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[作物学用語集/遺伝資源,品種]
用語一覧
遺伝子中心説
主要食用作物
野生型と栽培型の違い
遺伝的侵食と遺伝資源の枯渇
遺伝資源の重要性,保護
遺伝資源
生物分類学と品種
品種の定義
品種の分化
品種と系統
家系分析
耐病性品種について
耐虫性品種について
品種の環境適応性
品種と環境の交互作用
品種選定について配慮する条件
奨励品種
原種圃,採種圃の管理
種子用の乾燥貯蔵法
種子更新の必要性
遺伝的ぜい弱性
種苗法
新品種の育成や普及
半数体
半わい(矮)性品種
遺伝資源
☆遺伝子中心説
作物の発生の中心地にはその変異が多数蓄積されているとする説.発祥の中心から伝播し他の
地域でも栽培され時間がたつとその地域でも変異が集積してくる.本来の中心を一次中心地,あ
らたに生じた中心を第二次中心地という.起源の中心と代表的な作物は,
1.中・西中国:大豆,大麦,エンバク,ソバ
2.インド(含ビルマ,アッサム):米,綿,ささげ
3.中央アジア:パン小麦,綿,ゴマ
4.中近東:小麦祖先種,二条大麦,ライムギ
5.地中海沿岸:durum, emmer, spelt小麦
6.エチオピア:六条大麦, durum, グレインソルガム
7.メキシコ南部,中米:トウモロコシ,サツマイモ
8.南米特にペルー,ボリビア:ジャガ,タバコ,落花生,トマト
☆主要食用作物
現在栽培されている食用作物の数は世界でも200たらず,日本ではせいぜい40位である.
なかでもエネルギー供給量の多い世界の主要な食用作物は,禾穀類ではコムギ,イネ,トウモ
ロコシ(以上が三大作物),オオムギ,ミレット(キビ,ヒエなど),ソルガム,エンバク,イ
モ類ではジャガイモ,サツマイモ(ヤム),キャッサバ,マメ類ではダイズ,インゲンマメ,
ラッカセイ,ヒヨコマメ,その他ではココヤシ,バナナなど合わせて20たらずである.なお飼
料作物は世界の耕地面積,約14億haの約半分に栽培され家畜を経過することで,サトウキビ
とテンサイは糖作物としてエネルギー供給の重要な部分を担っている.
☆野生型と栽培型の違い
1.脱粒性の有無;2.休眠性の有無;3.成熟期の揃い;4.栽培化に伴う長期の選抜に
よる原始的な品種分化.
☆遺伝的侵食と遺伝資源の枯渇
育種の成果として,広い地域に適応する多収品種が育成され大規模農法とともに普及すると,
従来の農法は生産性が低いとして駆逐され,それらの農法を支えてきた在来種が各地域から失わ
れていった.このような事態を,土壌の侵食になぞらえて遺伝的侵食(genetic erosion)
と呼ぶ.遺伝的侵食が進み遺伝資源が枯渇すると,育種事業で新しい病虫害への抵抗性遺伝子な
どが必要なときに支障をきたす.
☆遺伝資源の重要性,保護
育種では耐病虫性・収量性など有用遺伝子を持つ交配親が必要であるが,遺伝的浸食で遺伝資
源が失われつつある.そのため遺伝資源の収集・保存・評価・利用がなされ,種子の長期保存法,
ウイルス病対策としての組織培養による長期保存法,特性の評価とそのデータベース化などの遺
伝資源の保存とその利用に関研究がなされている.このような遺伝資源は,耐病性などの交配親と
して有効に利用される.
☆遺伝資源 genetic resources
広義には,遺伝的変異に富む生物集団の総称.農学的な意味では,収集されて系統的に保存・維持
されている多数品種の集合,あるいは品種改良事業における育種材料.品種改良にとって重要な材料
・資源である.世界中の在来品種などを広く探索・収集しており,集めたものは長期間保存可能なよ
うに低温貯蔵されている.
