 (ろくでなし) を生み出す現象に付けられた名前です。科学者たちは、なぜこれが可能なのかを正確に説明することはまだできていない。
しかし、それでもブリーダーがこの現象を悪用するのを止めるわけではありません。 「しばらくの間、個々の雑種強勢遺伝子が存在するという理論がありました」とメルヒンジャーは言う。しかし、このアプローチは行き詰まりであることが判明しました。 「現在、多数の遺伝子が関与していることがわかっています。」全体は複雑な遺伝子ネットワークの相互作用に基づいていますが、これについてはこれまでほとんどわかっていません。遺伝学者は、遺伝子の相互作用をコンサートに例えています。「100 人の音楽家がいるオーケストラがあると仮定します。オーケストラとして感じるものは、個々の音楽家から聞くものとは異なります。」
雑種強勢の知識は決して新しいものではありません。最初のトウモロコシ雑種は 1928 年には米国で市場に登場しました。数年後、干ばつの時期があり、この雑種が通常の種子よりも優れていることが初めて証明されました。ほぼ 90 年を経て、なぜ雑種育種が大復活を祝っているのでしょうか? 「ゲノム研究の進歩により、これが可能になった」とメルヒンジャー氏は確信している。人間の DNA の研究には大金が費やされていますが、人間の DNA は植物の DNA と基本的には変わりません。新しいマーカー、遺伝子チップ、コンピューター モデルは、植物育種家に役立つツールを提供するようになりました。
最良のものを選択する
なぜなら、正のヘテローシス効果は自動的には起こらないからです。 「新しい雑種を開発するために、種苗会社は親ごとに 10,000 の近交系を作成します」とメルヒンガー氏は言います。数学的には、1 億通りの異なるハイブリッドが想像できます。しかし、もちろん、栽培してテストできるのはそのうちのほんの一部だけです。 「ゲノム分析を使用すると、親系統の遺伝物質に基づいて最良の特性を持つ雑種を選別し、それらを標的を絞った方法で繁殖させることができます」と研究者は報告しています。彼は将来について非常に楽観的です。「財政的には、すぐに近交系のゲノムを解読して、1億種すべての雑種を予測できる状態になるでしょう。」 ■
ドミニク・ロシュ著
素晴らしいトマト
トマトの収量は最大 60% 増加しますか?ニューヨーク州のコールド・スプリング・ハーバー研究所とエルサレムのヘブライ大学の科学者らは、雑種強勢効果を利用して、このような効率的なトマトのつるを育種した。彼らは、成長欠陥のある突然変異体（育種家が通常廃棄するもの）と通常のトマトを特別に交配し、トマトの中で最も強いものを選別した。混合品種。新しいターボトマトはより多くの花と実を生み、温暖な気候のイスラエルと同じように暑くて寒いニューヨークでもよく育ちます。 JR
