科学技術と⽇本の将来「⽇本の⾷、世界の⾷を救う芋類」

農学部

東京⼤学
応⽤⽣物学専修⽥⼝ ⼀輝

3年

1.⽇本の農業の危機
昨今よく⽿にするのは⽇本の農業は弱い、将来はないといった悲観的な⾔葉だ。たしかに
⽇本の⾷料⾃給率は 38 パーセントを割り込み、耕作放棄地は⽇々増え続け（参考⽂献 3）、農業従事者の⾼齢化は進んでいる。⼈々は⾔う、もし万⼀輸⼊が⽌まれば⽇本は終わりだと。
では、本当に⽇本の農業に、⾷にもう未来はないのか？私はそう思わない。私はこの⽇本の危機に⼀筋の光を⾒出した。それは芋である。
2.⾷の救世主“芋”
芋類は世界中で⼈類の⾷が脅かされるたびにその危機を救ってきた作物である。例えば
⽇本では戦時中にサツマイモを⾷事に多く組み込むことで多くの⼈が飢餓から守られたし、ジャガイモを作付けすることで北海道開拓⺠は⾷をつなぐことができた。⾷料⾃給⼒という指標がある。これは我が国農林⽔産業が有する⾷料の潜在⽣産能⼒を表す指標であり、現在存在する耕作可能地域に最も⽣産⼒の⾼い作物を作付けした場合に⾷糧需要のどれだけを賄えるかという数値であるが、驚くことにこの値は 100 パーセントを超えている。
（参考⽂献 4）そして、この最も⽣産⼒の⾼い作物というのが芋類なのである。つまり多くの障壁があるにしても、⽇本全⼟で効率的に芋類を栽培することで、たとえ輸⼊が⽌まったとしても国⺠の⾷料を養うことが可能であると考えられる。
3.芋類研究の現状
これほど優秀な作物であり、緊急時には国⺠の⾷を⽀えるであろう芋類であるが、残念なことに穀類に⽐べてはるかに研究が遅れているといわざるを得ない。例えば、穀類ではもはや当たり前となりつつあるゲノム育種が芋類ではほとんど⾏われていなことはおろか近年作物の育種を⾏うのに⾮常に有効な全ゲノムも穀類では解読が完了しているのにサツマイモ栽培種では完了していない。
（参考⽂献１）⻨やイネがゲノム育種によって収量を最⼤化することに成功し、⾷糧増産を実現した緑の⾰命は記憶に新しいが、倒伏の問題や⼀穂粒数の限界でこれ以上の⾷糧増産を望むことはできない。⼀⽅で世界⼈⼝は 2050 年には 90 億⼈を超えるといわれ、急速に増加し続けている。ジャガイモ、サツマイモ、キャッサバ、ヤムイモ、タロイモといった芋類は世界中で⾷べられていて、特に⼈⼝増加が激しいアフリカやアジア地域、南アメリカなどで主⾷として⾷べられているため、芋類の研究によってこれらの作物の収量を⼤幅に伸ばすことができれば⽇本だけでなく世界の⾷糧問題を解決へと導くことすら期待できると考える。さらにこれからの時代、どんな産業も持続可能であり、環境負荷が⼩さいことが求められてくる中で、従来の穀類栽培のような化学肥料・化学農薬を多⽤することよって多収を実現する⾷糧⽣産を続けることは難しい。その点から考えても環境適応性が⾼く、粗放的な栽培に適している芋類の栽培を促進することには⼤きなメリットがある。
4.芋類研究の展望
では実際にどのように研究をすすめることで芋類の潜在能⼒を引き出すことができるのか、これを考察するにあたって緑の⾰命での反省点を加味する必要がある。それは各地域の栽培環境や⽂化の違いを無視して⼀様に少数品種の作物の栽培を農薬や化学肥料の使⽤を前提として、まるまる持ち込んだことである。地域の環境の違いや⽂化的な背景を無視することによって環境への負荷は増⼤し、⾷の多様性は失われ、化学肥料や農薬を使⽤できる農⺠だけが潤い貧富の差が拡⼤するという負の結果を招くことにつながった。こうした反省を⽣かして、また芋類が地域ごとに⽐較的多様であることを⽣かして、地域の気候や栽培⽅法、⾷⽂化にあわせて個別に育種を⾏っていくということが重要であると考える。例えば⽇本ではサツマイモやジャガイモ、サトイモ、ヤムイモといった幅広い芋類が⽣産されているため、これらの芋類の低環境負荷、悪環境下での収量増加を実現するために遺伝⼦レベルでの解析及び交配育種・ゲノム編集・遺伝⼦組み換え育種などの様々な育種の⽅向性を視野に⼊れながら育種を⾏っていくことになると考えられる。⼀⽅でアフリカのサブサハラ地域などではキャッサバ・サツマイモ・ヤムイモなどが主⾷として消費されているためこれらの作物を標的として乾燥耐性や悪環境下での収量増産、栽培の簡易化などを⽬的に育種を⾏っていくと考えられる。
（参考⽂献５）
5.新技術の利⽤と責任いずれにしてもゲノム情報が少ない作物に関してはゲノム情報の収集、全ゲノムの解読が最も性急な課題である。単にゲノムを解読するといっても、サツマイモやサトイモの栽培品種のように⾼次倍数性を持つ種類も多く存在し、その解読は容易ではないが、解析⼿法の⼯夫と近縁品種ゲノム情報の利⽤や次世代シーケンサーの技術的なブレイクスルーによって今後芋類全般のゲノム情報を利⽤可能にしていく必要がある。さらに、ゲノム編集や遺伝⼦組み換えといった技術は⽇本では特に世間からの安全に対する懐疑的な意⾒が強く、導⼊や研究の⼤きな障壁となっているが、こうした意⾒に寄り添い、より安全性が保障されたシスジェネシスなどの研究を進めつつも、こうした⾰新的な技術を有効に活⽤し、遺伝情報を最⼤限に⽣かすことが⽇本に限らず、世界の⾷の安全を守るためには必須であると考える。新しい技術を導⼊する際には慎重になることは重要であり、有⽤であるから⼿放しに利⽤することは危険であるが、これまでの研究者が積み上げて確⽴した有⽤な技術をリスクにとらわれて利⽤しない、⽣かさないという選択をするのは危機に⽴たされた私たちの姿
勢として適切なのかは疑問である。研究に従事する有識者は新たな技術の利点とリスクを把握した上で、それを適切な知識として⼤衆に提供し、懸念事項を⼀対⼀対応で解決し、説明責任を果たしていくことが重要であると考える。

