6.環境研究

6.環境研究大学院生物資源学研究科・生物資源学部

大学院地域イノベーション学研究科● 食料安全保障強化に向けたサゴヤシ澱粉の持続生産と利活用に関する戦略的総合研究プログラム
大学院生物資源学研究科 物質循環学／江原宏（教授）● ゲノム育種によって実現される環境に負荷をかけない農業
大学院地域イノベーション学研究科／小林一成（教授)
地域イノベーション・コアラボ／小林裕子（コアラボ講師)

食料安全保障の強化は益々重要となっていますが、社会的な問題あるいは環境問題から世界的には農耕地の拡大が困難となっており、塩害などの環境ストレスに適応できる新たな食料資源を開発し、問題土壌においても農業生産を振興

農業は、私たちの命を支える大切な食料を生産するために必要不可欠ですが、一方で地球環境にさまざまな負荷をかすることが求められています。そこで我々は、東南アジアからメラネシアに分布し、塩類集積土壌や酸性土壌にも順応でけているのも事実です。特に植物を病気や害虫から守るためにはたくさんの農薬を使用しなければならず、環境への影き、多量の澱粉を生産するサゴヤシに注目しています。

響が懸念されています。私たちは、高速で安価にゲノム情報を解読できる次世代シーケンサーを用いた植物ゲノムの研★

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究をいち早く開始し、農薬に過度に頼らずに、イネなどの作物を恐ろしい病気から守るための先端的ゲノム育種を目指して研究を進めています。

環境研究

サゴヤシは未開発な植物ですが、伝統的に利用されて渣（絞りかす）の中に残留するため収率が低いことが問きた土着の資源であることから、生物多様性への影響や題となっています。この工程を改善する方法を検討したと環境への負荷にも配慮した地域開発に有用と考えられころ、ウイリーミルを使って髄をより細かく粉砕すると収率ます。本研究プロジェクトでは、生物資源学研究科・資源が高まり、40％程度の抽出効率の改善ができれば純収循環学専攻と共生環境学専攻の研究者をはじめ、国内益は10％程度高まることがわかりました。これにより、比外の共同研究者とともに、農林水産省農林水産技術会

較的簡易な技術改良で澱粉抽出に際しての付加価値を議地球規模国際研究ネットワーク事業［国際共同研究大きく増大できると考えられます。サゴヤシ澱粉抽出は、などの推進（バイオマス資源の持続的生産・活用技術の従来から資本集約ではなく、労働集約的に行われている開発）］の一環として、サゴヤシの持続的生産と利活用ため、莫大な資本投下を行わなくても抽出効率が向上し、に向け、衛星画像を用いて現存するサゴヤシ資源量を推結果として所得率も向上すると試算できました。他方、抽定し、将来的にどのくらいの生産拡大が可能なのかを試

出残渣中に残留した澱粉に熱をかけて糊化し、さらに酵算してきました。また、澱粉生産を高めるための方法を検素を用いて液化、糖化することにより、残渣に残留する澱討するとともに、農業残渣を再資源化する技術を開発し、粉の65％を糊化澱粉として回収でき、そのうちの78％を★

それらの経済的インパクトについても解析しています。

グルコースに変換することにも成功しました。収支構造か資源量の推定に当たっては、50cmの解像度を持つ高らは、現時点では、糖生産にはコスト面で課題が残るものの、分解衛星画像を用い、G（緑）とNIR（近赤外）の輝度値

物財費の低減は大スケールの生産体制の確立などでもと、NDVI（正規化植生指数）を組み合わせることでサゴ十分可能であること、砂糖の国際糖価は上昇を続けておすうせいヤシ樹を判別することが可能となりました。インドネシア全り、この趨勢が継続すれば、近い将来に収益性を確保す土には、300万ha余りのサゴヤシ生育面積が存在するでる有望な選択肢となることを示すに至りました。