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品種
☆生物分類学と品種
種が生物分類の基本単位で,種の学名は属(Genus)と種(species)名の二名法
で表記する.イネは単子葉類下綱穎花類イネ目イネ科イネ(Oryza)属に属し,
Oryza sativa L.と記す.属名は大文字で始め,L.は命名者(この場合はLinneの略)
で,属名と種名はイタリック表記とする.日本型イネとインド型イネは亜種
(subspecies)として区別され,区別して表記するときは,前者が O.sativa L.
subsp. japonica,後者が O.sativa L. subsp. indica である.亜種名もイタリック
表記する.変種(variety)は種の下におかれた階級で,基本種と形質が
学術的な目的に用いられる生物の名称.リンネによる分類を基本としている.先取権を原則
とし,学名を使用することで種を記載する際の安定性や混乱防止を主目的としている.植物
では1930年にその基礎ができた国際植物命名規約に基づいている.
農業的な品種は内容的には変種と同じであるが,分類学では
種分化の見地から変異をとらえるのに対し,作物学では種分化より,むしろ実用性で
品種を位置づけるので,品種の違いを同一種内での変種としては扱わない.
☆品種の定義
同一作物に属すが遺伝的構成が異なり,ある形質,特に農業上重要な形質において他と異な
る集団を品種(variety,またはcultivar)という.従って品種と認められるためには,識別性,
つまりなんらかの特徴的な形質を有した集団で,その集団内の個体は相互に十分類似しており,
集団として他と明確に区別できること,および永続性,つまりその集団の特性が通常の繁殖法
で維持できることが必要である.
☆品種の分化
農業の誕生以来,作物はその起源の地から人類とともに環境条件の異なる場所へと移動して
いったが,新しい環境に適する生態型も同時に分化していった.その分化には当初自然淘汰が
主に働いたのであろうが,よりよいものを得ようとして意識的,または無意識的な選抜も同時
に行われたはずである.このような長年にわたる淘汰や選抜の結果によって初期の品種が分化
した.以後も経験に則った選抜が繰り返され,近代科学の誕生以前に今日の品種の基となる多
くの品種ができていた.日本のイネでは篤農家が雑ぱくな集団から優良個体を積極的に選抜し
た結果,江戸時代既に各地域の土壌や気象条件に適した多くの品種があり,また各々の品種に
適した栽培法が工夫されていた.明治以降,科学的かつ組織的な方法により品種改良が進んだ.
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☆品種と系統
品種改良では数多くの系統(line,strain)を検定して選抜し,各種の評価に最終的に合
格したものが新品種となる.系統は実験中のもの,品種は何らかの公的な認定を得た系統,
あるいは実質的にかなりの規模で栽培がなされているものである.なお品種の条件の一つで
ある「特徴的な形質」を「有用形質」とし,品種たるには単に特徴的な形質を持つのみでは
充分でなく,農業上のなんらかの有用形質を持つことが必要であるとする場合もある.
なお一般的な品種の定義は「同一作物に属すが遺伝的構成が異なり,ある形質において他
と異なる集団」であるので,系統も品種の定義に含まれ,育種用語以外では両者を特に区分
して表記する必要はなく,通常は系統も品種と称してよい(しいて両者を言えば遺伝子型).
☆家系分析 Pedigree analysis
育成品種の家系を解析してそれらがどのような遺伝子源で構成されているのか,あるいは品
種の家系とその品種の性能(収量・品質など)とにどのような関係があるのかといった問題を分
析し,将来の育種計画策定の参考にすること.ただしこの場合,単純な遺伝をする耐病性などの
形質についてでなく,主に収量や品質などの量的な形質について扱う.(家系分析Web).
☆耐病性品種について
作物は多くの種類の病気にかかるが,病害に対する抵抗性の品種間差も大きく,極めて抵抗
性の強い(免疫性)品種もある.しかし耐病性品種が広範囲に栽培されると数年後に罹病する
ようになり,そのため常に新しい品種と交替し続けなければならないことがある.イネのいも
ち病,コムギのさび病にその典型がみられる.これは病原の系統(レース)が変化して,それ
まで抵抗性だった品種を侵すようになるからである.対応策として異なるレースごとの抵抗性
品種を作り(抵抗性以外の形質は同じにしておく),それらを混合した多系品種が試みられて
いる.これは多系品種を栽培して均一な遺伝的組成にならないようにし,変化したレースの急
速な増殖を防ぐことを目的としている.また罹病しても病状があまり進行せず収量には大きな
影響がないものを耐性,または圃場抵抗性といい,この抵抗性は多数の遺伝子によって支配さ
れているので永続性が高い.
