植物と人

変化する世界のためのスマート作物: イタリアの植物科学コミュニティからの新たな洞察

Michela Osnato ２０２０年１１月１２日所要時間

夏休みが明け、イタリア農業遺伝学会は、イタリアの踵に位置する美しい都市、晴天に恵まれたバーリで第66回年次大会を祝った。「未来に栄養を与える気候変動に配慮した植物」についてもっと知りたいですか? カンファレンス後のこのブログ投稿をお見逃しなく。

https://www.botany.one/smart-crops-for-a-changing-world-novel-insights-from-the-italian-plant-science-community/

海洋都市バーリは、何世紀にもわたって西と東の間の貿易の中心地として機能してきました。プーリア州の賑やかな首都は今日でも、活気に満ちた都市として文化間の架け橋を築き続けています。大学コミュニティ世界中の著名な大学と協力協定を結び、農業科学を含む幅広い研究分野でグローバルパートナーシップを築いてきました。今年はバーリ大学が「未来に栄養を与える気候変動に配慮した植物」、Societá Italiana di Genetica Agraria の年次会議 (SIGA）には、イタリアの研究センターで働く作物科学者と国際機関のトップ専門家が集まりました。

地中海食の基本食材が危険にさらされている

歴史的遺産に加えて、プーリアはその驚くべき美食の伝統でも有名で、シリアル、トマト、ブドウ、オリーブなどの地中海食に欠かせない食材の主要生産地です。それにもかかわらず、新たな害虫（例、 Xylellaのfastidiosa）は、熱波や干ばつの影響の増大とともに、信じられないほど多様な植物産物を脅かしています（図1）。したがって、イタリアのブーツの日当たりの良いかかとは、農業生物多様性の現在および将来の課題について話すのに最適な場所のように見えます。

**図 1. プーリア地方の典型的な食べ物。** 左、バーリ・ヴェッキアのストリートマーケットで売られている新鮮な野菜。そう、出入り口にあるオレキエッテのパスタ。女性たちは伝統的にこの自家製の特別なタイプのパスタを手で作ります。写真提供：MO.

SIGA 議会のハイライト: 気候スマートプラントに向けて

300月初旬、イタリアの機関から4人以上の植物科学者が、著名な研究センターからの国際的な講演者とともに、作物科学に関する進行中の研究を発表するXNUMX日間のイベントに参加した。参加者はまた、より持続可能な農業のための新しい発見の応用についても議論します。

組織内での挨拶の後、科学的なセッションはOMICSと幅広い分野に及びました。マルチオミクス気候変動に配慮した作物の入手を容易にするアプローチと最先端の技術。植物科学者は現在、革新的な方法を採用して、植物遺伝資源気候変動に対する回復力を高め、食料の品質を向上させることを目的とした繁殖プログラムに参加しています。例えば、遺伝的変異は、主要穀物（例：小麦、大麦、米、トウモロコシ）だけでなく、野菜（例：ニンジン、トマト、レタス、ナス）。

興味深いことに、いくつかの講演では、もともと単純な言語で開発されたテクニックの使用も強調されていました。モデル種ブドウ、リンゴ、モモなどの果樹作物の複雑なゲノムを分析します。食料のほかに、セッションでは、特に南ヨーロッパで生育する森林樹木（例: アカマツ, オウシュウクロマツ).

