農林水産研究開発レポート №６（2003）

農林水産省農林水産技術会議

新たな用途をめざした稲の研究開発

目
１．瑞穂の国次

水田と米が果たしてきた役割 ･･･････････････････････････････１

２．米過剰時代における研究開発 ･････････････････････････････････････････１＜コラム①＞

インド型と日本型 ･････････････････････････････････････３

３．研究開発目標の変化 ･････････････････････････････････････････････････４＜コラム②＞

稲の品種に関係する制度（「品種」って何？）･････････････４＜コラム③＞

ハイブリット品種 ･････････････････････････････････････５

４．新規用途向け稲研究の成果 ･･･････････････････････････････････････････５⑴

飼料用稲 ･････････････････････････････････････････････････････････５①エサ米 ･･･････････････････････････････････････････････････････････５②稲ホールクロップサイレージ ･･･････････････････････････････････････６⑵

新形質米 ･････････････････････････････････････････････････････････７①低アミロース米 ･･･････････････････････････････････････････････････７②低グルテリン米 ･･･････････････････････････････････････････････････７③発芽玄米用稲 ･････････････････････････････････････････････････････８④加工用米 ･････････････････････････････････････････････････････････９⑤有色素米、香り米 ･････････････････････････････････････････････････９

５．今後の展開 ･････････････････････････････････････････････････････････10⑴

新たな研究開発手法 ･･･････････････････････････････････････････････10① DNA マーカー育種 ････････････････････････････････････････････････10②遺伝子組換え ･････････････････････････････････････････････････････10⑵

バイオマス利用 ･･･････････････････････････････････････････････････12①生分解性プラスチック ･････････････････････････････････････････････12②バイオアルコール ･････････････････････････････････････････････････12③その他の用途 ･････････････････････････････････････････････････････12⑶

研究の方向 ･･･････････････････････････････････････････････････････14－1－１．瑞穂の国―水田と米が果たしてきた役割―

する主要食糧を国家管理とする食糧管理法が施行されました。

わが国に水田稲作が伝わった時期は、アジアの戦後の10年間は食糧逼迫の時代でした。米生産は国々の間で最も遅かったとされています。九州で発需要に追いつかず、大量の麦や米が輸入されました。

見されている最古の水田跡は今から2500～2600年前

米の増産を図るため、用排水等の基盤整備や大規模ものです。稲作に関して後発国であったわが国です

な土地改良、化学肥料の増産、干拓事業等の新田開が、梅雨時の豊富な降水量と夏季の高温が稲の生育発などが国を挙げて行われました。こうした取組みに適していたため、稲作は急速に広がって基幹的なの結果、昭和30年以降は米の生産量が明確に上向き作物となりました。
「みずほ（瑞穂）の国」の呼称は、ました。米の完全自給を達成したのは昭和40年代の古事記の「豊葦原之秋長五百秋之水穂国」に見られ初めです。

るように、古来からみずみずしい稲穂の実る国とい

農業技術の開発においても、米の安定多収を目う意味で日本国の美称として使われています。

指した様々な試験研究が展開されました。早植えを

水田稲作の特徴は、水源からの水路の確保、水を可能にした保温折衷苗代と耐冷性品種「藤坂５号」

貯えるための平地化と畦の設置など、水を制御する

は、寒冷地の稲作の安定化に大きく寄与しました。

ための土木工事を必要としたことです。農地開発は耐倒伏性品種の育成と多肥栽培により収量は向上

奈良時代以降積極的に行われ、各地で力のあるリー

し、除草剤や農業機械の開発・普及は労働生産性をダーが、米を作るための水田を通じて水を治め、土飛躍的に高めました。昭和26年（10ａ当たり平年収

地を治めました。さらに、江戸時代になると沖積平

量333kg、10ａ当たり労働時間204時間）と平成13

野での新田開発が急速に進みました。現在使われて年（518kg、33時間）を比較すると、50年間で単収いる用水路の３分の２は明治以前に開発されたもの

は50％以上増加し、労働時間は６分の１以下に短縮と言われています。稲作農業は、こうした生産基盤

しています。全国で普及している田植機稲作システの整備のほか、水の利用に関する利害関係の調整をムは、わが国が誇るべき研究成果の結晶です。

必要とします。代かき、田植えなど様々な共同作業

２．米過剰時代における研究開発

を通じて、各地のムラとしての機能や独特の地域文化が育まれてきました。

わが国の米の需要量は、昭和38年の1,341万トン

米は律令時代から明治６年の地租改正までをピークとして減少傾向に転じました。国民生活の一千五百年にわたって税の中心的役割を果たし、徳向上に伴って食生活の多様化が進み、米に替わって

川幕府は大名の位を水稲の石高で数量化するなど、肉類や油脂類の消費が増加したためです。これに対わが国の社会・経済における重要な地位を占めまし

して米の生産量は昭和42年産から1,400万トンを超た。明治の近代国家体制になると、経済体制は米のえる高水準が続き、大幅な生産過剰となりました。

経済から貨幣経済へと移行しましたが、それ以降も

昭和44年には自主流通米制度の導入とともに初の米

米は主食として日本経済、国民生活に大きな影響をの生産調整が試行され、昭和46年から本格的な実施与えてきました。明治期の米は基本的に自由取引でが始まりました。（図１）。

