21/06/16

トマトの成長を調整することによって、味がおいしくなりました。

品種改良の段階で偶然、長い夏に元気に育つ植物の栽培に成功したのです。

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トマトはおそらくアンデス山脈の地域であるペルーとエクアドルで最初に栽培されました。そこからメキシコまで栽培が広がり、そこで征服者が見つけ、17 世紀にヨーロッパに持ち帰りました

その後何年も経過して、より大きな実を生らし、病気に強く、綺麗なスーパーマーケットに合う形や色のトマトに品種改良されてきました。しかし当初の栽培化においても、農学的に有利な特性が選択されました。新しい地で長い夏の日に耐えることができるよう、植物の概日時計を遅らせました。
我々はトマトの味を考慮せず、生産性を上げるために品種改良を行いました
概日時計はあらゆる生命に存在します。有機体の新陳代謝等の作用を、外的環境、特に 24 時間の明暗サイクルに合わせる役割を果たしています。概日時計は植物の生理と発育を整えることにより、作物の農学的な適合性に影響することで知られており、驚くことに意図的に操作されたことはありません。

多くの場合、植物の時計は特定の場所に適応します。しかし作物については大抵の場合、地理的により広い範囲に育ち、そこでは野生の植物よりも多い地域のバリエーションが存在します。そのため概日時計の変化は、栽培化とその後の品種改良の結果として生じた可能性があります。

この仮説を検証するため、植物研究者の国際的なチームが、栽培トマトの 34 品種、野生原種の 44 品種、そして他のより遠縁の野生植物 24 品種について調査しました。彼らはトマトの24時間周期をフェーズとピリオドの2つの側面から測定しました。

フェーズとは、植物の特定の習性と習性の間のことです。この場合、植物の葉の習性と、日暮れのような外部的基準点との関係性を指します。ピリオドとは、植物の習性のピークの間のことで、完璧な24時間周期の代わりとなるものです。野生の植物と栽培された植物を比べてみると、栽培された植物のフェーズは野生の植物より3時間遅く、ピリオドは、2時間長いものでした。

位相の遅れは、最も早期に栽培化された品種、エクアドルのミニトマトで発見されました。長い期間はその植物がメキシコに移動するまで現れませんでした。

2つの野生種の遺伝子とマネーメイカーという栽培品種を比較してみると、EID1と呼ばれる日周調節上で重要な遺伝子の3つの塩基対の欠如が明らかになりました。この欠失は遺伝子配列が公表されている栽培種すべてに見られ、野生種には見られないことがわかりました。

野生型 EID1 を栽培されたトマトに挿入することでその位相が早まったため、遺伝子が原因のように見えます。さらに、EID1の周辺地域において栽培された植物の遺伝的多様性はとても低いことがわかっていますが、これはより強い特性をもった遺伝子を他の遺伝子の有用性にかかわらず、取捨選択していることを示唆しています。

それはなぜでしょうか?トマトは原産地である赤道付近の地域から中央アメリカ、そして夏の日が長いヨーロッパに移動しました。より遅い時計はその状況に対処するために適応したものであると、研究者たちは示唆しています

同類の野生種よりも遅いことに加え EID1 の欠失がみられる植物は、より背丈が低く、花が咲く時期が遅く、より多くのクロロフィルを含んでいます。クロロフィルの高い含有量は、植物がより長い日照時間(人工的)にさらされたときに特に見られる特性の一つにすぎません。集光性タンパク質におけるこの変化は、作物としての植物のパフォーマンスを強化する可能性があります。

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