戦略的イノベーション創造プログラム
次世代農林水産業創造技術において実施する研究開発について

農林水産省
農林水産技術会議事務局

本課題に取り組む意義○

関係府省の知見や様々な分野の先端技術を結集・融合
内閣府の政策参与の下、企画・立案の段階から関係府省の知見を結集した研究開発計画案を作成。様々な分野の最先端技術を有する研究体制により、研究開発を推進。
【次世代農林水産業創造技術に参画している府省庁】
内閣府（宇宙戦略室、食品安全委員会）、総務省、国税庁、文科省、農水省、経産省、環境省○

技術革新を通じた農林漁業者の育成・確保「チャレンジする農林水産業経営者」が活躍できる環境を整備するため、① ６次産業化や輸出促進をはじめ、付加価値を高める新商品の開発や国内外の市場における需要開拓などの促進② 農地の集約化等による生産コスト・流通コストの低減等を通じた所得の増加を進め、農林水産業の自立を後押しする技術の研究開発を行い、実用化・事業化を戦略的に推進。

平成26年度予算額（案）
研究課題

予算額

１．農業のスマート化を実現する革新的な生産システム（１）高品質・省力化を同時に達成するシステム

８．５億円（２）収量や成分を自在にコントロールできる太陽光型植物工場

３．８億円

２．画期的な商品の提供を実現する新たな育種・植物保護技術（１）新たな育種体系の確立

８．５億円（２）持続可能な農業生産のための新たな植物保護技術の開発

３．５億円

３．新たな機能による未来需要創出技術（１）次世代機能性農林水産物・食品の開発

５．０億円（２）林水未利用資源の高度利用技術の開発①木質リグニン等からの高機能素材の開発

３．３億円②未利用藻類の高度利用・培養型次世代水産業の創出

１．７億円

生研センターにおける管理費合

０．７億円
計

３５．０億円１．（１）高品質・省力化を同時に達成するシステム【８．５億円】

高度センシング技術により、圃場、環境、作物、家畜の精密な情報を収集し、作物-環境制御系、圃場-機械作業体系などをモデリング・最適化し、これを活用した営農計画、圃場管理、飼養管理、作業機械の知能化・高度化をはかる。これにより、高品質・高付加価値農産物の生産と低コスト化を両立させる。
生育診断×気象予報で、高温登熟障害、冷害から守る栽培管理オプションを提示。

収量・品質確保、災害回避

省力化・最適管理

水管理の自動化と気象、生育に応じた管理、地区内での最適配分

リモセンによる圃場単位の状況セン
シングと地域内での作業
適期判断

最適計画・地域戦略

省力化・資材低減

蓄積した情報を利用した施肥・播種・防除により資材費３０％低減

測位衛星を利用した自動作業による労働コスト半減
ほ場・作物の状態に対応して設定を自動で可変する作業機

１．（２）収量や成分を自在にコントロールできる太陽光型植物工場 【３．８億円】
ゲノム情報と分子生理機構情報を利用して、自然光型植物工場における植物の生育試験結果と精密分析結果の統合解析により重要因子を特定・指標化する。この利用により我が国の各品種に応じた至適管理法提示を迅速化し、低コスト高生産栽培技術をパッケージとして開発する。

高収量・高品質性要因

生理障害発生要因

ファインバブル*の特性

・栽培条件により変動する収量性と高品質性の鍵となる内在性因子の探索

・裂果・尻腐れ・葉先枯れ等のトマトの生理障害果発生要因の解明

・様々な生理活性効果データの蓄積とその効果の解明

×多収
低品質

低収量
高品質

多収・高品質最適栽培環境

トマト栽培の軽労化・低コスト生産を可能とする特性・機械化に対応できる開花・成熟等の斉一性の解明

制御因子候補の抽出
・統合オミクス解析を行い、栽培条件と遺伝子や代謝産物等の相関解析による鍵因子の決定

右がファインバブル

ファインバブル水で栽培・処理によるレタス

収穫したトマトは身が締まり水に沈んでいる

ファインバブル発生装置と栽培システム＊ファインバブルとは、液体中の微小気泡（概ね10-7～5×10-5m）見出された因子を指標として環境制御を行うことによる経験則に頼らない新たな栽培管理技術を構築