☆耐虫性品種について
作物は虫害への抵抗性の品種間差もある.イネでメイチュウ,ウンカ類,ヨコバイ類,ダイ
ズでカメムシ類,ムギ類でヘシアン蝿やアブラムシ類など重要な害虫への抵抗性品種があり,
農薬散布を減少させるため耐虫性品種の育成が試みられている.病害同様新しい害虫のバイオ
タイプの出現により,抵抗性品種だったものが感受性となる問題をかかえている.
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☆品種の環境適応性 adaptability
ある作物を栽培するとき良好な条件下ではもちろん,少々不良な環境でも多収を得られるこ
とが望ましい.このように幅広い環境条件下で安定収量となる品種を適応性が高い品種,ある
いは広域適応性品種といい,日本で広く栽培されているコムギの農林61号やジャガイモの農林
1号,および世界中に広く栽培され緑の革命の原動力となった半矮性コムギがよい例である.
広域適応性は各種の病害虫への抵抗性,気象や土壌条件の変動に対する耐性などを複合した形
質である.適応性には品種間差があるので品種改良上の重要な目標である.そのため,選抜さ
れてきた品種の最終段階の評価として多くの条件(異なる施肥量,裁植密度,作期,場所,年
次など)での収量試験を行い,安定多収をあげるかの検定をする.コシヒカリは,収量性はさ
ておくとしても,食味に関する広域適応性を持つ品種といえよう.
☆品種と環境の交互作用 genotype-environment interaction
環境が異なると品種により反応が違ってくること.例えば,多肥でA,B両品種ともに同じ
だけ増収するとは限らず,Aは施肥反応が良いが,Bは多肥でも収量があまり増加しない場合.
環境条件を変えて品種比較試験を行うということは品種と環境の交互作用を検定していること
である.場所と品種,年次と品種の交互作用は通常大きい.このことは,育成した品種が基準
品種よりも育種試験地では多収であっても,異なる場所,年次ではそうでもない場合があるこ
とを意味しているので,安定多収品種の選抜には数カ所での収量試験を数年にわたって行う必
要がある.統計的には環境1での品種間差と環境2での品種間差が異なる(差の差がある)こと
で,反復付きの品種と環境の2元配置データを分散分析し,その交互作用項の有意性として検
出される.
☆品種選定について配慮する条件
気候風土に適した栽培しやすいもの,病虫害抵抗性をもち(稲;ウンカ類,麦;赤かび病)
できるだけ農薬使用を少なくできる安全性をもって栽培できること,気象災害に耐える(稲;
台風=倒伏抵抗,麦;湿害),高品質(稲;食味,貯蔵性良,麦;製粉,製麺適性の優れるも
の)で付加価値が高く(麦;新規用途の可能性のあるもの)市場価格が高いもの,など.多収
も大切である.さらに稲では直播適性を有するなど,当面の満足だけでない要素も加味する必
要がある.
☆奨励品種 recommended variety
都道府県が管内の栽培に適すと公的に認めた優良品種(主に稲麦大豆について).そのため,
奨励品種決定のための調査が主に農業試験場で行われる.現地試験も行う.奨励品種の原種維持
や採種圃場の審査も公的機関でなされる.この制度の元に多くの優良品種の普及が計られ,わが
国主要作物での生産性や品質向上に多くの寄与をした.主要農作物種子法を法的な根拠とする.
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☆原種圃,採種圃の管理
原種(育成品種の特性を失わないよう維持され,種子増殖の元になる種子)圃(その圃場.
普通は試験場)や採種圃(純正で,その特性がきちんと維持された品種を一般農家に配布する
ために増殖する圃場.圃場や採種された種子は公的機関の検査を受ける)では,異品種の混入
や種子伝染性病害を防止し,発芽力の高い健全な種子生産が必要である.そのため,病害虫防
除を特に念入りに行う,倒伏防止のため施肥を控える,異品種を隣接しない(花粉よけ),前
作を同一品種にするか休閑後とする(前作種子防止),1本植えとし,異株は開花前に除去す
る,収穫機に異品種が残ってないよう,きれいにする等が必要である.
☆種子用の乾燥貯蔵法
稲では,子実水分25%以下で収穫し,水分20%までは40度以下,20%以下は45度以下で通風乾
燥する.麦では,子実水分35%以下で収穫し,水分35%までは40度以下,35%以下は45度以下で
乾燥する.コンバイン収穫では回転数を通常よりおとす.貯蔵は,水分10%程度で健全な種子を
5℃湿度50%の部屋ですると,10年後でも発芽率は低下しない.