50 を超える優れた口頭発表の中から XNUMX つを選ぶのは不可能ですが、「2022 年に出版された最優秀論文に対する SIGA 賞"。

議会の注目：リサと”太陽の下で幸せ" オオムギ

リサ・ロタスペルティ ミラノ大学生物科学部で博士号を取得し、そこで生物の光合成性能を研究しました。大麦 (ホルデウム尋常性） – おいしい料理、カフェインのない飲み物、ビールを作るために使用される主要な穀物（もちろん）。

研究論文に発表され 環境・実験植物学、リサと同僚は、「淡い緑色」のオオムギ品種を特定し、特徴付けました。この突然変異体は、 太陽の下で幸せ 1 (hus1) 強い光の強さの下でもよく成長するため、クロロフィル標準的な「フルグリーン」品種と比較して。それにもかかわらず、夫1 圃場試験において、光合成効率の向上と良好な農業成績（バイオマス蓄積、穀物収量など）を示しています。

興味深いことに、「淡い緑色」であることは、異なる植物種が日光や栄養素を求めて競合する野生環境では有害ですが、同じ種 (または同じ遺伝子型) の個体が最適な密度と条件で生育する耕作地では有益です。

リサは現在、同じ研究室で博士研究員として働いており、複雑な農業生態系における淡緑色の作物の利用を研究しています (図2).

**図 2. リサと彼女の作品。** 左、SIGA 会議で作品を発表するリサ・ロタスペルティ。右、イタリアの成熟した大麦畑。 MO と Canva による写真。

光合成色素が減少した品種の採用は、より持続可能な農業に向けた有望な戦略を表しています。実際、淡緑色の穀物は、水、肥料、農薬の投入量を減らして、より高密度で栽培できるため、栽培面積を増やさずに種子生産量を増やすことができます。

また、淡緑色の作物は光をより深く浸透させやすく、植物の根元にある葉に太陽光が届きやすくなります。さらに、これらの品種はアルベドの増加を示し、その結果、入射太陽放射の反射が増加します。まとめると、これらの特徴により、淡い緑色の作物は、 農業太陽光発電 両面ソーラーパネルを使用したアプリケーション。

議会の注目: セッセンとテフの繁殖力

セッセンダニエル・ヨハネス ピサのサンタンナ高等研究大学院植物研究センターで修士論文を執筆し、そこでゲノミクス、気候、農業および農民の特性データを統合して、植物の繁殖の可能性を明らかにすることに取り組みました。テフ (エラグロスティステフ).

テフはアフリカの角原産の穀物で、湿潤な低地から亜湿潤な高地まで、様々な環境で小規模農家によって広く栽培されています。主食としての重要性にもかかわらず、その育種の可能性はほとんど研究されておらず、十分に活用されていません。テフは、倒伏、種子の飛散、非常に小さい種子など、限られた栽培努力に関連するいくつかの不利な特性を抱えており、大規模栽培を困難にし、収穫量を制限しています。テフ（別名： 孤児作物 彼らは一般に科学界から「放棄」されているため、 – 育種や作物改良プログラムに利用できる未開発の多様性を保持しています。

セッセンとその仲間たち（図3）エチオピアのテフの多様性パネルの徹底的な参加型特性評価（遺伝的、表現型、生物気候レベルで）を実施し、報告書で報告した。研究論文に発表され eLife.

**図 3. セッセンと彼女の作品。** 左、セッセン・ダニエル・ヨハネスのプロプロフィール。右、エチオピアにあるテフ（世界で最も小さな穀物を生産する食用作物）の畑。写真: Sessen Daniel Iohanness 氏のご厚意による。

著者らは、遺伝的多様性は主に環境勾配によって左右されることを発見し、局所的な適応の存在を示唆している。また、ゲノムワイド関連研究 (GWAS) を使用することで、農業成績、気候への適応、農家の好みを制御する重要な遺伝子座を特定し、新しい遺伝子改良プログラムへの道を切り開きました。セッセン氏は次のように説明した。 学際的かつ参加型のアプローチ が成功の鍵でした。研究チームには、エチオピアの多様性パネルの評価に気候科学者、遺伝学者、作物科学者、地元の農民（女性 15 名、男性 20 名）が参加しました。

セッセンは現在、博士号取得を目指しています。名門で コールドスプリングハーバーラボラトリーそこで彼女は、進化遺伝学と発生生物学の接点でトウモロコシの生殖成長を支配するメカニズムを理解するために研究しています。