ISUの研究者がスイートコーンをさらに美味しくする全国プロジェクトに参加 • ニュースサービス • アイオワ州立大学

投稿日 2023 年 7 月 24 日 10:00

生化学、生物物理学、分子生物学の教授であるアラン・マイヤーズ氏（左）と農学分野のKJフレイ教授であるトーマス・ルバーシュテット氏はどちらも、高度な育種と遺伝的ツールを使用して風味と回復力を向上させることを目的とした連邦政府の資金提供を受けた研究プロジェクトに貢献しています。スイートコーン。 クリストファー・ガノンによる写真。 拡大画像。

アイオワ州エイムズ -- 夏には新鮮なスイートコーンに勝るものはありません。 またはそれは？ アイオワ州立大学の教員2人は、トウモロコシの進歩につながったのと同じ革新的な遺伝子ツールを使用して、スイートコーンの品質向上を目的とした大規模な連邦研究プロジェクトに参加している。

「トウモロコシの育種には多くの資源が投入されてきました。 しかし、スイートコーンへの取り組みははるかに少なくなっています」と、農学のKJフレイ委員長トーマス・ルバーシュテット氏は語った。

スイートコーンは、穂軸付き、冷凍、缶詰を問わず、米国の消費者の間で最も人気のある野菜の 1 つですが、研究が家畜の飼料、食品加工、製造に使用されるフィールドコーンに流れているのには経済的な理由があります。 米国で毎年栽培されるスイートコーンの8億ドルは、同国のトウモロコシ生産量の約1％に相当する。 しかし、アメリカ人は十分な野菜を食べておらず、彼らの大好物の一つであるスイートコーンの消費量は数十年にわたって減少傾向にある。 そこで米国農務省の国立食品農業研究所は、スイートコーンの風味と弾力性を改善する研究プロジェクトに資金を提供している。

2018年に発足した後、8年間の1500万ドルのプロジェクトの最初の数年間は、研究者が研究するための600以上の遺伝子型別スイートコーン品種のパネルなど、研究を支えるリソースの確立に主に焦点を当てたとルバーシュテット氏は述べた。

「それがこのプロジェクトのバックボーンです」と彼は言いました。 「現在、その情報をどう活用するかを検討中です。」

ウィスコンシン大学、ワシントン州立大学、およびプロジェクトの主導機関であるフロリダ大学の協力者を擁する研究グループは、スイートコーン改良のさまざまな側面に取り組んでいます。 アイオワ州立大学の生化学、生物物理学、分子生物学の教授であるアラン・マイヤーズ氏は、風味と食感を高めることを期待して、トウモロコシ粒の中で炭水化物がどのように貯蔵されるかに影響を与える遺伝的および生化学的プロセスを研究している。

マイヤーズ氏によると、かつてはすべてのスイートコーン系統の甘い味は、穀粒内で形成されるグルコースが結晶化してでんぷん質の不溶性ポリマーになるのを妨げる遺伝子変異によるものであったという。 穀粒に可溶性グルコースポリマーがたっぷり詰まっていると、トウモロコシは硬くてカリカリではなく、甘くてジューシーで噛みごたえのあるものになります。 約20年前に開発された2番目のタイプのスイートコーンでは、穀粒中のグルコースはポリマーに変換されない。 これにより、商用冷凍や缶詰によく使用されるスイートコーン品種が生成されますが、伝統的なスイートコーンの食感はありません。

「私たちが本当に望んでいるのは、その好ましい口当たりと高い糖度を組み合わせることです」とマイヤーズ氏は語った。

マイヤーズのチームは、調整をテストするために CRIPSR 遺伝子編集などのツールを使用して、どの酵素がトウモロコシ穀粒のポリマー構造に影響を与えるかを研究しています。 デンプンとグルコースの最適なバランスで品質を向上させることが主な目標ですが、糖分をたっぷり含んだトウモロコシを栽培するための新しい方法をグラフ化することには、重要な追加の利点もあります。 現在、スイートコーンの遺伝的基盤が狭いため、この野菜は新たな害虫や病気の脅威にさらされやすくなっています。

「スイートコーンを生産する生化学的プロセスにおけるさまざまな変化を発見できれば、将来の課題に対して作物を守ることができるでしょう。 私たちがそれに対処する必要はないかもしれないが、備えておきたい」とマイヤーズ氏は語った。

ルバーシュテット氏のグループは、スイートコーンでこの育種法をより一般的なものにするために、倍加一倍体技術の改良に取り組んでいる。 商業用トウモロコシ種子を生産するための業界標準である倍数一倍体育種は、ハイブリッド トウモロコシの近交系の開発プロセスを 7 世代から 2 世代に短縮し、何年もの時間を節約します。