著者の所属・活動拠点の国は、インドです。

掲載誌：Genetics and Molecular Research

ライセンス: CC BY-SA　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

著者らは、野菜、果物、イモ類、香辛料といった園芸作物の栄養価を、遺伝学や育種の手法でどのように高められるかを整理しました。作物そのものに含まれる栄養素を増やす取り組みは「バイオフォーティフィケーション（栄養強化育種）」と呼ばれます。著者らは、この分野で何が分かり、何が課題として残っているかを明らかにしようとしました。

背景として著者らは「隠れた飢餓」を挙げています。これは、カロリーは足りていても鉄、亜鉛、ビタミンA、葉酸などの微量栄養素が不足している状態で、子どもの発達への影響が特に大きいとされます。栄養強化育種は、もともと主食作物を対象に構想されました。著者らによると、園芸作物はカロテノイドやビタミンC、アントシアニンなどをもともと多く含むにもかかわらず、主食作物に比べて体系的な育種投資が少なかったといいます。

何を、どのように調べたか

この論文は既存研究をまとめた総説です。2020〜2026年の文献を優先し、特に2024〜2026年の研究に重点を置いて取り上げています。文献の検索方法や選び方の基準は、利用できた抜粋からは確認できませんでした。

扱った栄養成分は、体内でビタミンAになるカロテノイド（プロビタミンA）、ビタミンC、ビタミンE（トコフェロール）、葉酸、鉄、亜鉛、セレン、アントシアニンなどのポリフェノール類、たんぱく質、食物繊維です。対象作物はトマト、ジャガイモ、サツマイモ、ニンジン、キャッサバ、バナナ、柑橘、リンゴ、マンゴー、アブラナ科野菜、野菜用マメ類、香辛料など多岐にわたります。

取り上げた育種手法は、交配や突然変異を利用する従来育種、DNAの目印（マーカー）で選抜する方法、ゲノム全体の情報から優れた個体を予測する「ゲノム選抜」、形質に関わる染色体上の領域を探すQTL解析やGWAS（ゲノムワイド関連解析）、さらにCRISPR/Casなどのゲノム編集です。著者らはこれらに加えて、栄養成分の蓄積を調節する遺伝子や仕組み、栽培環境による効果のぶれ、規制や消費者の受け止め方も検討しています。

主な報告結果

著者らは、遺伝子組換えやゲノム編集で栄養価が高まった例を多数紹介しています。トマトでは、ゲノム編集で特定の遺伝子を働かなくすることで、果実のβ-カロテンが1.7〜2.5倍に増えました。このときリコピン量や日持ちは損なわれなかったと報告されています。また、複数の遺伝子を同時に編集し、一つの遺伝的背景の中で複数の栄養素を同時に高めた例もあります。遺伝子組換えでは、ジャガイモの鉄が2.1倍、亜鉛が1.8倍に増え、収量の低下は見られませんでした。レタスの葉酸は最大3.4倍に増え、その効果は2回の圃場シーズンで安定していました。

DNAマーカーやゲノム情報を使った選抜・遺伝解析でも成果が報告されています。カリフラワーでは、β-カロテンを増やすOr遺伝子のマーカーを使った選抜により、熟期の異なる16のβ-カロテン強化系統が作られ、著者らはマーカー選抜が一部の形質で実用段階に達したとしています。キャッサバでは、GWASと複数の予測モデルを組み合わせたゲノム選抜によって、根のβ-カロテン量を相関係数0.79〜0.81の精度で予測できました。イチゴでは、複数の国で行ったQTL解析をもとに有利な遺伝子型を積み重ね、ビタミンCを約31%高めました。ジュウロクササゲでは、詳細な遺伝地図の作成により、さやのアントシアニン量のばらつきの56%を説明するQTLが見つかりました。

交配や突然変異を利用する従来育種も、引き続き栄養面の改良を生んでいるとされます。異なる種の柑橘を掛け合わせた雑種は、ビタミンC、糖、酸の組成で両親を上回りました。化学薬品で突然変異を起こしたナスやトウガラシの集団からは、アントシアニンや色素に関わる変化が得られています。著者らは、ゲノム選抜はこうした従来の育種体系に置き換わるのではなく、組み込まれる形で使われるようになっているとしています。

一方で著者らは、栄養を高めることが単純な上乗せになるとは限らない例も挙げています。キャッサバでは、カロテノイドと乾物の間に、同じ遺伝的要因が複数の形質に関わる「多面発現」によるトレードオフがあるとされます。トマトでは、複数の形質を同時に編集すると着果が悪くなる例がありました。プロビタミンAを高めた遺伝子組換えバナナでは、最初の栽培サイクルでカロテノイドが最も多く、その後の株出し栽培（収穫後の株から再び育てる方法）では季節的なストレスの下で減少しました。