あったため、価格は大きく変動してしばしば社会問

米の消費は現在も減少を続けています。平成13年

題となりました。

の一人当たり消費量は64kg と、最も多かった昭和

明治の半ば以降、産業近代化による都市の発達に

37年（118kg）の半分近くになりました。最近では伴って人口と一人当たり米消費量が増加しました。

一貫して生産調整規模は拡大し、平成13年産からはその結果、米は国内での増産だけでは需要をまかな

全国で水田面積の38％に相当する101万 ha の生産調

いきれず、恒常的に輸入されるようになりました。

整に取組んでいますが、大幅な生産調整にもかかわ

大正の後半から太平洋戦争前まで100万トンを超えらず米の価格は低下し、一方で過剰米処理のためのる輸入・移入が続き、その量が総供給量の２割近く財政負担が増加しています。こうした状況に対処すを占める年もありました。さらに、戦争が進むにつるため、平成14年12月には、水田農業経営の安定発

れて食糧不足は深刻化し、昭和17年には米を始めと展や水田の利活用の促進等による自給率向上、過剰－1－

米に関連する政策経費の縮減を目指した米政策改革

現在、水稲からの転換作物として麦、大豆など大綱が策定されました。

の作付けが推進されていますが、生産の増加にとも全国に広がる水田は今日の社会でも多様な機能をなって品質面で実需者ニーズとのミスマッチが指摘持っています。平成13年に日本学術会議から、農林されるようになってきました。今後、水田転作面積

水産大臣の諮問「地球環境・人間生活にかかわる農の増加が予想される中にあって、転換作物としての業及び森林の多面的機能の評価について」に対する

非食用水稲生産の検討は重要な課題です。水稲はわ

答申が出され、農業の多面的役割としての経済的評

が国の風土に適し、長年にわたる生産基盤と技術の価が行われました。この中では、急峻な国土の中で蓄積を持つ作物です。水稲の作況指数はほとんどの各地に広く展開する水田が大きな役割を果たしてい年で96～105の範囲に入り、その生産は小麦や大豆る治水機能について、洪水防止機能として年間3.5に比べて極めて高い安定性があります（図２）。

兆円、河川流況安定機能として1.5兆円など高く評

また、消費量が減少しているとはいえ、依然とし価されています。今後も水田の有効利用によって、て供給カロリーのトップを占める米は、わが国におこうした多面的機能を維持していくことが必要でける食生活の主役です。米を主食として魚介類、大す。

豆、野菜、畜産物などが組合されたされた日本型食

図１

図２

米生産量と一人当たり供給量

作物別作況指数の分布（昭和47年～平成13年）－2－

生活は、栄養的にタンパク質（P）、脂質（F）、炭究は、世界の多くの地域に展開する稲作の安定生産

水化物（C）が適切なバランスを保ち、理想的な食に技術面で大きく貢献してきました。最近の例とし生活とされていますが、近年では食生活の変化にては、アフリカの飢餓を救うネリカ米（New Rice

伴って脂質の摂取過多等の傾向が見られ、栄養バ

for Africa：NERICA）の開発が注目を集めています。

ランスの崩れや生活習慣病の増加が懸念されていま

慢性的な食料不足が続いているアフリカでは、生活す。わが国における健康的で豊かな食生活を維持す

形態の変化に伴い過去20年間で米の消費量が急激にる上でも、米は重要な役割を担っています。こうし増加しましたが、米を自給できる国はなく、輸入にた様々な面から、水稲の需要拡大及び新規用途開発

依存しています。ネリカ米は、病気・乾燥に強いアに関する研究が期待されています。

フリカ稲と高収量のアジア稲との交雑によって生ま稲の研究は、これまで遺伝育種、作物生理、病害れたもので、収穫が早く、高タンパクで収量も高い

虫防除、土壌肥料、品質など様々な面で作物研究全など多くの優れた特徴をもつ米です。ネリカ米の開体をリードしてきました。平成14年に行われたイネ

発に対し、わが国は技術面、資金面から積極的な支

ゲノム塩基配列の解読終了宣言には、長年にわたる援を行ってきました。今後、世界的には食料需給の稲研究の蓄積が大きく寄与しています。国際的に見逼迫が予想される中にあって、わが国の稲研究が果ても、米はアジアを中心に年間４億トン（精米ベーたす国際的役割は一層大きくなると考えられます。

ス）が消費される重要な穀物です。わが国の稲研

コラム①
インド型と日本型
インド型（indica ）と日本型（japonica ）は、アジアの栽培イネ（Oryza sativa ）の亜種として、加藤茂苞博士（1930）により分類されました。インド型はインド亜大陸やインドシナ半島といった熱帯地方に多くみられ、日本型は日本や朝鮮半島といった温帯地方に多くみられます。インド型と日本型の交雑は比較的簡単にできますが、その雑種第１代（F1）は様々な程度の不稔（種子ができないこと）を示します。
これまで複数の研究者がアジアの栽培イネの分類を試みており、このほかに両者の中間的な亜種として、
主にインドネシアに分布するジャワ型（javanica 、熱帯日本型とも言われます）が見出されていて、現在はこの３つの亜種が存在するという見方で一致しています。
各亜種の大まかな特徴は下表のとおりで、日本型は短粒で米に粘りがあり、インド型は長粒～短粒で粘りがなく、ジャワ型が大粒で粘りが中程度とされます。しかし、各亜種間には連続的変異があることが認められていて、個別の分類は簡単ではありません。
米の新たな用途開発に際しては、これら栽培イネの遺伝的変異を十分に活用することで今まで思いもよらなかった新たな扉を開くことができるかもしれません。