大豆では,小規模なら莢のまま30度以下の通風で子実水分13%以下にしてから脱粒する.コンバ
インなら,できれば莢水分40%以下,子実水分18%以下になってから収穫し,子実水分18%以下で
は30度以下,18%以上では25度以下で徐々に乾燥する.湿度50%以下で温度25度以下の部屋で貯蔵
すると1年間発芽力は保たれるが,高温多湿だと発芽力は急速に低下する.長期間貯蔵には,子実水
分10%以下,温度10度以下で湿度50%以下の部屋又は気密容器とする.
休眠打破は稲では予熱50℃7日以内,麦では30〜35℃7日以内またはジベレリン0.05%浸漬など.
☆種子更新の必要性
品種固有の特性をもったものの確保,異品種混入防止,種子伝染性病害防止,高い発芽能力
のものの確保など.
☆遺伝的ぜい弱性 genetic vulnerability
品種の画一化のため,病虫害や気象条件などでの悪条件への耐性がなくなること.例;米国
でF1採種のため同一のT型細胞質雄性不稔をトウモロコシで広範囲に利用していたのが,ご
ま葉枯れ病が大発生し大被害を受けた.コシヒカリ及びその近縁品種が増加していることで,
わが国稲作でも同様な危惧が指摘されている.平成10年産米の全国作付け面積の33.6
%がコシヒカリである.2位以下の品種もコシヒカリと近縁のものが多く,それらの品種のコ
シヒカリとの近縁度を考慮すると,全作付けの約60%がコシヒカリの遺伝的構成を持つ品種
で占められているといえる.
☆種苗法
新品種育成の振興を図るため,植物の育種者の権利保護を目的とする法律.一定期間育成
者に一定の独占的な地位を付与(種苗の販売権の独占)する.UPOV条約(植物新品種保
護国際条約)に基づき設けられており,植物品種の国際的な流通の促進に寄与するものとな
っている.
登録の要件は,
a 重要な形質に係る特性によって,既存の品種と区別できること(区別性).
b 同一の世代において,その特性が十分な均一性を保持していること(均一性).
c 繰り返し増殖させた後においても,特性が安定していること(安定性).
☆新品種の育成や普及
日本では農作物,特にイネやムギ類などの主要な作物の品種改良は国や県などの公的機関
で古くから行われてきた.最近は民間も積極的に参入している.園芸作物は民間での品種改
良が盛んである.品種育成者の権利を守るために種苗法による登録制度がある.また優良種
子の生産や普及を促進するため主要農作物種子法(ここでいう主要農作物とはイネ,コムギ,
オオムギ,ダイズ)が制定されており,都道府県の農業試験場などが管内に適する優良品種
の選定(奨励品種決定調査,現地試験)および優良種子の生産(原々種や原種の生産,採種
圃場の審査)を行っている.新品種の農家への導入や栽培方法の指導は各地域の農業改良普
及センターの農業改良普及員,農協の営農指導員などが行っている.(付記)種子法は廃止
されたが,県等で同様の趣旨の条例を新たに作り,必要な事業を継続している.
☆半数体 haploid
染色体数が半数である細胞または個体.半数体個体は単為生殖,人為的な処理をした花粉による
受粉,多胚現象などで発生する.いくつかの作物で,若い花粉を含む葯の培養や,ある種の植物
の花粉で交配するとその染色体のみが脱落する現象を利用した手法などにより半数体が作成され
ている.半数体の染色体を倍加すると,自殖をくり返すことなしに固定系統(純系)がただちに
得られる.
☆半わい(矮)性品種 semidwarf variety
主にイネやむぎ類で,稈長が70〜90cm程度の品種.今日の普及品種のほとんどはそうである.
旧来の品種は稈長が1m以上,時には1.5mにもなる品種が多かったが,稈長を短くする遺伝子,
例えばイネの十石,コムギの農林10号,オオムギの渦性品種の持つ主動遺伝子の導入,あるい
はいくつかの短稈遺伝子の集積により稈を短くした.耐倒伏性の付与が主目的である.稈は短くし
たが穂長は短くせずに多収をあげる育種がなされた.
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以上