食の研究所

なぜ太くなる? 大根の謎をゲノム解析で明らかに ~白くて太い野菜の多様性に迫る(後篇)

漆原 次郎(フリーランス記者)  2018年12月07日

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三井裕樹(みつい・ゆうき)氏。東京農業大学農学部生物
資源開発学科准教授。博士(人間・環境学)。京都大学大
学院人間・環境学研究科博士課程修了後、東京農業大学
農学部へ。バイオセラピー学科助教、准教授を経て、2018
年4月より現職。専門分野は生物多様性・分類。東京農業
大学が公開しているダイコンゲノムのデータベース
「NODAI Radish genome databese」の構築・運営も担う。

ゲノム3倍化とは、その生物の持っている1種類のゲノムが3倍になること。進化の過程でまれに起きる。これで1個だった遺伝子が、3個あることに。ゲノムをパーツごとに読み取ってつなげていくことで全体解読を目指す研究者にとって厄介なことに、どこにでもつながりそうなパーツが散らばっているわけだ。

だが、シーケンサーも進歩する。より長大にパーツを読めるようになり、パーツの固有性が高まって紛らわしさが減った。ついにダイコンゲノム解読完了に至ったのだ。

根の肥大化を抑える遺伝子に迫る

三井氏らが解読したダイコンゲノムは、作物品種としてシェアの高い「青首系」のもの。モデルの設計図を得られたことで、他の品種との設計図の違いを調べられるようになった。現れている特徴の違いが設計図のどの部分の違いによるものか、つまりどの遺伝子の違いによるものかを突き止めていけば、大根の品種がどう枝分かれし、多様化していったかを具体的に明らかにできる。

三井氏はまず、青首系をモデルに「どのように根が太るのか」「根が太る種と太らない種の違いは何か」を探っていった。

「ダイコンが光合成で得た糖は、葉から根に下りてきますが、その糖をデンプンに変える酵素のひとつが働くことが、根の肥大化と強く関係していると分かりました」

となると、太る・太らないの違いは、糖をデンプンに変える酵素を活性化させる遺伝子が働くかどうかということか・・・。

「ところが、太らない品種でも、同じ酵素が活性化していたのです」

太る・太らないの違いには、どうやら別の仕組みがあるようだ。

「詳細な解明はこれからですが、根の構造に鍵があると考えています。太らない品種では、皮のあたりが分厚くなって、根の肥大化を抑えているようです。また細胞壁が発達して固くなることで、細胞そのものの肥大化も抑えているようです」

今後は、これらの働きを司る遺伝子を突き止めていくことになりそうだ。

「鍵となる遺伝子は複数あると見ています。太る品種と太らない品種を交配すると中ぐらいの太さになりますから。1個の優性(顕性)・劣性(潜性)の遺伝子では太さが決まらないことを示しています」

遅咲きの遺伝子変異を特定、品種改良にも光

「遅咲き」の遺伝子を突き止める研究も、三井氏は進める。

大根は、花を咲かせると、根を太らさない。では、どんな条件で大根が花をつけるかというと、低温をのべ2~3週、経験するというもの。農家にとって深刻なことに、種まき後に低温が続くと、大根がすぐ花を咲かせてしまうのだ。根が太らず作物としての価値がなくなる。

そこで育種家たちは、交配で「遅咲き」品種を開発した。寒さに当たっても花を咲かせない品種が実現したわけだ。

「それを可能にする遺伝子を、明らかにしようと考えました」

ダイコンを含むアブラナ科の植物が花を咲かせる仕組みを巡っては、FLC(Flowering Locus C)という遺伝子の存在が知られている。「花成抑制遺伝子」とも呼ばれ、文字どおり、花が成るのを抑える働きを持つ。低温が続いてこの遺伝子の働きが鈍ると、下流の開花を司る遺伝子が抑制から解かれ、花が咲くのだ。

執筆者プロフィール

漆原 次郎(フリーランス記者) 

1975年生まれ。神奈川県出身。出版社で8年にわたり理工書の編集をしたあと、フリーランス記者に。科学誌や経済誌などに、医学・医療分野を含む科学技術関連の記事を寄稿。日本科学技術ジャーナリスト会議理事。
著書に『日産 驚異の会議』(東洋経済新報社)、『原発と次世代エネルギーの未来がわかる本』(洋泉社)、『模倣品対策の新時代』(発明協会)など。

<記事提供:食の研究所
JBpress、現代ビジネス、ダイヤモンドオンライン、プレジデントオンラインの4つのビジネスサイトが共同運営する「食」の専門ページ。栄養士が勧める身体にいい食べ方、誰でも知っている定番料理の意外な起源、身近な食品の豆知識、食の安全に関する最新情報など硬軟幅広い情報を提供。
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