広報活動

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2017年4月4日

理化学研究所
国際農林水産業研究センター
国際熱帯農業センター
筑波大学

干ばつに強いイネの実証栽培に成功

-将来の人口増加による食料不足の解決に向けた一歩-

イネは連作による弊害が少ないため生産性が高く、収穫後は「コメ」だけでなく「もみがら」「ぬか」「わら」などもとれることから、食料だけでなく資源も得られる点でも優れています。このようにメリットが多い稲作ですが、作物全般の天敵といえる「干ばつ」による乾燥には、さすがのイネも敵いません。水田で栽培される「水稲」は特に乾燥に弱く、水稲と比較すると乾燥に強い「陸稲」は低収量と言われています。このため、干ばつなどの劣悪な環境下でも、生産性の高いイネの開発が求められています。

理研は、植物が乾燥耐性を獲得するうえで、ラフィノース属オリゴ糖の基質である「ガラクチノール」が重要な物質であることを、2002年に報告しています。ラフィノースにはビフィズス菌を増やす作用(整腸作用)があり、カロリーオフの甘味料として利用されている、私たちにとって身近な物質です。実際に、ガラクチノール合成酵素遺伝子である「AtGolS2」を過剰発現させたシロイヌナズナは、ガラクチノールを蓄積することで、乾燥条件でも長く生き抜きます。

今回、国際共同研究グループは、シロイヌナズナから単離したAtGolS2を、南米およびアフリカの普及陸稲品種である「Curinga」と「NERICA4」に導入し、干ばつに強い遺伝子組換えイネを開発しました。コロンビアにある国際熱帯農業センターの乾燥圃場で試験を行った結果、開発したイネは原品種と比較して、最大で約70倍という多量のガラクチノールを蓄積することを確認しました。さらに、複数年に渡る圃場試験の結果、30日間を超える無降雨期間という厳しい干ばつ条件下でも、単位面積当たりの収量は最大で157%増加し、高い収量を維持できることを実証しました(図参照)。

今後は、開発したイネを用いてアフリカや南米において大規模な現地栽培試験を行い、干ばつ条件でも安定して2~3割の増収を目指します。また、モデル植物として広く普及しているシロイヌナズナから単離できるAtGolS2の導入は、他の地域の主要イネ品種においても同様の効果が発揮されると期待できます。

イネの原種品とシロイヌナズナの<em>AtGolS2</em>遺伝子導入を導入した系統の比較図

図 イネの原種品とシロイヌナズナのAtGolS2遺伝子導入を導入した系統の比較

理化学研究所
環境資源科学研究センター 機能開発研究グループ
グループディレクター 篠崎 一雄 (しのざき かずお)
研究員 高橋 史憲 (たかはし ふみのり)