著者の所属・活動拠点の国は、トルコです。

掲載誌：Plants

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

パンコムギの収量を伸ばすには、親を超える有望な個体を含む集団を作り、早い世代で効率よく選び出すことが欠かせません。研究チームは、交配後に最初に遺伝的な分離が起きる雑種第2世代（F2）に注目しました。F2の個体は一つひとつ遺伝的に異なり、両親のどちらよりも優れた性質を示す個体（超越分離個体）が現れることがあります。

研究チームは、暑さに強い品種Adana-99と、暑さに弱い品種AladaおよびLucillaを組み合わせました。ねらいは、各交配の中でどれだけ変異や親を超える個体が生じるかを調べること、母親と父親を入れ替えた交配（正逆交配）で結果が変わるかを確かめること、収量とほかの形質の関係を整理すること、そして複数の形質を同時に考えて優れた個体を選ぶことです。なお、試験はすべて暑さのストレスがない条件で行われたため、耐暑性そのものは調べていません。

何を、どのように調べたか

交配はAdana-99を共通の親とし、AladaまたはLucillaとそれぞれ母親・父親を入れ替えて行いました。この「Adana-99×Alada」「Alada×Adana-99」「Adana-99×Lucilla」「Lucilla×Adana-99」の4組み合わせから、計851個体のF2（各組み合わせ207〜219個体）を得ました。比較のため、親品種も各6個体ずつ育てています。

栽培には、1日22時間の照明で生育を早める「スピードブリーディング」用の人工気象室を使いました。期間は2024年12月5日から2025年3月4日までの90日間です。明期の平均気温は24.1℃で、暑さのストレスが生じる温度にはなりませんでした。研究チームは、環境のばらつきが小さいこの条件を意図的に選び、組み合わせ間の違いを遺伝的な違いとして読み取りやすくしました。

測定したのは12形質です。出穂や開花までの日数、葉の緑の濃さを示すSPAD値、草丈、主穂の長さ・小穂数・粒数・粒重、そして1株あたりの子実収量、地上部の乾物重（バイオマス）、収穫指数（バイオマスに占める子実の割合）を個体ごとに記録しました。

解析では、まず組み合わせ間と正逆交配間の差を統計的に検定しました。次に、各形質が収量にどう結びつくかを、直接の影響と他の形質を介した間接の影響に分けて調べる経路係数分析を行いました。さらに主成分分析、クラスター分析、判別分析で集団の構造を整理しました。優れた個体の選抜には二つの方法を比べています。一つは収量だけで上位5%を選ぶ方法、もう一つは複数形質を総合し、理想とする姿にどれだけ近いかで個体を順位づける指標MGIDIを使って上位15%を選ぶ方法です。

主な報告結果

最も一貫していたのは、交配の向きによる差です。Adana-99を母親にした組み合わせは、逆向きの組み合わせよりバイオマスが大きくなりました。Alada側の対では3.64 g対2.96 gで、23%多い値でした。Lucilla側の対では3.79 g対3.29 gでした。穂あたりの粒数も、両方の対でAdana-99を母親にした側が上回りました。

組み合わせの間でも違いがありました。Adana-99とLucillaの組み合わせは、1株あたりの平均収量が0.82 gと0.77 gで、穂あたりの粒重や収穫指数とともに、Aladaとの組み合わせを統計的に上回りました。収量だけで上位5%を選んだ43個体（平均収量1.67 g、集団平均は0.70 g）のうち、33個体がAdana-99とLucillaの組み合わせから出ています。MGIDIで選んだ128個体でも、59.4%をこの組み合わせが占めました。選ばれた個体群は集団全体と比べて、収量が51.4%、穂あたりの粒重が47.1%高く、出穂も早めでした。

F2集団の変異は大きく、1株あたり収量のばらつきを示す変動係数は57.0%でした。12形質のうち11形質で、F2の値の幅が両親の平均値を上下とも超えていました。Adana-99×Lucillaでは、早い方の親より早く出穂した個体が73.4%、収量で優れた方の親を上回った個体が57.5%にのぼりました。一方、Adana-99×Aladaでは、小穂数（71.1%）や粒数で親を超える個体が多く見られました。ただし親の平均は各6個体に基づくため、研究チームはこれらの割合をおおよその値とみなすよう述べています。

収量と最も強く結びついていたのは、穂あたりの粒重でした（相関係数0.92）。出穂までの日数は収量と負の相関（−0.47）を示し、早く出穂した個体ほど多収になる傾向がありました。経路係数分析のモデルは収量の変動の91.4%を説明し、直接の大きな影響を持つのは穂あたりの粒重とバイオマスの二つでした。粒数や草丈は収量と相関していたものの、その影響はほぼすべて粒重やバイオマスを介した間接的なものでした。なお、粒重の影響が大きく出た一因は、粒重と収量がほぼ同じ動きをすることにあると著者らは注記しています。

この報告が示すこと

研究チームは、この材料ではどちらの品種を母親にするかで後代の成績が変わり、Adana-99を母親にすると早い世代から優れた後代が得られると結論づけています。Adana-99は4組み合わせすべてに共通しているため、この差はAdana-99の母親としての寄与によるものと解釈されました。ただし、細胞質の遺伝による影響なのか、母親から受け継いだ種子の大きさなどの影響なのかは、この設計では区別できないとしています。

また、早く出穂することと収量の高さが両立していたことから、世代を早く回すスピードブリーディングと収量の選抜を組み合わせやすい材料であると著者らは述べています。組み合わせごとに得意な形質が異なるため、それぞれの強みに合わせて選抜の労力を振り分けるのが効率的だとも指摘しています。

一方で限界もあります。結果は暑さのストレスのない単一の人工気象室で得られたもので、その環境に固有です。そのため、環境が変わったときの振る舞いは評価できず、遺伝子マーカーとの対応づけもまだ行われていません。研究チームは、今回選んだ個体や組み合わせを確定した成果ではなく、圃場での検証にかけるべき候補として位置づけています。

原著論文の著者・所属：Levent Yorulmaz（Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Dicle University, Diyarbakır 21280, Türkiye）、Süreyya Betül Rufaioğlu（Department of Soil Science and Plant Nutrition, Faculty of Agriculture, Harran University, Şanlıurfa 63300, Türkiye）、Murat Tunç（Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Harran University, Şanlıurfa 63300, Türkiye）、Sibel İpekeşen（Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Dicle University, Diyarbakır 21280, Türkiye）、Mihriban Okur（Department of Agricultural Machinery and Technologies Engineering, Faculty of Agriculture, Dicle University, Diyarbakır 21280, Türkiye）、Behiye Tuba Biçer（Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Dicle University, Diyarbakır 21280, Türkiye）、Cuma Akıncı（Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Dicle University, Diyarbakır 21280, Türkiye）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Levent Yorulmaz, Süreyya Betül Rufaioğlu, Murat Tunç, et al. Transgressive Segregation, Reciprocal Effects and Multi-Trait Selection in an F2 Bread Wheat Diallel Under Speed Breeding. Plants（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-10. DOI: 10.3390/plants15182780. 原著ライセンス：CC BY.