我が国が先行するファインバブル技術を用いることによる海外に対抗しうる新たな栽培管理技術を構築

生産性の向上、高品質化、低コスト化を通じ、国産農産物の生産力増強

２．(１)新たな育種体系の確立 【８．５億円】
担い手の大幅な減少、企業による農業生産の拡大、和食に対する関心の世界的な高まり等、我が国の農林水産業や食品産業を取り巻く状況が大きく変化する中、様々な市場のニーズに対応する多様な農林水産物の可能な限り速やかな開発の重要性が増大している。
このような中、農林水産物の品種開発に必要な育種技術そのものを高度化するためのこれまでの取組を府省連携を通じて加速化し、様々な品目における育種期間の大幅な短縮と育種材料の多様化を早期に実現する。
ゲノム編集技術等を開発・改良

オミクス解析技術等を育種に応用するための技術を開発

ゲノム編集技術を用いて画期的な農作物等を開発

円滑な社会実装の方法に関する調査研究等を実施想定している画期的な農作物等の例

ゲノム編集技術

果樹の超早期開花技術

オミクス解析（代謝物等の網羅的解析）技術の活用

作物等への重イオン照射技術の活用開発された技術をパッケージ化し、国内のユーザーに提供

超多収イネ
さ進
れ捗
た状
技況
術にを応
活じ
用、開発

おとなしいマグロ（集約飼育が可能）

育種関係者に新しい技術の有用性を提示／社会実装に至るまでの課題を抽出し、対応策を検討

円滑な社会実装のための戦略・手法を提案【目標とするアウトカム】概ね10年後を目処に、育種の担い手たる国や地方の研究機関及び民間の種苗会社等が、新たな開発された育種技術を活用し、多様なニーズに対応した様々な新品種を次々に開発するとともに、それらの新品種の市場投入が円滑に行われることにより、国産農林水産物の品質・価格両面における市場競争力が向上する状況を創出。

２．（２）持続可能な農業生産のための新たな植物保護技術の開発 【３．５億円】
世界的な食料需要の増大、病害虫の薬剤抵抗性の増大、新規農薬開発コストの増大、「スーパー害虫」の発生懸念などがある。このため、これまでの農薬に偏重した保護でなく、物理的、化学的、生物学的に多角的なアプローチによる植物保護技術を開発し、持続的な農業生産を実現する。

背景・課題
世界的な食料需要の増大
薬剤抵抗性の発達
新規農薬開発コストの増大「スーパー害虫」
等の発生懸念国内
生産現場の強化

輸出促進
農薬メーカー等関連産業の縮小

技術開発

製品化

＜画期的な研究シーズ例＞

従来の画
一的な化
学
農薬使
用
からの脱却

害虫を抑える
光の発見

デザインされた薬剤で病害抵抗力を強化

共生で病害抵抗力を強化

物理的保護技術
化学的保護技術

生物的保護技術

持続可能な農業生産のための統合的植物保護システム構築

関連産業
への技
術
移転、
特許の実
施
許
諾
等

アウトカム
農業生産ロスの減少による食料生産の安定化
薬剤抵抗性病害虫等の抑制
持続的な農業生産の実現

国内輸出に対応した農産物生産

海外市場開拓による関連産業のグ
ローバル展開３．（１）次世代機能性農林水産物・食品の開発 【５．０億円】
農林水産物に含まれる食品因子のうち十分に機能性が解明されていない成分の作用機序等を解明し、人体における脳機能活性化や身体ロコモーション機能改善などに着目した科学的エビデンスを獲得することにより、次世代農林水産物・食品の開発、運動・スポーツによる相乗効果の検証を行い、高齢化社会を見据え、国民の生活の質（ＱＯＬ）の向上に資する食生活を実現する。
脳機能・身体ロコモーション機能に着目したエビデンスの獲得
食と運動による相乗効果検証
 食とスポーツによる運動機能改善の効果検証及びモデル的な運動プログ
ラム・メニュー等の開発

