Research press release

農業:単一の親ひまわりの作成が育種を加速する可能性

Nature

ヒマワリの育種のスピードと効率を上げる新しい方法を報告する論文が、Nature に掲載される。この新しい技術は、育種プロセスを簡素化および短縮しながら、この重要な油糧作物の収量を増加させるかもしれない。

ヒマワリは、3番目に大きな油糧種子作物で、2023年には5,490万トンが生産された。ヒマワリは、ハイブリッド作物で、異なる品種を交配して作られる。近親交配は、農家がハイブリッド作物の収量を増やすのに役立つが、この方法では利益を向上させるのに6年以上かかる(自家受粉を6回繰り返す)。作物を去勢するという簡単な方法で、この時間を10ヵ月に短縮することができる。

Jian Lv、Tim Kelliherらは、花粉を必要としない無性生殖の一形態である、配偶子形成と呼ばれるプロセスによる新しいヒマワリの種子の生成について述べている。研究者らは、ヒマワリを化学的に去勢すると受粉しなくなり、単一の親から種子ができることを発見した。さらに分析を進めると、これらの種子には胚乳がないことが判明した。胚乳とは、花の胚に栄養を与える栄養豊富な組織である。著者らは、重要な栄養素は種子の別の場所に蓄えられている可能性があるため、その必要はないのではないかと提案している。種子は通常通り開花したが、Kelliher、Jianらは、花粉が発生する様子を観察しなかった。

著者らは、この育種方法によって、生存可能な近交系ヒマワリ作物の生産にかかる時間を短縮できる可能性を示唆している。ただし、このプロセスは特定のヒマワリゲノムに依存するかもしれないという限界がある。著者らはまた、この方法を商業的に拡張可能で、育種プログラムに適合する効率性を持つように最適化した。研究チームは、この単為生殖誘導法を他の経済的に重要な作物にも応用できるかどうかを判断するためには、さらなる研究が必要であると結論づけている。

  • Article
  • Published: 02 April 2025

Lv, J., Liang, D., Bumann, E. et al. Haploid facultative parthenogenesis in sunflower sexual reproduction. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08798-2
 

A new method to increase the speed and efficiency of sunflower breeding is presented in Nature. This new technique could increase the yield for this important oilseed crop while simplifying and shortening the breeding process.

Sunflower is the third largest oilseed crop, with 54.9 million metric tons produced in 2023. It is a hybrid crop, created by crossing different varieties.  Inbreeding can help farmers grow larger yields of hybrid crops, but this approach can take over six years (six rounds of self-pollination) to improve gains. A simple practice of emasculating the crop could help decrease this amount of time to 10 months.

Jian Lv, Tim Kelliher and colleagues describe the generation of new sunflower seeds via a process called parthogenesis, a form of asexual reproduction that does not require pollen. The researchers found that chemically emasculating the sunflower crop prevented the sunflowers from being pollinated and produced seeds from a single parent, which they confirmed via genomic analysis. Further analysis revealed that these seeds lacked an endosperm, the nutrient-rich tissue that nourishes the embryo of the flower. The authors propose that this may not be necessary as important nutrients may be stored elsewhere in the seed. The seeds flowered as usual, but Kelliher, Jian and co-authors did not observe them generate any pollen.

The authors suggest that this method of breeding could reduce the time it takes to produce viable inbred sunflower crops, though a limitation is that this process could be dependent on certain sunflower genomes. They also optimized the approach to make it commercially scalable, with efficiency compatible with breeding programmes. They conclude that further research is necessary to determine if this strategy of induced parthenogenesis could be used in other economically important crops.
 

doi: 10.1038/s41586-025-08798-2

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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