温暖化する世界の食糧供給のため、干ばつに強い小麦の探索が進む

植物生物学者のマーカス・サミュエル氏は、10年以上にわたり、作物の気候耐性を向上させる研究に取り組んできました。

彼はカルガリー大学の研究用温室で、最先端の遺伝子編集技術を使って、気温の変動や洪水、霜に耐えられる、より丈夫な植物の品種を育てている。

しかし、彼はキャノーラやエンドウ豆、その他の作物にも取り組んできたが、おそらく彼の仕事の中で最も難しくて刺激的なのは、干ばつに強い小麦の探求だろう。

「これは間違いなく聖杯だ。これは解読するのが最も困難なものの一つだと思う」とサミュエル氏は語った。

サミュエルは、カナダや世界中で干ばつに強い小麦の品種の開発に取り組んでいる多くの科学者の一人にすぎません。

もし実現すれば、農業研究における最大の勝利の一つとなるだろう。

広く栽培されている

連邦公社である国際開発研究センターによると、小麦は最も広く栽培されている穀物で、世界の耕作地全体の17％を占めている。小麦は世界人口の35％の主食であり、世界の食生活において他のどの作物よりも多くのカロリーとタンパク質を供給している。

しかし、小麦はトウモロコシ、米、大豆などの他の主要作物よりも「水を必要とする」植物であり、水不足に対してより脆弱である。ワシントンDCに拠点を置く世界資源研究所は、2040年までに世界の小麦生産のほぼ4分の3が干ばつと気候変動による水供給のストレスにより脅威にさらされると予測している。

マニトバ州ブランドンにあるカナダ農業食品省で干ばつ耐性に関する研究に取り組んでいる小麦育種家のサントシュ・クマール氏は、時間と競争しているように感じることがあると語った。

「2050年までに世界人口が倍増すると予測されており、人々に食料を供給する必要がある」とクマール氏は語った。

「小麦を十分に栽培しなければ、食糧不足になるだろう。」

水分ゼロの環境では小麦は生き残れないが、科学者たちは、より長く深い根などの特定の特性を持つ小麦植物は、水分の少ない環境でも生き残る可能性が高いことを発見した。

伝統的な植物育種法を使用すれば、これらの望ましい特性を持つ植物を分離し、他の選ばれた植物と交配して、より干ばつに強い新しい品種を作り出すことが可能です。

進歩はあった。カナダの農家が現在栽培している小麦は、100年前の小麦よりも丈夫で耐久性がある。しかし、そのプロセスは依然として非常に遅く、何年もの圃場試験を必要としている。

そして、気候変動によりその必要性がさらに高まっているにもかかわらず、真に干ばつに耐性のある小麦は依然として入手困難である。例えばカナダでは、大草原での猛暑と干ばつのため、2021年の小麦総生産量は前年比で約40パーセント減少した。

カナダ統計局によると、昨年は干ばつが再びカナダの小麦生産に打撃を与え、農家の収穫量は2022年よ​​り12パーセント減少した。

科学が未だにこの問題を解決できていない理由の一つは、小麦植物自体の複雑さにあります。小麦ゲノムは巨大で、ヒトゲノムの 5 倍の DNA を含んでいます。より優れた小麦特性を探すことは、より単純な遺伝子プロファイルを持つ作物を扱うことよりもはるかに困難です。

「50ピースのパズルと1万ピースのパズルを解くようなものだ」とクマール氏は語った。

2018年、国際的な科学者らはついに小麦ゲノムの完全なマッピングに成功し、遺伝子研究を用いた最近の進歩につながった画期的な成果となった。その中でも最も劇的なのは、アルゼンチンの科学者らがヒマワリ植物の干ばつ耐性遺伝子を組み込んだ初の遺伝子組み換え小麦を開発したという2020年の発表である。

アルゼンチン産小麦はカナダでは栽培も食用も認可されておらず、世界中の多くの市場では遺伝子組み換え作物に対して依然として敵対的だ。しかし、遺伝子編集は本格的な遺伝子組み換えほど議論の余地がなく、この分野ではカナダの科学者たち、例えばカウンシル大学のサミュエル氏が進歩を遂げている。

本格的な遺伝子組み換えとは異なり、遺伝子編集では異なる種の遺伝物質をつなぎ合わせることはしません。その代わりに、科学者が DNA 配列に小さな、的を絞った変更を加えることを可能にする精密な方法です。

カナダ政府は2021年、遺伝子編集作物に関する規制を緩和し、この技術を使って生産された種子は安全であり、カナダ保健省やカナダ食品検査庁による特別な評価は必要ないと述べた。

業界団体「シーズ・カナダ」のエレン・スパリー会長は、この決定は干ばつに強い小麦の探求を加速させる画期的な出来事だと語った。

しかし彼女は、明日研究室で発見される有望な品種が農家の手に渡るまでには、まだ数年の試験と規制作業が必要だと述べた。

彼女は、だからこそ、気候危機がより大きな被害をもたらす前に農業の聖杯を発見できるよう、科学者たちが研究に必要な公的資金と民間資金をできるだけ早く受け取ることが重要だと付け加えた。

「『それができるのか』という問題ではない。我々が直面している課題に立ち向かうために、どれだけ早くそれができるかという問題だ」とスパリー氏は語った。

このレポートは、Canadian Press によって 2024 年 6 月 2 日に初めて公開されました。

科学者たちは農業の「聖杯」である干ばつ耐性小麦の探求に取り組んでいる