スロベニア国立生物学研究所（NIB）の研究者たちは、国際的なパートナーと協力し、ジャガイモの包括的なゲノム代謝モデルであるpotato-GEMを開発しました。この画期的なツールは、病害虫や気候変動に対する抵抗力を持つジャガイモ品種の開発を支援し、作物の収量向上を目指しています。
ジャガイモは世界で最も重要な作物の一つですが、ウイルス感染やコロラドポテトビートルなどの害虫による攻撃を受けやすく、収量の最大80％が失われることがあります。このような状況は、食料安全保障を確保するために、作物の回復力と品質を向上させる必要性を浮き彫りにしています。研究者たちは、成長と防御の間のトレードオフを理解するために、このゲノム規模の代謝モデルを使用しました。植物がストレスにさらされると、防御化合物の生産に必要な代謝資源を節約するために成長を遅らせる傾向がありますが、急速な成長は病害虫への脆弱性を高める可能性があります。
この研究は、ポツダム大学、エアランゲン大学、マックス・プランク植物分子生理学研究所、そしてリュブリャナ国立生物学研究所の研究者たちが共同で行いました。彼らの発見は、米国科学アカデミー紀要に掲載されました。このモデルは、ジャガイモの二次代謝全体を網羅しており、成長と防御プロセスの相互作用を包括的に分析することを可能にします。これにより、将来の育種戦略に情報を提供し、ストレス耐性、収量、品質が向上したジャガイモ品種の開発に貢献することが期待されています。
NIBのヤン・ジメック博士は、「この広範な代謝再構築であるpotato-GEMは、この重要な作物の二次代謝全体をカバーしています。この数学モデルは、成長と防御プロセスの相互作用を包括的に分析することを可能にし、さらなる開発と応用のための優れたプラットフォームを提供します」と述べています。また、NIBの研究グループリーダーであるクリスティーナ・グルーデン博士は、「植物のストレス応答の分子メカニズムを深く理解することで、育種戦略を改善し、ストレス耐性、収量、品質が向上したジャガイモ品種を開発するのに役立ちます」と付け加えています。
このpotato-GEMモデルは、ジャガイモの成長と防御のトレードオフを理解するための貴重なリソースであり、将来の作物育種に大きな影響を与える可能性があります。この研究は、食料安全保障という差し迫った課題に対処するための科学的アプローチの重要性を示しています。コロラドポテトビートルによる年間最大80％の収量損失という事実は、このモデルがもたらす潜在的な利益を強調しています。この技術は、他の主要作物にも応用できる可能性があり、持続可能な農業と食料安全保障の未来に貢献することが期待されています。