（参考文献：イネに刻まれた人の歴史、池橋宏著、2000年、学会出版センター）－3－３．研究開発目標の変化

配材料として、多収育種が進んでいた中国、韓国、

戦後、稲の品種改良は国公立の農業試験場及び国IRRI（フィリピンの国際稲研究所）の半矮性インドの補助金で運営される指定試験地が主に担ってきま型品種などが世界各地から集められ、遺伝資源としした。米の増産時代は、多肥条件でも倒伏せずに高ての調査が始まりました。外国品種は耐冷性、耐病

い収量をあげ、耐冷性、耐病性などが優れる安定性

性、脱粒性などに問題を持つことが多かったので、の高い品種の育成に重点が置かれていました。しかこうした形質を改良する必要がありました。

し、米の生産が需要を上回るようになると、価格の農林水産技術会議事務局では昭和57年度から、国銘柄間格差が拡大し、良食味品種に対する要望が立試験研究機関と指定試験地あわせて33研究室が参高まりました。「コシヒカリ」（昭和31年、福井県農加したプロジェクト研究「超多収作物の開発と栽培

業試験場（指定試験地））は、このような背景から技術の確立」により、超多収稲品種の開発と栽培技

作付けを伸ばし、現在では水稲作付面積の36％を占術の確立に関する本格的な研究に着手しました。研

めています。品種育成においても食味の向上を目指究目標として超多収品種開発の期間を３段階に分した品種の開発が活発になり、「キヌヒカリ」（昭和

け、10アールあたり500～650kg の玄米収量を３年63年、北陸農業試験場）、「ヒノヒカリ」（平成元年、

で10％、次の５年で30％（当初比）、さらに７年で宮崎県総合農業試験場（指定試験地））などの良食同じく50％増加させようとするもので、逆七・五・

味品種が育成されました。また、道県においても独三計画と呼ばれました。

自にブランド米を開発する機運が高まりました。
「あ超多収の研究は、平成元年から「需要拡大のため

きたこまち」（昭和59年、秋田県農業試験場）、「きの新形質水田作物の開発」に引き継がれました。こらら397」（昭和63年、北海道立上川農業試験場）、のプロジェクトは、超多収品種の開発に加えて、米「はえぬき」（平成３年、山形県農業試験場）などはのタンパク質やデンプンの特性の解明、新たな用途

現在広く作付けされている公立試験場育成の品種でに向く品種の育成と加工・利用技術の開発を目的とす。

するものでした。現在は、プロジェクト研究「食料一方、昭和50年ころから、米を肉牛などの濃厚飼

自給率向上のための21世紀の土地利用型農業確立に料として利用する、いわゆるエサ米に関心が高まり

関する総合研究」の中で、飼料用および新規形質をました。米の飼料価値の検討とともに、国公立の試持つ稲品種の研究を進めています。

験場、大学のほか篤農家で超多収のエサ米の研究

民間企業による稲の品種開発も増加しています。

や試作が行われました。超多収品種育成のための交超多収を目指したハイブリッドライスや良食味米のコラム②稲の品種に関係する制度（「品種」って何？）
品種登録：育成者の権利を保護するために設けられている種苗法に基づく登録で、特許と同様の知的所
有権の一種です。登録が認められるためには、既存品種と重要な形質で区別できること（区別性）、同一世代で形質が十分類似していること（均一性）、増殖後も形質が安定していること（安定性）等の要件が必要です。
命名登録：農林水産省の新品種として決定し、その普及に資するため、農業関係の試験研究を行う独立行政法人及び指定試験地が育成した特性が優良なものについて命名、登録を行います。命名登録は昭和４年の農林登録制度発足（最初の登録は小麦でした）以来続いており、作物ごとに農林番号が付与されます。
水稲農林１号は昭和６年に登録されました。「コシヒカリ」は水稲農林100号、「ササニシキ」は水稲農林
150号として登録されています。
奨励品種：主要農産物種子制度に基づく都道府県が普及すべき優良な品種です。奨励品種になると都道
府県に原種・原々種の生産が義務づけられます。最も作付けの多い「コシヒカリ」は、40都府県で奨励品
種に採用されています。なお、低アミロース米の「ミルキークイーン」は、茨城県でのみ奨励品種に採用されていますが、全国で3,500ha を超える栽培面積があります。

－4－

表１

各地域で育成された多収品種の７品種が育成されました。新品種の収量は標準品
種に比べて６～20％多く、10アールあたりで570～800kg が得られました。これらのほとんどが外国品
種を親に用いた交配から生まれたもので、粒がやや長く、食べると粘りが少ないというインディカの特徴を備えています。多収品種の栽培法に関する研究も行われ、生育段階に応じた施肥が多収を得るため研究のほか、最近では遺伝子組換えの手法を利用し重要であることが明らかになりました。この栽培法

