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横浜市立大学木原生物学研究所 清水健太郎客員教授（チューリッヒ大学 進化生物?環境学研究所長?教授兼任）および京都大学農学研究科 那須田周平教授、国際農林水産業研究センター岸井正浩主任研究員らの研究グループは、高精度のゲノム情報と最新の解析手法を用いて在来品種^＊１を中心とするアジアのコムギ交配系统の黄さび病抵抗性（図１）を解析し、特にヒマラヤ山脉南侧の地域の在来品种のゲノムに黄さび病抵抗性を司る领域があることを解明しました。この発见により、栽培品种にはない遗伝的多様性を持つアジアの在来品种の有用性が示されました。本研究で得られた知见を育种に応用することで、気候変动下においても病害に强いコムギの作出が可能となり、食料の安定供给に贡献できるものと期待されます。

本研究成果は、国際科学誌「Theoretical and Applied Genetics誌」に掲載されました（日本時間2025年６月５日14時）。

现在の世界の食料安全保障の键は、コムギが握っていると言っても过言ではありません。现に、ウクライナ?ロシア产のコムギの输出入制限によって食粮难が起きています。また、これまでグローバル化とともに黄さび病などコムギの収量の减少を引き起こす感染症のエピデミックが繰り返し起こってきましたが、近年は気候変动によりエピデミック（世界的ではないが地域を越えた大规模な病害発生）がより加速しています。これらの理由から食料安定供给につながる、病害に强いコムギの育种が待たれています。

横浜市立大学?木原生物学研究所の创始者である木原均博士によるコムギのゲノム研究以来、日本のコムギ研究は伝统的に世界をリードしてきました。特に、木原博士に师事した中尾佐助博士ら日本のコムギ研究者が収集したアジア各国のコムギ在来品种が京都大学で维持されてきました。こうした在来品种は、各地域で长年にわたり农民が育ててきた品种であり、さまざまな环境耐性や病原菌抵抗性を持っています。しかし、近代农业の普及により急速に失われつつあるため、现在となっては新たな収集が困难な、贵重な生物多様性の遗伝资源です。なかでもアジアの在来品种は独自の遗伝的多様性を持つがゆえに潜在的に有用な资源と认识されながらも、これまで育种への応用が遅れていました。

本研究では、ネパール、パキスタン、中国、日本の25の在来?近代品種を用いて世界のコムギ生産に大きな打撃を与えている黄さび病への抵抗性の遺伝的基盤を研究しました。この研究を可能にしたのが、国際コムギ10+ゲノムプロジェクトの一環として2020年に横浜市立大学のJST CRESTプロジェクトを中心にして解読された日本を代表するコムギ品種農林61号の高精度のゲノム情報と、京都大学において新田みゆき研究員らによって上記25品種から作出されたNAM集団^＊２と呼ばれる交配系统です。

チューリッヒ大学のKatharina Jung博士課程学生（当時）や秋山玲子CREST研究員（当時）は、まず上記25品種のうち事前調査でさび病抵抗性を示した14品種から作出された1,060の交配系統を、コムギ育種の世界的拠点であるメキシコのCIMMYTとスイスの圃場で各２年にわたり栽培し、黄さび病抵抗性を評価しました。そして京都大学等との共同研究によりこれら交配系統のゲノム情報を収集しました。その上で黄さび病抵抗性データとゲノム情報を京都大学のJilu Nie博士課程学生（当時）らによって開発されたコンセンサスマッピング^＊３の手法と农林61号の高精度のゲノム情报を用いて解析しました。

解析の结果、ネパールやパキスタンなどヒマラヤ山脉の南侧地域の在来品种のゲノム上に新规と考えられる黄さび病抵抗性をもつ领域（遗伝子座^＊４）があることが明らかになりました（図２）。ヒマラヤ南侧地域は黄さび病病原菌の起源地であると考えられており、病原菌の遗伝的多様性が高いことが知られています。このことから、この地域の在来品种は长年にわたり多様な黄さび病病原菌にさらされてきたために、コムギの病原抵抗性が进化していた可能性が示唆されます。さらに、日本の在来品种である延冈坊主小麦にも黄さび病抵抗性遗伝子座が见つかりました。これらの结果より、日本を含むアジアの在来品种の有用性が示されました。

本研究は、木原均博士以来の半世纪以上にわたる日本のコムギの基础研究によってもたらされたアジアの遗伝资源を活かし、现代のグローバル化と気候変动化における课题であるコムギ黄さび病への対策の糸口を见出しました。これまで育种に利用されてきた病原抵抗性遗伝子では、短期间で耐性株が出现したために有効性が失われることが多くありました。一方、今回発见された黄さび病抵抗性遗伝子座は、ヒマラヤ山脉南侧などの広い地域の品种に分布していることなどから、持続的に抵抗性を発挥できる可能性があります。本研究の成果を育种に応用することで食料安全保障への贡献が期待されます。

本研究は、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業JPMJCR16O3（CREST「環境変動に対する植物の頑健性の解明と応用に向けた基盤技術の創出」）、JSPS科研费22H05179（学術変革領域「植物の挑戦的な繁殖適応戦略を駆動する両性花とその可塑性を支えるゲノム動態」）、22K21352（国際先導研究「植物生殖の鍵分子ネットワーク」）、21H05366, 22H02316、ナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）?コムギ、日本医療研究開発機構ゲノム情報整備等プログラム、チューリッヒ大学グローバル戦略?パートナーシップ基金などの支援を受けて実施されました。

タイトル： Unveiling yellow rust resistance in the near-Himalayan region: Insights from a nested association mapping study
著者： Katharina Jung, Reiko Akiyama, Jilu Nie, Miyuki Nitta, Naoto-Benjamin Hamaya, Naeela Qureshi, Sridhar Bhavani, Thomas Wicker, Beat Keller, Masahiro Kishii, Shuhei Nasuda, Kentaro K. Shimizu
掲載雑誌： Theoretical and Applied Genetics
顿翱滨：

*1 在来品種：各地で主に伝統農法によって維持されてきた、系統育種を経ていない品種。地域の環境条件や問題によく適応しており、地域特有の特徴を持つことが多い。現代品種と比べると収量性の面では及ばない部分もあるが、一方で現代品種には無い有用形質を保持している場合も多い。系統育種はイネやムギなどの栽培品種作出に多く利用されている方法で、病害抵抗性や高収量など望ましい形質をもつ系統を交配してその第二世代以降の種子を個体別に採取し個体毎に小系統を作っていく過程で優秀な小系統を選抜するというもの。
*2 NAM集団：Nested Association Mapping集団の略。ある特定の系統の個体を複数の系統それぞれの個体と交雑させ、自己の花粉と胚珠の交配で種子を残す自殖によって繁殖させて得た後代からなる系統群。複数の有用な遺伝的領域を特定しやすいという特長がある。
*3 コンセンサスマッピング：異なる個体のゲノムについて、共通して見られる配列パターンをまとめ、ゲノムを構成する遺伝子地図や物理地図などを作製すること。
*4 遺伝子座：ゲノム上の特定の場所にある遺伝子の位置。

横浜市立大学　広报担当
mail:koho@yokohama-cu.ac.jp