メンデルのエンドウ豆の形質の遺伝的基盤を解明することで、作物の改良と病害抵抗性が向上し、世界の食糧安全保障に貢献します。
Natureに掲載された最近の研究では、グレゴール・メンデルがエンドウ豆の植物で研究した7つの形質すべての背後にある遺伝的要因がついに特定され、160年前のパズルが完成しました。1860年代のメンデルの実験は、遺伝学の基礎を確立し、形質がどのように受け継がれるかを明らかにしました。彼は種子の形や花の色などの形質に予測可能なパターンを観察しましたが、責任を負う特定の遺伝子は1世紀以上にわたってとらえどころのないままでした。
研究者らは、次世代シーケンシングを用いて、697種類以上のエンドウ豆植物の変異体のDNAを分析しました。約140億ページ分のテキストに相当するこの膨大なデータセットにより、包括的な遺伝子地図を作成することができました。分析の結果、Pisum属内には、これまで知られていたよりも複雑な集団構造が存在することが明らかになりました。
この研究では、種子の形や花の色など、以前に特徴付けられた形質について、新しい対立遺伝子変異体が特定されました。たとえば、白い花の植物で紫色の花を回復できる新しい変異体が見つかりました。研究チームはまた、さやの色、さやの形、花の付き方など、これまで特徴付けられていなかった形質を制御する遺伝子も特定しました。
具体的には、ChlG遺伝子の近くの欠失がクロロフィル合成を阻害し、黄色いさやを引き起こすことを発見しました。MYB遺伝子の近くの変化とCLE-ペプチドをコードする遺伝子の変化は、くびれたさやをもたらしました。CIK様コアセプターキナーゼ遺伝子の欠失は、修飾遺伝子座とともに、茎の端に花が現れることと関連していました。
この詳細な遺伝子地図は、農業的に関連する他の72の形質も明らかにしました。これらには、種子、さや、花、葉、根、植物の構造が含まれます。この豊富な情報は、作物の収量向上、病害抵抗性の強化、環境適応の改善に大きな期待が寄せられています。
メンデルの形質の遺伝的基盤を特定し、新しい遺伝的相互作用を発見することにより、この研究は作物の改良のための貴重なツールを提供します。これにより、より回復力があり生産性の高い作物が生まれ、世界中の農業と食糧安全保障に貢献できます。