東京都立大学などの研究グループは、コムギとトウモロコシの交雑植物の作出に世界で初めて成功した。

 世界の穀物生産の約9割を占めるコムギ、トウモロコシ、イネはいずれもイネ科だが、異なる亜科に属するため交雑が極めて難しく、それぞれが持つ優れた遺伝資源を相互に利用することができていない。

 特にトウモロコシは、高温や乾燥に強く光合成速度も速いC4型光合成植物であり、これらの形質をC3光合成植物であるコムギに導入することは、温暖化や人口増加に伴う食料危機への対応として非常に重要である。

 今回の研究では、顕微授精法を用い、コムギとトウモロコシから単離した卵細胞と精細胞から交雑受精卵を作出し、植物体へと発生・再分化させることで、世界初の交雑不全を乗り越えた雑種(トウモロコシコムギ)の作出に成功した。

 ゲノム解析の結果、トウモロコシコムギは核ゲノムとしてコムギゲノムを、ミトコンドリアゲノムとしてコムギゲノムに加えてトウモロコシゲノムを保持していることが判明した。すなわち、トウモロコシコムギはトウモロコシのミトコンドリアを持つ新しいコムギであることが示された。さらに、導入されたトウモロコシのミトコンドリアは有性生殖を経て次世代にも安定的に伝達されることが確認された。

 この成果により、初めてコムギにC4型光合成植物の遺伝子資源を導入できたことから、トウモロコシコムギはコムギが持たない新たな形質(新奇形質)を獲得している可能性が高いとしている。また、本研究手法はパールミレット、ソルガム、サトウキビなど多くの有用植物にも適応可能なため、新たな優良形質を持つ雑種植物を作出する基盤技術としても活用が期待される。

論文情報:【Journal of Experimental Botany】Inter-subfamily cybrid plants between wheat and maize, Zeawheat: Production via an in vitro fertilization system, genome composition, and photosynthetic type

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