た除草剤の影響を受けない稲、低タンパク米などのによって気象条件が良好な年には800～900kg の収研究が行われ、外国企業の参入も目立っています。

量をあげ、中でも「タカナリ」は研究期間中の最高平成14年12月に策定されたバイオテクノロジー戦略

収量が990kg という極めて高い水準に達しました。

大綱では、優良な稲の民間育成品種の普及に向けて、しかし、当時はコスト面で採算があわなかったこと

民間育成品種の市場への周知・PR 等について検討などから、新品種が飼料用として普及することはあすることとされ、農林水産省において既に具体的なりませんでした。その後、超多収育種の対象は次に取組みを始めています。

述べるホールクロップサイレージに移り、現在では

４．新規用途向け稲研究の成果

エサ米専用の超多収品種育成は行われていません。

⑴

飼料用稲

超多収を狙うアプローチとして、雑種強勢を利用①エサ米

したハイブリッドライス（コラム参照）の研究も行

逆七・五・三計画の実施によって育成された品種

われました。雑種強勢は、かけあわせる両親が遺伝

は表１のとおりです。飼料用の稲の育種では、食用的に近いと大きな効果が得られないため、従来の日で重要視される食味をチェックする必要がありませ

本水稲間の組合せでは飛躍的な多収化が困難です。

ん。多収性や耐病性などに重点を置いた選抜により、

しかし、インディカを片親にした組合せでは雑種不昭和59年からの10年間で「アケノホシ」など多収稔が発生したり、耐病性や耐冷性が十分ではないと

コラム③
ハイブリッド品種
ハイブリッド品種とは、遺伝的に異なった２系統（品種）を交配してできた最初の世代、すなわち F1（雑種第１代）でできた品種です。両親の相性が良い場合には雑種強勢（生育が旺盛となる等）が発現され、親品種を超える収量が得られます。このため、中国では水稲作付面積の約半分を占め、最近はインドでも急速に普及しています。
しかし、大きな問題として、ハイブリッド品種の種子生産に多労を要するということがあります。まず、
自殖作物（雌しべに自分の花粉がかかって種子ができる作物）であるイネを他殖（他の個体の花粉が雌しべにかかって種子を生産）させるためには、雄性不稔系統（花粉の受精能力をなくした系統。母親として使う。）や F1に米を実らせるための稔性回復系統（雄性不稔の特性が F1に残っていては米が実らないので、F1の花粉の能力を回復させるこの系統を父親に使う。）などを用意する必要があります。また、採種にあたっては花粉が飛散して両親が交配しやすいようにロープを引くなどの手間もかかり、種子生産コストが通常品種の数倍になります。日本では、新城長有博士（1969）が雄性不稔系統を発見してハイブリッド育種シ
ステムの可能性を世界に先駆けて実証したものの、このコストの問題から実用化されてきませんでした。
最近になってようやく日本でも、民間会社が良食味で多収のハイブリッド品種を育成し、種子のコスト増
加分を超える農家収入が得られる可能性が示され、数千 ha の規模で普及しはじめています。
種子生産の問題に関して世界中の研究者が注目しているアイディアとして、アポミクシス（単為生殖）の利用があります。一旦できたハイブリッド品種を栄養繁殖で増やして種子を生産しようというもので、開発に成功すれば種子生産の手間を大幅に削減できる革新的な技術です。今後の研究の進展に期待したい
ところです。
（参考文献：イネに刻まれた人の歴史、池橋宏著、2000年、学会出版センター）－5－

いった問題が生じました。プロジェクト研究では、は昭和50年代から行われていましたが、平成３年に雑種不稔緩和遺伝子や雑種強勢発現機構の研究に取三重県農業技術センターでコンバインの刈取り部

組むとともに、採種システムの基礎となる雄性不稔

分とロールベール作成部分を合体させたカッティンと稔性回復の遺伝的研究を進めました。同時に、多グロールベーラが開発されて以来関心が高まりまし

数の交配による組合せ能力が調査されましたが、収た。この機械は、その後に開発された自走式のベー量面で従来型の多収品種を凌駕する水準には至らルラッパとともに一般に市販されています（写真ず、種子生産の低コスト化も解決すべき課題として

１）。

残りました。ハイブリッド品種の研究はその後も続WCS は転作作物として積極的に奨励されている

けられ、最近になって「みつひかり2003」（三井化

こともあって栽培面積が増加しています。平成13年

学㈱、平成14年）などの品種が育成されています。

度は全国で2,400ha の作付けがあり、その50% 以上②稲ホールクロップサイレージ

は九州地域です。
農業研究センターと草地試験場（現

エサ米に替わって注目されたのがホールクロップ（独）農業技術研究機構作物研究所と畜産草地研究

サイレージ（発酵粗飼料：WCS）です。WCS は稲所）は、平成11年度から、ワラと穂の合計収量が多が完全に実る前の黄熟期といわれる時期にワラと穂く、かつ家畜が利用できる栄養分（可消化養分総量：を一緒に収穫し、乳酸発酵させることによって栄養性、嗜好性、貯蔵性の高い飼料とするものです。稲表２