栽培環境の影響も大きいと報告されています。タマネギの栄養組成は同じ国の中でも土壌や気温によって大きく変わり、ニガウリの試験では収量のばらつきの70%以上が環境によるものでした。また、報告されている栄養値の多くは1か所・1シーズンの試験に基づいています。著者らは、これらをどこでも安定する品種の性質ではなく、その環境での値として読むべきだとしています。

社会実装の面では、ゲノム編集作物の規制がEU（作り方で判断）とカナダや中南米（製品で判断）で大きく異なり、貿易障壁や研究投資の妨げになっていると指摘されています。早くから規制を緩和した日本でも、承認された製品のうち消費者に届いたのは一部にとどまります。ウガンダでは、栄養強化作物の普及を妨げていた主な要因は農家の知識不足ではなく、行政や制度の不備だったと報告されています。

この報告が示すこと

著者らの結論によれば、園芸作物には栄養に関わる遺伝的な多様性が豊富にあり、まだ十分には活用されていません。カロテノイドやアントシアニンについては、狙いを定めた育種やゲノム編集を支えられるほど仕組みが解明されています。ただし、栄養と収量・生産量の両立の難しさは一部の例外ではなく、多くの作物と形質の組み合わせで繰り返し現れています。さらに、強化系統そのものが環境によって不安定になる例や、栄養の吸収を妨げる成分（抗栄養因子）の問題もあります。著者らは、実用化を最も強く制約しているのは規制と消費者の受け入れになりつつあると述べています。

こうした状況から著者らは、複数の環境での安定性、体内への吸収されやすさ（生物学的利用能）、規制への対応を、後から考えるのではなく育種計画の最初から設計に組み込むべきだと主張しています。あわせて、ゲノム選抜の研究がリンゴ、イチゴ、トマトに集中して多くの野菜作物が十分に調べられていないこと、ゲノムや多層的な分子データの研究基盤も一部の作物に偏り、マメ類、葉物、香辛料などが取り残されていることを、現状の限界として挙げています。

原著論文の著者・所属：Santosh Kumar Jha、Gaurav Kant（Assistant Professor, Department of Horticulture , College of Agriculture , Padannakkad , Kerala Agricultural University , KAU P.O. , Vellanikkara , Thrissur , Keralam - 680656 ,）、Shreerama T、Vignesh Manoharan（Ph.D. Research Scholar , Department of Vegetable Science , Horticultural College and Research Institute , Tamil Nadu Agricultural University , Coimbatore , Tamil Nadu , India,）、Govind Maury、Sylvia Borges（Assistant Professor, Area of Nutrition and Dietetics , School of Allied Healthcare and Sciences , Jain (Deemed-to-be University) , Bengaluru ,）、Vinay Kumar（Assistant Professor, University School of Agriculture Sciences , Rayat Bahra University Mohali Punjab - 140301 ,; Associate Professor, School of Agriculture , Bharath Institute of Science and Technology , Bharath institute of Education and Research , Chennai - 600073 ,）、Anandhilavanya S、Arun Kumar（Scientist, Department of Fruit Science , Regional Horticultural Research & Training Station Sharbo and Krishi Vigyan Kendra Kinnaur）、Ankit Singh（Department of Horticulture , Government of Haryana , Centre of Excellence for Kharif Onion at Pinangawa , District-Nuh , State-Haryana -122508 ,）、Pratima Usendi（Department of Vegetable Science , College of Horticulture and Forestry , Acharya Narendra Deva University of Agriculture and Technology Kumarganj , Ayodhya -224229 ,; Ph.D Research Scholar , Department of Vegetable Science , Indira Gandhi Krishi Vishwavidyalaya , Raipur - 492012 ,）

※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）：Santosh Kumar Jha, Gaurav Kant, Shreerama T, Vignesh Manoharan, Govind Maury, Sylvia Borges, Vinay Kumar, Anandhilavanya S, Arun Kumar, Ankit Singh, Pratima Usendi GENETIC AND BREEDING STRATEGIES FOR BIOFORTIFICATION AND NUTRITIONAL ENHANCEMENT IN HORTICULTURAL CROPS. Genetics and Molecular Research（出版社：Research Foundation of Ribeirão Preto） 2026-11-04. DOI: 10.4238/rrsw1g69. 原著ライセンス：CC BY-SA 4.0.

本紹介記事の文章（題名・見出しを含む）は、CC BY-SA 4.0で提供します。原著論文をもとにNutriMap Japanが日本語で要約・説明を加えています。対象は本紹介記事の文章に限り、ヒーロー画像・サイトのロゴ・画面デザイン・他の記事・データベース全体は含みません。