突然変異トウモロコシは農業の未来になる可能性がある

アメリカではコーンシロップが王様であり、本物の砂糖は王子のような地位にあります。 私たちはトウモロコシの中毒になり、トウモロコシも窒素中毒になります。 ずっと昔、人々は作物を輪作することで土壌が栄養豊富な状態を保ち、窒素を保持することである程度助けられることを発見しました。 その後、窒素肥料の作り方を発見し、その使用により過去 100 年ほどで平均作物収量を実質的に 2 倍にしました。

すべての植物が追加の窒素を必要とするわけではありません。 豆や大豆などの豆類は自分で作ることができます。 しかし、トウモロコシには窒素が必ず必要です。 1980年代、現在マース社の農業部長であるハワード・ヤナ・シャピロ氏は、新しい種類のトウモロコシを探して世界のトウモロコシの首都であるメキシコへ赴いた。 彼はメキシコ南部、オアハカ州のミックス地区でその1つを見つけた。 このトウモロコシはアメリカのトウモロコシよりも数フィート高いだけでなく、ひどい土壌の中でどういうわけか目がくらむような高さまで成長しました。

シャピロ氏は、トウモロコシの成功はトウモロコシの茎から突き出た指のような気根​​と関係があるのではないかと考えた。 数十年後、彼が正しかったことが判明しました。 カリフォルニア大学デービス校の研究者らは、これらの気根により、植物がその透明なシロップ状の粘液中のバクテリアとの共生関係を通じて空気中から窒素を吸収できることを証明した。 このプロセスは窒素固定と呼ばれます。

では、すでに窒素肥料があるのであれば、なぜそれを自ら行う植物を探す必要があるのでしょうか? ハーバー・ボッシュの肥料製造プロセスは人工的な窒素固定法であり、不毛な土壌の影響を軽減します。 しかし、アンモニアベースの肥料に含まれる余分な窒素は近くの川や湖に流出する傾向があり、その使用は環境に危険をもたらします。 また、肥料用のアンモニアを生成するプロセスには化石燃料が必要であり、大量のエネルギーを使用し、おまけに温室効果ガスも生成します。 全体として、農業のために環境に何かをするのは恐ろしいことです。 しかし、養わなければならない人がこれほどたくさんいるのに、他に何をする必要があるでしょうか?

過去10年間にわたり、カリフォルニア大学デービス校の研究者らは、DNA塩基配列決定を用いて、この植物のシエラ・ミクス品種の粘液がトウモロコシに微生物を提供し、トウモロコシが食べる糖分と酸素からの保護層の両方を与えていることを突き止めた。 彼らは、植物はこの方法で窒素の 30 ～ 80% を取得すると信じています。 研究者らはまた、これらの微生物が実際に窒素固定ファミリーに属しており、マメ科植物に見られるものと類似していることも証明した。 最も印象的なのは、彼らがカリフォルニア州デービスとウィスコンシン州マディソンの両方にシエラミクストウモロコシを移植し、無事に成長させることができ、窒素固定のトリックがトウモロコシの本拠地に限定されないことを証明したことだ。 現在、彼らは気根を生み出す遺伝子の特定に取り組んでいる。

しかし、おそらくすぐにシエラミクセトウモロコシに切り替えることはないだろう。 熟成には8か月かかりますが、3か月の熟成期間に慣れているアメリカ人の食欲にとっては遅すぎます。 他の植物に窒素固定をさせる方法を見つけられたとしても、どこまでできるか誰にも分からないでしょう。 遺伝子組み換え食品に対する不信感が研究で示されていることから、CRISPRを利用して自己窒素固定を実現しようとする代わりに、トウモロコシのいとこから移植された超能力を受け入れる人が増える可能性が高いと思われる。

知的財産権の問題が問題となる可能性があるが、研究者らは、シエラ・ミクシェ地域社会が研究と商業化の可能性から確実に利益を得られるように法的協定を締結することで、メキシコ政府と正しい関係を築き始めた。 彼らが何ができるかを見るのが待ちきれません。 自己固着の力を他の植物に移植できない場合は、ハーバー・ボッシュ法を改善する可能性があるかもしれません。