ホールクロップサイレージ用品種

体をすべて利用するため、穀実のみを利用するエサ
米よりコスト的に有利ですが、水分を多く含むため長距離の輸送ではコストがかかります。
WCS の飼料的評価や機械作業体系に関する研究

写真１

稲 WCS の収穫機械体系（提供：畜産草地研究所）－6－TDN）が多い稲の品種開発を目指した研究を開始の幅は大きくありません。その中で「コシヒカリ」

しました。平成17年度に乾物収量で2.0t/10a、TDN

は最もアミロース含量が低い部類に属します。

収量1.1ｔ /10ａ、平成22年度までにはそれぞれ2.2ｔ

昭和50年代からアミロース含量に関する遺伝子/10ａ、1.3ｔ /10ａを目標として WCS 用稲品種の開の解析と簡易定量法の研究が進んだことを契機とし発を行っています。これまでに表２に示した４品種て、食味改善のために低アミロース化を目指す研究が育成され、普及に移されました。

が本格的に始まりました。わが国で初めての低アミ

稲を WCS として利用する際の調整、給餌に関す

ロース米品種は、平成３年に北海道立上川農業試験

る研究も進められています。稲は茎が中空で付着す場が育成した「彩」
です。その後、ミルキークイーン、る乳酸菌が少ないために、乳酸菌よりも酪酸菌や酵はなぶさ、スノーパールなど低アミロース米品種

母などが増殖しやすく、良質なサイレージ化が難しが次々に育成されてきました（表４）。これらのアいという性質を持ちます。
この問題を解決するため、

ミロース含量は一般品種ともち品種との中間的な値

WCS の密封初期に急速に増殖して良質なサイレー（５～15％）を示し、外観も両者の中間的な半透明ジ化を可能にする乳酸菌「畜草１号」（平成14年特です（写真２）。低アミロース米は単品として利用

許出願中）を見出しました。また、乳牛への給餌試されているほか、食味を向上させるブレンド用、冷験の結果から、適切に収穫・調製された稲 WCS は

めてもおいしいという特性を活かした中食用米飯、嗜好性が良く、粗飼料としては乳牛に一般的に給餌

チルド寿司などにも利用されています。最も作付けされている輸入チモシー乾草に代替して使える結果が多いミルキークイーンは関東を中心に3,600ha でが得られています（表３）。

栽培され、一般品種以上の高値で取引されています。
米のアミロース含量は、品種特性だけではなく登

⑵

新形質米

熟時の温度によっても影響されます。これまで育成①低アミロース米

された低アミロース米品種は高温年にアミロース含米に含まれるデンプンは、タンパク質とともに食量が高くなりやすく、年ごとの品質が必ずしも安定

味を大きく左右します。デンプンにはグルコース（ブしません。この問題を解決するため、登熟温度に影ドウ糖）が直鎖状に連なったアミロースと、分岐状響されない低アミロース米品種の研究を進めていまの構造を持つアミロペクチンの２種類があり、アす。

ミロース含量が低い米は柔らかく粘りが強くなりま②低グルテリン米

す。アミロース含量がゼロになったものがもち米でわが国に20万人以上いるとされる腎臓病患者は、す。わが国で一般に栽培されてきた米（もち米以外）のアミロース含量は15～20％で、世界的に見るとそ
表３

稲発酵粗飼料の乳牛への給与試験成績

表４

プロジェクト研究で育成された低アミロース米

写真２ 低アミロース品種の玄米（写真提供：作物研究所）－7－タンパク質の摂取が制限されるため、低タンパクのは、農業生物資源研究所放射線育種場でγ線照射

食事療法が必要です。腎臓病患者用の米としては、により作成された系統です。低アミロース米品種の

通常６～８％含まれるタンパク質の酵素処理や、と親にも放射線育種場の突然変異系統「NM397」がう精（粒の外側から削る）の程度を高めることによっ利用されています。また、次に述べる巨大胚品種て低タンパク化した米が使われていましたが、食味の交配親には九州大学で作成された突然変異系統が落ちたり価格が高くなるといった問題がありまし「EM40」が利用されました。さまざまなお米を作りた。