機能性成分評価手法の開発
 ホメオスタシス維持効果解明のための機能性成分の作用機序解明と機能改善評価の開発

・柑橘類（(R )-,(S )-リナロール
ノビレチン）、 酒粕（SAMｅ）
・・・認知機能改善など
・ヨーグルト（乳酸菌）・・・老化抑制・魚（魚肉タンパク）・・・サルコペニア
等
・スポーツ
・運動

脳機能活性化身体ロコモ
機能改善

 食品因子の分子レベルでの作用機序の解明及びエビデンスの獲得
 人体における機能改善効果に関するエビデンスの獲得
 ＱＯＬの向上を目指した次世代機能性農林水産物・食品や食事レシピの開発

健やかで心豊かに生活できる活力ある高齢社会の実現

７

３．（２）林水未利用資源の高度利用技術の開発①木質リグニン等からの高機能素材の開発 【３．３億円】
我が国の農山村を工業原料の新たな供給源とすることを目的に、木質バイオマスから機能性リグニン及び副産多糖類を製造すると共に、得られたリグニンおよび多糖類を用いて高付加価値素材を開発する。
新規な生物変換技術
等の革新的技術を開発
林地残材からのリグニン・副産糖の変換技
術の開発

リグニンモノマー製造技術の開発（芳香族化合物群）

出口製品を意識したリグニン供給及び糖化技術の開発現場を考慮し、地域において最適なバイオマス変換技術を開発

リグニン・改質リグニン

副産糖類

林地残材

出口産業に役立つ新素材を開発
リグニン・副産糖を原料とした高機能製品の製造技術の開発

新規なエンジニアリ
ングプラスチックの製造技術の開発（研究開発例）

耐衝撃機能を備えた自動車用部材等

出口戦略

工業的に付加価値の高いエレクトロニクス素材の製造技術の開発（研究開発例）

耐熱性、絶縁性等を有するエレクトロニクス基板等

糖の発酵産物（有機酸やアミノ酸）を原料として含む付加価値の高い農業用資材等の製造技術の開発（研究開発例）

高機能吸水剤や肥効調節型肥料用の被覆剤等

・化学系企業等と連携し、既存品と比較して、市場競争力が高い低価格又は高機能な製品の開発を目指す。
・国産リグニンを原料とした高機能製品の生産により、国内資源を用いた新たなビジネス展開を図る。

３．（２）林水未利用の高度利用技術の開発②未利用藻類の高度利用・培養型次世代水産業の創出 【１．７億円】
藻類は高い増殖能力と、高度不飽和脂肪酸（EPA、DHA等）、抗酸化物質、ミネラル等の有用な成分を高含有するなど、機能性食品等への応用可能な有望種が多数知られ、大量培養を行うことで、高純度の有用成分を安定供給することが可能になると考えられている。一方でコスト等の問題から利用が進まず、基礎研究段階に留まっているのが現状である。
本課題では、藻類培養の課題であるコストを低減し培養型次世代水産業の創出を目的として、機能性食品等に有用な成分を効率的に産み出す優良株の確保と育種、そして実用規模での大量培養技術の開発と高付加価値藻類産物の製品化を目的とする研究開発を行う。

(１)基盤技術開発ステージ(2014-2016)

農水省

環境省

分析・評価技術の開発（試料の提供）藻類コレクションの活用

有用種や有用成分の特定（微細藻、シアノバクテリア等）

新規優良株の収集・確保

情報整備（データベース拡充）（分析結果等の提供）

生態特性、有用成分、分析・評価等の情報

様々な自然環境を視野に優良株を収集

出口戦略！

(２)応用技術開発ステージ(2017-2018)(供給体制の整備)

研究機関、民間企業等（製品開発）

環境省、農水省

大量培養技術開発
条件の検討及び最適化により高品質の原材料を安定供給

品種改良技術開発

新規機能性食品・有用成分を高含有・抗酸化、癌予防等の機能新規化粧品・素材・技術開発の成果を試験プラントの整備という形で取りまとめ、普及を図る。
・有用成分を安定生産する培養型次世代水産業（水産版植物工場）を創出。漁業者等も参画した地域産業化を目指す。
・健康食品・サプリ市場に安定した原料供給が可能。

