イネの光合成機能を増強し、約3割の増収を実現―遺伝子組換えの成果を、野外ほ場試験で初めて実証：東北大学/岩手大学/国際農林水産業研究センター
(2020年2月19日発表)
東北大学大学院農学研究科の牧野周教授と石山敬貴助教の研究グループは、岩手大学農学部、（国）国際農林水産業研究センターと共同で、光合成能力を約1.3倍に増強した遺伝子組換えイネを、管理された水田ほ場で育てた結果、最大で28%の増収効果を確認したと発表した。食糧危機と環境問題の解決を目指す第2の「緑の革命」につながる成果とみている。
今世紀半ばには地球人口が100億人に達すると予想される。国連の食糧農業機関（FAO）は急激な人口増加と中国、インドなどの経済発展によって、世界的な食糧危機が到来すると警鐘を鳴らしている。
人類は1960年代に、倒れにくい穀物の短稈（たんかん）種の開発によって増収を実現し、「緑の革命」を起こした。空気中の窒素から安価なアンモニア肥料が作れるようになり、多量の窒素肥料が光合成能力を高めたことが、イネや小麦の増産に結びついた。
ところが多量の窒素肥料が使われたことで、湖沼の富栄養化や河川、海洋、大気などで深刻な汚染を引き起こし、大きな社会問題になった。環境に配慮しつつ増収を図るには、単に高い収量を目指すのではなく「窒素肥料の利用効率の高い穀物」の開発が必要となる。これが第2の「緑の革命」に求められている。
研究グループは、イネの品種「能登ひかり」を親に、遺伝子組換えによって炭酸ガス同化を担う光合成のCO２固定を進める酵素ルビスコが約1.3倍に増強されたイネを作り出した。その結果、10a当たり10Kg以上の窒素を使ったほ場で、親の「能登ひかり」（玄米収量17%）と比べてルビスコ増強イネは28%に増加した。生化学的分析をしたところ、組替えイネの葉のルビスコ量が増加し、光合成速度の向上による改善が組替えイネの成熟を促し、実を沢山つけることにつながって収量が増加した。
自然環境下のほ場で、遺伝子組換え技術によるイネの光合成改善が、収量増加に結びついたことを実証した世界で初めての成果となった。遺伝子組換え穀物は、国の厳しい審査が必要なため、すぐに農業現場に応用できるわけではないが、将来の食糧対策と環境保全に備えることのできる貴重な研究成果とみられる。