出そうとした基礎的な研究は、10年以上を経て農業

そこで、米の消化しやすいタンパク質として最も形質が改良された実用品種となり、立派な実を結ん

多く含まれるグルテリンに着目し、これが少ない米でいます。

を開発する研究が行われました。低グルテリン突然③発芽玄米用稲変異系統の「NM67」を交配親とした材料から、平γ - アミノ酪酸（GABA）は動植物に広く分布す

成13年に最初の低グルテリン米品種「エルジーシー

るアミノ酸の一種で、神経伝達物質として重要な役

１」（農業生物資源研究所放射線育種場）と、その割を果たしているほか、血圧上昇抑制効果などいく子供である「春陽」（農業技術研究機構中央農業総

つかの薬理効果が知られています。GABA は玄米に合研究センター北陸研究センター）が育成されまはわずかしか含まれていませんが、中国農業試験場

した。また、平成14年には低グルテリン米に低アミ（現（独）農業技術研究機構近畿中国四国農業研究

ロース性の特徴を加え、食味を一層改善した「LGC

センター）は玄米を水に漬けて発芽させると胚芽部

ソフト」（近畿中国四国農業研究センター）が育成

分で顕著に増加することを発見し、「γ - アミノ酪

されています。これらの品種のタンパク質含量は通酸を富化した食品素材」として発芽玄米の基本特許

常の品種と同程度ですが、グルテリン含量は1/2に、を取得しました。機能性に富む発芽玄米は最近急速

易消化性タンパク質全体は2/3に減っています（図に市場が拡大し、平成13年の売り上げが80億円に達３）。低グルテリン米を使った腎臓病患者の臨床試しています。

験も実施され、良好な結果が得られています。現在

平成11年には GABA を効率的に利用する高機能は、低グルテリンの性質に加え、もうひとつの易消性品種として、「はいみのり」
が育成されました。
「は化性タンパク質であるグロブリンの含量を低くする

いみのり」の胚芽は通常品種の３倍から４倍の大き研究が進められています。

さで、GABA も４倍程度蓄積されます（写真３、図

ここで、低グルテリン米の親に使われた「NM67」

図３４）。「はいみのり」は一般品種に比べて出芽苗立ち

低グリテリン米のタンパク質組成－8－はいみのりコシヒカリ

写真３ 「はいみのり」と「コシヒカリ」の玄米（写真提供：近畿中国四国農業研究センター）

写真４ 有色素米の玄米と籾
左：「紅衣」右：「あきたこまち」（写真提供：東北農業研究センター）

れ、湯や水を注ぐだけで簡単にご飯が食べられる
アルファ米などの製品が開発されました。米粉でパンを作る研究も以前から行われていましたが、新潟
県農業総合研究所が米を小麦粉並みの微細粒にする技術を開発し、第三セクターがプラントを稼働させて生産の動きが全国に広がりました。米粉パンは輸入小麦に替わって地場産の米を原料に使えることか
図４

ら、地産地消の取組みとして関心を集め、インター

γ－アミノ酪酸含量の変化

ネットにも多くのホームページが開かれています。

が悪いため、これをカバーする栽培法の研究も行わ

米粉パン用としては粉状質の米が適するといわれてれ、籾殻成型マットの利用と高密度播種（箱当たりいるため、これに向けた品種開発も始まっています。

270g）で田植機適応性のある苗が得られることが明⑤有色素米、香り米

らかになりました。
「はいみのり」は山口県など数東南アジアの市場などでは、私たちが見慣れてい県で作付けが行われています。平成14年には胚芽部る白い米とともに赤い米や紫黒の米が売られていま分が大きく GABA の含有量も高いもち品種「めばす。赤米はわが国の古代の米であったともいわれ、えもち」も育成され、これを使った発芽玄米もちの明治の頃まで日本各地に広く存在していました。最

商品開発が進められています。

近では各地で村おこしの材料として生産に取組み、④加工用米

酒や味噌などの加工品が作られています。また、有清酒は米の代表的な加工品です。清酒用の酒米と色素米の赤や紫黒の色素は糠（ぬか）層にあるポリ

しては、大粒でタンパク質含量が少なく心白の出やフェノールの一種で、抗酸化作用を持つため健康食

すい米が適するとされています。
「山田錦」などは品として需要が高まっています。

酒米の代表的品種として知られていますが、晩生で有色素米の品種としては、つくし赤もち（平成７

倒伏に弱く、病気にも弱いため、こうした栽培特性

年、福岡県）、ベニロマン（平成８年、九州農業試の改良を図りながら、各地で地域の特徴ある酒造り験場）、朝紫（平成８年、東北農業試験場）、むらさを目指した酒米の品種開発が進められています。

きの舞（平成11年、
兵庫県）、紅香（平成13年、新潟県）、

米の素材を活かした新たな加工法の研究も行わ

紅衣（平成14年、東北農業研究センター）などが育－9－

成されました。赤米は収穫前に脱粒して雑草化しや進められています。また、単純反復配列（simple

すい問題がありましたが、最近の育成品種ではそう

sequence repeats：SSR）や、１塩基の違い（single

した欠点も改良されてきています。
（写真４）nucleotide polymorphism：SNP）を利用した効率

香り米は、通常の米とは異なる芳香を持つ米です。
パキスタンやタイなどの国々に分布しますが、少量ながらわが国でも古くから栽培され、祭事や接待用に使われていました。世界的には「バスマティ370」など高価格で取引される品種があります。わが国の香り米品種には「サリークイーン」（平成３年、農業研究センター）、「はぎのかおり」（平成３年、宮城県）、「キタカオリ」（平成４年、
北海道農業試験場）、「リンクス早生」（平成10年、キリンビール㈱）などがあります。

５．今後の展開⑴

図５

新たな研究開発手法

DNA マーカーによる選抜① DNA マーカー育種
従来の育種では、交配などで変異を拡大した多く的で高精度なマーカー開発の研究も行われていますの材料から多収性や耐病性など望ましい特性を備え（図５）。

た系統を選抜する方法として、実際に栽培して収量②遺伝子組換えを量ったり、病気の出やすい条件で栽培して発病程これまで紹介した新品種は、従来からの交配育種度を観察したりしていました。しかし、こうした方や突然変異育種によって得られた研究成果です。現法では、試験をするときの土地条件や微気象条件の在でもこれらの技術が新品種開発の主流であること違いなどで必ずしも安定した結果が得られません。