あろうと推定しています。また、サゴヤシ栽培が可能なエリ以上より、①サゴヤシの原材料供給範囲の拡大可能性、
ざん さ★

アは5,300万haと推定できることから、少なく見積もっても②澱粉の抽出効率の向上可能性、③残渣からの異性年間1,400万本以上のサゴヤシを収穫できると考えてい化糖回収の技術的可能性、を組み合わせることで、地球ます。一方、現地に開設したサゴヤシパイロットファームに規模での食料の確保、サゴヤシ生育地域における生産おける圃場試験の結果からは、問題土壌に生産を拡大し者の所得向上など、生産者レベル・地域レベル・地球レた場合には環境ストレスにより50％程度の減収を見込むベルのいずれの段階でも、サゴヤシ資源の有効活用が必要のあることが窺われました。それでも、上記の資源賦社会経済的な便益の向上につながるといえます。

存量からは100万トン以上の澱粉を得ることができると試算されます。これは，現在のサゴヤシ澱粉生産量約9万トンに比べて10倍以上に相当します。現在、インドネシアのサゴヤシ・サゴ澱粉生産に従事している農家数が13万人余りあることから、この労働力を十分に活用できれば、積極的な栽培拡大によりこのような大幅な増産を実現できると考えられるわけです。
ところで、慣行の澱粉抽出工程では、幹に蓄積された澱粉の約50％しか抽出できず、およそ半分量が抽出残38 Environmental Management Report 2013

作物のゲノム情報は、品種の個性を明らかにして、効の遺伝子が重要な性質の原因になっているかを調べる率的な品種改良を行うために不可欠の情報です。
しかし、のです。さらに、その遺伝子や遺伝子近傍のゲノム情報

これまではゲノム情報を解読するために長い時間と多大をもとにして「DNAマーカー」と呼ばれる、ゲノム上の特徴な費用が必要でした。例えば2003年に終了したヒトゲノ的な「印」を明らかにすることができます。この「印」を使ムプロジェクトでは、13年の月日と2千億円以上の費用をえば、交配によって有用遺伝子をピンポイントで導入する費やしました。ところが、最近開発された次世代シーケンことが可能となり、育種を効率的に進めることができるのサーによって、ゲノム情報を高速かつ安価に解読することです（図）。もちろんこの技術は耐病性植物の開発にとどが可能になったのです。地域イノベーション学研究科には、まらず、高温や乾燥といった厳しい環境に耐える作物を既に最新鋭の次世代シーケンサーが導入されており、今作り出すことにも応用が可能です。従って、ゲノム育種研

年度中にはヒトゲノムをたった1日、10万円程度の費用で究は、温暖化などによって地球環境が大きく変わってしま解析が可能になる予定です。次世代シーケンサーの登ったとしても、私たちが生きていくために不可欠な食料を場により、これまでの生物学の常識は大きく変わりました。

確保するために役立つ研究と言えるでしょう。

生物の個性を生み出すさまざまな仕組みを明らかにできる時代に入ったのです。
そこで私たちは、作物のゲノム情報をもとにして、作物が本来持っている能力を最大限に発揮させ、農薬をたくさん使わなくても病気に耐える強い作物の開発を試みています。植物に病気を起こす病原体の80％はカビだと言われています。植物には細胞壁という丈夫な防壁があるため、細菌やウイルスなどの病原体は細胞壁に傷がなければ感染できません。ところが、カビは細胞壁を破る力を持っているのです。このような恐ろしい能力を持った植物病原菌の1つが「いもち病菌」です。イネは、コムギやトウモロコシと並ぶ世界の3大穀物の一つで、日本を含むアジアで主食にされていますが、世界のコメ生産のうち10〜35％がこの病気によって失われていると言われています。
これほど多くの収穫が、たった1種類のカビによって失われているのです。
そこで役に立つのがゲノム情報です。世界には12万ものイネの品種が存在すると言われており、それぞれが違った個性を持っています。重要なことは、これらの個性の大半が遺伝子によって決まっていることです。ゲノム情報の解析によって良い性質を持った品種の個性を分析し、どEnvironmental Management Report 2013 39

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