多年生テオシンテ(Zea perennis)は、イネ科に属する希少な多年生草本種であり、現代のトウモロコシ(Zea mays)に最も近い野生種です。世界で最も重要な主食作物の一つである有名な一年生の近縁種とは異なり、Zea perennis は播き直しを必要とせずに季節ごとに生存し再生する多年生植物です。
• ゼア属において唯一知られている多年生種です
• 野生のテオシンテイネと栽培化されたトウモロコシとの間の生きたつながりを表しています
• トウモロコシの育種プログラムに多年生の形質をもたらす可能性があり、科学的に極めて関心が高い種です
• トウモロコシ(Zea mays)は、約 9,000 年前にメキシコ南部において、一年生テオシンテである Zea mays subsp. parviglumis から栽培化されました
• ハリスコ州アマティトラン町の近くにある標高約 1,400~1,600 メートルの小さな地域で発見されています
• 自然生育地は、熱帯落葉樹林内にある湿気があり半日陰の斜面です
• 本種は 1942 年にリーヴスとマンゲルスドルフによって初めて科学的に記載されました
• ゼア属において最も希少な種のひとつであり、地理的分布範囲が極めて限られています
• すべてのテオシンテ種はメソアメリカ原産であり、そこがゼア属の起源および多様性の中心地です
成長様式:
• 多年生であり、分けつによって密な株(タスロック)を形成します
• 草丈は 1.5~3 メートルに達します
• 通常は単茎である一年生テオシンテとは異なり、基部から複数の分けつを生じます
葉:
• ゼア属に典型的な、長く幅広の葉身を持ちます(幅約 5~10 cm、長さ最大 60 cm)
• 葉は鮮やかな緑色で、目立つ主脈(中肋)を持ちます
• 葉縁はやや粗く(ざらつきがあり)なります
花序:
• 雌雄同株であり、同じ個体に雄花と雌花を別々に付けます
• 雄花(ひげ)は、広がる枝を持つ円錐花序として頂部に付きます
• 雌花(穂)は、短い側枝の葉腋に付きます
• 雌花序は小型で、テオシンテに特徴的な硬い杯状の苞(はいじょうのほう)を持ち、各穀粒は石質の果殻に包まれています
根系:
• 多年生での再生能力を持つひげ根を持ちます
• 一年生のゼア属種とは異なり、根組織を一年中生きたまま維持します
染色体:
• 四倍体(2n = 40)であり、二倍体である一年生テオシンテやトウモロコシ(2n = 20)とは異なります
• その多年生という性質は、多倍体であるゲノムと関連しています
• 適度な湿気のある半日陰の斜面を好みます
• 雨季と乾季がはっきりと区別される地域で生育します
• 多年生であるため、根系にエネルギーを蓄えて乾季を生き延び、雨季の再来とともに再生することができます
• 極めて限られた分布域のため、生息環境の攪乱に対して非常に脆弱です
• イネ科の草本に典型的であるように、風媒花(風によって受粉します)です
• 種子(穎果)は、主に重力によって、そしておそらく小型動物によっても散布されます
• 自然分布域が極めて限定されているため、絶滅危惧種に分類されています
• 農地拡大、放牧、森林伐採による生息地の喪失が主な脅威です
• 野生個体群の総数は、メキシコ・ハリスコ州の非常に狭い区域にのみ存在します
• 保全活動には、メキシコにある CIMMYT(国際トウモロコシ・コムギ改良センター)などの国際的な遺伝子資源保存機関における種子保存が含まれます
• 本種の遺伝的多様性を維持するためには、原生地における現地保全が不可欠です
• トウモロコシの野生近縁種として、世界的な作物野生種保全プログラムにおいて優先度の高い種です
気候:
• 季節的な降雨のある熱帯および亜熱帯の条件に適応しています
• 生育期間中は温暖な気温を必要とします
土壌:
• 原生地では、水はけが良く、中程度の肥沃度を持つ土壌で生育します
増殖:
• 種子、または多年生の株の分けつによる株分けで増殖します
• 種子の発芽には、温暖で湿った条件が必要です
研究栽培:
• CIMMYT や様々な大学の研究プログラムなどの機関で、生きたコレクションとして維持されています
• 多年生という性質の遺伝学を研究するために、トウモロコシとの実験的交配に利用されています
品種育種:
• 科学者たちは、その多年生の成長様式を栽培トウモロコシに移転することに強い関心を寄せています
• 多年生トウモロコシが実現すれば、毎年行う耕起や播き直しが不要になり、土壌侵食、労働コスト、環境への負荷を軽減できる可能性があります
• 研究は、特に地下茎や地下芽の発達に関連する、多年生性を担う遺伝子の同定に焦点を当てています
• Zea perennis が四倍体であるため、二倍体のトウモロコシとの直接交配は困難であり、高度な育種技術が必要となります
科学研究:
• イネ科植物における多年生性の進化を研究するためのモデルとして機能します
• ゼア属における一年生と多年生という異なる生活戦略の間の遺伝的・生理的差異に関する知見を提供します
• トウモロコシとその野生近縁種のより広範な進化史を理解する上で重要です
豆知識
「トウモロコシ農業の聖杯」とも呼ばれるべき多年生トウモロコシを創出しようとする探求は、世界の農業を変革する可能性があります。 • 米国だけでも毎年約 3,700 万ヘクタールのトウモロコシが作付けられており、そのすべてが毎年播き直すことを必要としています • 多年生トウモロコシは、毎年数十億ドルもの世界的損失をもたらしている土壌侵食を劇的に軽減する可能性があります • Zea perennis における多年生という性質は、その四倍体の染色体数(2n = 40)に関連しており、これは通常のトウモロコシ(2n = 20)の 2 倍の数です • カンザス州のランド・インスティテュートや CIMMYT などの研究機関の研究者らは、Zea perennis やその他の多年生近縁種から多年生の形質をトウモロコシに導入するために、数十年にわたって研究を続けています • 成功すれば、多年生トウモロコシは、約 9,000 年前のトウモロコシの原初的な栽培化以来、最も重要な農業的ブレークスルーの一つとなる可能性があります トウモロコシの母「テオシンテ」: • 「テオシンテ」という語は、ナワトル語(アステカ語)に由来し、「神々の穀物」を意味します • 野生のテオシンテの穂には、わずか 5~12 個の硬い殻に覆われた穀粒しか付きませんが、対照的に現代のトウモロコシの穂には、500~1,000 個の柔らかくむき出しの穀粒が付きます • テオシンテからトウモロコシへの変容は、人類史上における植物の栽培化の最も劇的な例の一つであり、わずか 5 つほどの主要な遺伝的変化を選択することで成し遂げられました
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