には変わりありませんが、葯培養、プロトプラスト

系統の特性を把握するためには、試験区の数を増や培養など新たな技術で育成された品種も増えていまし、試験の年数を重ねてデータを蓄積する必要があす。また、近年は遺伝子を直接操作する遺伝子組換りました。

え技術が急速に発展しています。遺伝子組換え技術

DNA マーカー育種は、多収性や耐病性の遺伝子は、ある生物から特定の有用遺伝子を取り出し、目に関係する分子レベルの目印（マーカー）を見出的とする他の生物に組み込むことにより新しい形質し、マーカーの有無によって目的とする系統を選を付与する技術です。この技術の特徴としては、目抜する技術です。DNA の特定塩基配列を認識して的とする遺伝子だけを組み込むことによって、効率切断する酵素を作用させて得られる DNA 断片の長的に作物の改良を行うことができる点にあります。

さ（restriction fragment length polymorphism：

稲に関しては除草剤耐性、病害虫抵抗性のほか、必RFLP）などがマーカーとして利用されています（図須アミノ酸であるトリプトファンを多く含み飼料価５）。マーカーによる選抜は、遺伝子レベルで系統値の高い稲、米アレルギー原因物質を除去した稲、の特性が把握できるため、特性検定に必要な圃場面

スギ花粉症を緩和する稲などの研究が進んでいます

積の節約、育種年限の短縮により育種効率が大幅に（図６）。

向上することが期待されています。

わが国では、これまで遺伝子組換えによって育DNA マーカー の技 術は、イ ネ ゲ ノ ム解 析研究

成された稲の品種が実用栽培された例はありませんの成果を利用して急速な進歩を遂げています。こが、世界的には大豆、トウモロコシなどで遺伝子組れまでにいもち病 抵 抗 性や 出 穂 期 制 御へ の応用

換え作物の栽培が増加しており、その種子販売高はが 可 能 に な っ た ほ か、 虫 害 抵 抗 性、 食 味、 耐 冷10億ドルを超えるとされています。この技術は将来性、 直 播 適 性 な ど に 関 連 す る マ ー カ ー の 探 索 がの地球規模での食糧問題の解決、農薬、肥料等の削

－10－

図６

遺伝子組換えによる機能性の付与－11－減を通じた持続的農業の発展、新産業の創出など多残さなどを原料としたポリ乳酸から加工される製品

くの分野での貢献が期待されています。平成14年12と、コーンスターチなどのデンプンをエステル化し月に国際コンソーシアムによるイネゲノム解読終了

た製品があります。これらは自然界の微生物などの宣言が出されるなど、技術的基盤は急速に整備され働きによって分解され、最終的には水と二酸化炭素てきました。

になります。米国ではコーンスターチからポリ乳酸

組換え体の安全性に関しては、経済協力開発機構を製造する年産14万トン規模のプラントが稼働して（OECD）で合意されている安全評価のための基本

います。わが国でも食品残さを原料とした年産２万的考え方に沿った遺伝子組換え技術の利用に関する

トン規模のプラントが平成14年から北九州市エコタ

安全性評価指針が、実験段階、環境に対する安全性、ウンで稼働しました。

食品の安全性などの各分野で定められ、これらに基生分解性プラスチックの普及に当たっての課題

づいて研究開発が行われています。今後とも十分なは、石油原料のプラスチックに比べてコストが高い

安全性の確認と国民的理解の下に、情報公開を徹底ことです。稲を原料とする場合には、稲ワラ、籾殻

しながら研究を進めていくことが重要です。

を含めた植物体全体を総合的に利用してコストを低下させる工夫が必要です。今後実用化を図るために⑵

バイオマス利用は、稲の多収化・低コスト化とともに、稲ワラや籾

近年、生活基盤の多くを化石資源に大幅に依存す

殻に含まれるセルロースを糖に分解する処理技術のるようになった結果、地球温暖化や廃棄物など様々

開発、材料の輸送・収集システム、高能力発酵微生

な環境問題が深刻化しています。こうした問題に対物の開発などの課題に取組む必要があります。

応するため、平成14年12月には、内閣府、文部科学②バイオアルコール

省、農林水産省など関係省庁の下で、地球温暖化のバイオアルコールには、バイオマス原料を粉砕後防止、循環型社会の形成、農林漁業、農山漁村の活にガス化してメタノールを合成する方法と、原料を性化に向けた「バイオマス・ニッポン総合戦略」がグルコースなどの単糖に分解した後に微生物発酵さとりまとめられました。ここでは、バイオマスのエ

せてエタノールを作成する方法があります。このう

ネルギーとしての利用、生分解性プラスチック原料

ち、エタノール化技術は既に実用化されており、アとしての利用などに向けた具体的目標が設定されてメリカにおけるトウモロコシを使ったバイオエタ

います。

ノールの生産量は500万 kl に上っています。わが国

日本の国土全体に広がる水田は、一面ではわが

では平成14年に国内初のメタノール生産プラント

国に広く整備されたバイオマス生産装置でもありま「農林グリーン１号」が平成14年に長崎県で稼働しす。稲のバイオマス利用としての可能性を考えていました。これは、農業技術研究機構が長崎総合科学