・保湿成分、抗炎症等

その他
迅速かつ効率的な品種改良、高収量化・貝毒等各種分析標準品、水産餌料等

洋上培養

内陸培養

「新たな育種体系の確立」に係る研究概要

１．新たな育種技術（ＮＢＴ）の改良・開発（１系）

２．オミックス解析技術等の育種への応用（２系）
３．ゲノム編集技術等を用いた画期的な農水産物の開発（３系）
４．社会実装の方法に関する調査研究等（４系）

新たな育種技術（ＮＢＴ）の改良・開発（１系）

オミックス解析技術等の育種への応用（２系）
a-3) 変異原処理により得られた有用形質を迅速に特定する技術の開発
植物特化型メタボロミクス統合プラット
フォームの開発

変異スクリーリンング法の確立 (イネ＆チャ）

ガンマ線育種技術の高度化

メタボロミクス統合プラット
フォームの園芸植物への適用

イオンビーム育種技術の高度化

炭素イオンビーム育種技術の高度化

重イオンビーム育種技術の高度化

オミクス育種技術の適用

a-2) 変異原処理技術に変異の指向性を付与する技術の開発

データベース設計と構築および公開a-1) ゲノム編集のターゲットとなる配列を効率的に特定する技術の開発
既存および新規ゲノム編集技術を用いたSGA 代謝改変技術の開発

比較ゲノムと遺伝子発現相関解析を利用したSGA生合成遺伝
子特定技術の開発

・SSR2 遺伝子に着目したゲノム編集植物の評価・系統間差等を利用したSGA
生合成遺伝子特定技術開発

ゲノム編集に適したジャガイモの提供ならびに選抜、ゲノム編集産物の評価支援
センター

SGAと機能性ステロイドの精密構造解析技術の開発b) 変異の出現パターンを整理したデータベースの構築
ゲノム編集初代培養植物のファインチューニング培養設備設計

ゲノム編集技術等を用いた画期的な農水産物の開発（３系）

農林水産業の国際競争力強化
持続可能な農業へ転換
地域経済の活性化と発展
食料安全保障の維持
ゲノム編集育種の次のターゲット検索に情報交換・連携

育種組織
産業界

社会実装の方法に関する調査研究等（４系）
社会受容の仕組みつくり

NBT実用化戦略会議

課題間の情報共有と社会実装のための戦略会議
変異発生のダイナミクス解析
検知技術の開発
自然科学系の手法を用いた知見の集積
自然突然変異とNBTによる変異発生の比較
・全塩基配列の解読による自然突然変異とODMによる変異発生の比較→NBTによる変異発生に関する知見のまとめ
null segregantの証明に関する手法開発
・断片化した導入遺伝子を有するイネ（モデルイネ）とODMによる除草剤耐性イネ（ODMモデルイネ）の作成
・モデルイネの全塩基配列の解読と分析
・サザンハイブリダイゼーション分析と手法の高度化
・ tiling arrayによる分析モデルの作成とnull segregantの確認→ null segregantの証明に関する手法のまとめ
人工ヌクレアーゼ（ TALENやCRISPR/Cas9）で作出された生物の知見の集積

社会科学系の手法を用いた知見の集積と社会実装への戦略研究開発（１系～３）① 産業界への技術周知やNBTに対する意向調査、産業化への支援② 心理学的手法によるNBTの国民受容心理モデルの解析

１系 人工制限酵素２系 オミックス
３系 品種育成④フードシステムに関わる利害関係者のNBTに対する認知構造の解析

４系 社会実装ｸﾞﾙｰﾌﾟの構成⑤インターネットを用いた世論動向の把握と科学情報に関する理解度調
査③ 社会受
容のためのコンテンツ作成

筑波大学（代表機関）

自然科学系

農業生物資源研究所
食品総合研究所
京都大学

社会実装

大阪学院大学外部協力機関学会、産業界、市民団体など

くらしとバイオプラザ２１
社会科学系

国際基督教大学
北海道大学
JATAFF

社会実装への取組