6.まとめ
このように、芋類のゲノム情報を明らかにし、それらの情報を利⽤することよって交配育種、ゲノム編集、遺伝⼦組み換え育種などを利⽤して地域の環境条件や⼟壌の状態、⽂化、栽培⽅法に合わせて収量増産を⾏っていくことが⽇本の⾷の安全保障だけでなく、今後迫りくる⼈⼝爆発とそれに伴う⾷糧問題から⼈類を守ることにつながると考え、芋類の遺伝的な研究を推進していくことを提⾔する。
引⽤⽂献＜論⽂＞
1. Isobe, S., Shirasawa, K., & Hirakawa, H. (2019). Current status in whole genome sequencing andanalysis of Ipomoea spp. Plant Cell Reports, 38(11), 1365–1371.
2. Isobe, S. N., Monden, Y., Ishikawa, G., & Sese, J. (2019). Application of Next GenerationSequencing (NGS) technologies for polyploid crops. Breeding Research, 21(1), 55–60.
<WEB>
3.「農林⽔産省ホームページ-」https://www.maff.go.jp/j/zyukyu/zikyu_ritu/011_1.html
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4.「農林⽔産省ホームページ-耕作放棄地の動向と担い⼿への農地利⽤集積の促進-」
https://www.maff.go.jp/j/wpaper/w_maff/h18_h/trend/1/t1_2_2_03.html 1/27 閲覧＜書籍＞
5.アフリカの芋類 社団法⼈国際農林業協⼒・交流協会 2006 年 3 ⽉発⾏ p1−p10