くことは、今後の重要な検討課題です。

大学、三菱重工㈱と共同で開発したものです。また、①生分解性プラスチック

日輝、月島機械㈱などでも木材チップなど農林産廃

私たちの身の回りでは大量のプラスチックが使わ

棄物を利用したエタノール生産の実証プラントを立れていますが、石油を原料とするこれまでのプラス

ち上げています。

チックは難分解性で、焼却すると高温を発し焼却炉

稲のバイオエネルギー利用に当たっての課題も低の損傷を招くなど廃棄物処理が問題になっていま

コスト化にあります。生分解性プラスチックの場合す。このため、生分解性プラスチックに対する関心と同様に、稲に適した糖化・抽出技術の開発、材料が高まっており、平成21年の生分解性プラスチックの輸送・収集のシステム化などによる効率性の向上

市場は全プラスチックの１割に達すると予測されてが必要です。

います（科学技術庁「第６回技術予測調査」）。土の③その他の用途

中で分解する性質は被覆用、結束用などの農業用資

米デンプンはわが国で年間1300トン生産されてい材として特に有利な点であり、今後の普及が期待さます。
その８～９割がカスタードクリーム等の食用、れています。

１～２割が工業用です。米デンプンの直径は２～８生分解性プラスチックには、農作物あるいはそのμｍと、コーンスターチ（６～21μｍ）、バレイショ

－12－

写真５

主要作物のデンプン粒子（写真提供：島田化学工業株式会社）

－13－

デンプン
（５～100μｍ）に比べて粒子が小さいため、

ぬかのセラミックス化など、新たな製品開発の動き

この特徴を活かして写真用印画紙、壁紙用のり、製も見られています。今後はさらに、米の機能性成分

薬錠剤、化粧品等に利用されています（写真５）。

の検索による新規用途の拡大、米デンプンの粒子や精米加工により年間90万トン発生する米ぬかは、

糊化特性（デンプンに水を加えて撹拌しながら温度

製油用（36％）をはじめ、キノコ培地、飼料、漬物を上昇させたときの粘性の変化）等の特徴を活かし用として利用されています。米ぬかには成長促進やた新たな加工法、製品開発など様々な角度からの課

酸化防止効果を持つγ－オリザノール、ビタミン B

題の検討が必要です。

群の一種であるイノシトールなどの有用物質が含まれ、工業化による生産が行われています。

飼料生産としての水田の利用は、耕畜連携による持続型農業を志向する視点からも期待が大きく、稲の WCS は有望な材料です。品種育成では、稲ワラ

⑶

研究の方向

を含めた全体収量と TDN 収量が多いことに加えて、将来的に米の需要が減少傾向で推移していくと予農薬散布を減らすための病虫害抵抗性の強化を図測される中にあって、今後の研究開発では米や稲のり、併せて低コスト生産のための直播栽培技術、効需要拡大と水田の総合利用に向けた取組みが重要に率的な給餌技術の開発を進めることが重要です。

なっています。

一方、水田の総合利用の面からは、ニーズにマッ

需要拡大としては、これまでの研究蓄積を踏まえチした麦、大豆、飼料作物など地域条件に適した作

機能性を一層高めた品種、食生活の多様化に対応し物生産を支える技術開発が必要です。また、水田をて特徴ある食味や色を持つ品種等の新形質米の開発利用した放牧や稲以外の作物生産を含めたバイオマを進める必要があります。最近では、米ぬかに含ま

ス利用の可能性を検討していく必要があります。

れるトコトリエノール（不飽和ビタミン B）などの新たな機能性が明らかにされ、発芽玄米の製造工程（で米アレルギーの原因物質が顕著に減少するなどの執筆担当：研究開発企画官

需要拡大を促す知見が得られています。また、脱脂

－14－

研究調査官

佐々木昭博
森田

敏

）

本レポートについてのご意見・ご感想を募集します
今後のレポート作成の参考とするため、皆様から幅広いご意見・ご感
想をE‑mail、ファックス、郵便などによりうけたまわっていますので、下記宛までお寄せ下さい。
住所：〒100‑8950 東京都千代田区霞が関１−２−１
農林水産省

農林水産技術会議事務局

技術政策課企画調整班（担当）森澤、石橋

電話：03‑3501‑4609（直通）03‑3507‑8794（FAX）
E‑
mai
l
：www.
@s
.
af
f
r
c.
go.
j
p
本レポートは下記からもご覧いただけます。
＜ URL＞ htt
p://www.s.affrc.go.jp/docs
.r
epor
t
.ht
m

農林水産研究開発レポート№６「新たな用途をめざした稲の研究開発」
2003年3月31日
監
修
編集・発行

発行

農林水産省 農林水産技術会議
農林水産省 農林水産技術会議事務局〒100‑8950 東京都千代田区霞ヶ関１−２−１
TEL 03‑3502‑
8111（代） FAX 03‑
3507‑
8794
ht
t
p:
/
/
www.
s
.
af
f
r
c.
go.
j
p

表紙写真提供：左上
左下
右上下

富士吉田市
群馬県農業試験場
東北農業研究センター

武藤傳太郎氏
関上直幸氏
内野彰氏