ラウンドアップ

種類

遺伝子操作により分子育種されたラウンドアップに耐性を有する作物（遺伝子組み換え作物）が主流であるが、変異体もある。遺伝子操作により、ラウンドアップに耐性を有する遺伝子組み換え作物はラウンドアップレディー (Roundup Ready) と総称され、日本ではダイズ、トウモロコシ、ナタネ、ワタ、テンサイ、アルファルファ、ジャガイモのラウンドアップレディー品種の一部の一種使用が認可されており、世界的にはベントグラスやアブラナやコムギの耐性品種も開発されている。

世界における栽培状況

ラウンドアップ・レディーのような非選択性除草剤に対して耐性を有する遺伝子組換え作物の栽培面積が現在急速に拡大している。これは農家の雑草管理が楽という面だけでなく、土壌流出を大幅に防ぐことのできる不耕起農法を適用できるからである。現在、ダイズの主要生産国である北米や南米諸国では表土流出が大問題となっている。前作の植物残渣を放置できるため、植物残渣がマルチとなって風雨から土壌流出を防ぎ、土壌を耕すことによって土壌が流亡しやすくなることを不耕起農法によって防ぐことができる。即ち、除草剤耐性作物は環境保全と持続的農業に貢献している、という主張が組換え作物推進派にはある。その他、有毒雑草の収穫物への混入を減らせるとの主張もある。2013年の全世界で遺伝子組換え作物の栽培面積は1億7520万haであり、その約9割は除草剤耐性作物か除草剤耐性と他の形質を併せ持つ作物である。

耐性化機構と導入遺伝子

遺伝子工学を用いて、ラウンドアップに対して植物を耐性化させる機構として、様々な機構が利用可能である。その中で、現在は主にグリホサートに非感受性の5-エノールピルビルシキミ酸-3-リン酸合成酵素(EPSPS)の遺伝子とラウンドアップ分解・解毒酵素の遺伝子が用いられている。

薬剤とその標的との親和性の低下による耐性化

非感受性のEPSPSの利用：植物のEPSPSは核DNAにコードされ、細胞質で合成されプラスチドに移行するタンパク質である。一方、原核生物であるバクテリアにもEPSPSは存在し、その多くのものはグリホサートで阻害される。しかし、細菌であるアグロバクテリウム・ツメファシエンス （Agrobacterium tumefaciens） CP4株のEPSPSはグリホサートで阻害されないため、このバクテリアのEPSPS遺伝子を利用して植物にグリホサート耐性能を付与することになった。そこで、問題になったことが植物のEPSPSはプラスチドに存在するが、バクテリアのものは細胞質に存在することである。そのため、A. tumefaciens CP4株由来のEPSPS遺伝子にプラスチドに移行させるための輸送ペプチド部分のDNAを融合させたものを植物に導入して、バクテリア由来のEPSPSをプラスチドに輸送させてラウンドアップに植物を耐性化させている。同様に、土壌細菌Arthrobacter globiformis由来のEPSPS遺伝子を改変してグリホサート耐性にした遺伝子・改変 epsps grg23ace5も用いられている。更に、植物であるトウモロコシ由来のEPSPS遺伝子epspsに点突然変異を起こした、2変異EPSPS遺伝子(2mepsps)がコードするタンパク質は、グリホサートに対する耐性を有する。なお、2mEPSPSタンパク質では、野生型EPSPSタンパク質のアミノ末端から102番目のアミノ酸残基のトレオニンがイソロイシンに、また、106番目のプロリンがセリンにそれぞれ置換されている。この2mepspsが用いられた耐性作物も開発されている。

薬剤の分解・修飾による無毒化

グリホサート酸化還元酵素の利用：自然界に広く存在する酵素、グリホサート酸化還元酵素 (glyphosate oxidoreductase: GOX) を用いてグリホサートを2つの無毒な化合物アミノメチルホスホン酸（AMPA）とグリオキシル酸に分解する手法でも耐性化されている。この酵素の遺伝子 goxv247 は土壌細菌Ochrobactrum anthropiより単離され、プラスチドに移行させるための輸送ペプチド部分のDNAを融合させたものが植物に導入されている。その結果、薬剤の分解によるラウンドアップ耐性化と残留ラウンドアップ（グリホサート）の除去に役立つ。

薬剤の分解・修飾による無毒化2

グリホサート N-アセチル基転移酵素による無毒化も利用される。バクテリアの一種であるBacillus licheniformisの3つの株（ST401株、B6株及びDS3株）由来のN-アセチル基転移酵素遺伝子を基に、変異が導入されて作製された改変型グリホサート N-アセチル基転移酵素遺伝子（改変gat：gat4621遺伝子）は、グリホサートをN-アセチル化して解毒する酵素（改変GAT：GAT4621）をコードしているので、これを用いることもある。このgat4621遺伝子を植物に導入し発現させると、ラウンドアップ（グリホサート）に耐性となる。

食品としての安全性

遺伝子組換え作物は、様々な安全性審査を受け、合格してから初めて上市される。それでも、多世代にわたる摂取による安全性が確認されていないと非難する意見が、組換え食品反対派にある。そこで、遺伝子組換えによって分子育種されたラウンドアップレディー大豆の安全性に関しては、多世代の動物飼育実験により、客観的・科学的検証がなされた。例えば、サウスダコタ大学のグループは4世代にわたってマウスにラウンドアップレディー大豆を給餌しても、何ら悪影響を見いだすことができなかった。また、東京都の健康安全研究センターも2世代にわたるラットへの給餌試験を行ったが何ら有意差を見いだせなかった。同様な研究は多数ある。そのため、少なくとこれらの世代数では「遺伝子組換え大豆」に対する危険性を見いだすことができなかったといえる。

ラウンドアップ耐性雑草の世界的な問題

ラウンドアップの主成分であるグリホサートに耐性を持つ雑草が問題となっている。
米国オーガニックセンターの2009年の報告によれば、栽培が始まった1996年から13年経過し、ラウンドアップ除草剤に対する耐性により2008年には、遺伝子組み換え作物のほうが散布した農薬の金額が27%多く増加傾向は続くとし、また遺伝子組み換え種子の収穫量が期待ほどではなく、ラウンドアップ耐性雑草の防除が難しくコストもかかるため、通常の種子の需要が増えている。なお、収量の高い第二世代のラウンドアップ耐性ダイズ品種が既に上市されている。一方、正しい除草剤の使用法を守れば、除草剤耐性雑草の出現は問題にならないという報告もある。
米国科学アカデミーの全米研究評議会は、除草剤耐性遺伝子組換え作物の採用の際に、農民はより毒性の強い除草剤からラウンドアップに主に切り替えたが、ラウンドアップの過剰な散布により少なくとも9種の雑草がラウンドアップに耐性を持つように進化している。そのため元のより強い毒性を持つ農薬が必要となり、利得を損なう恐れがあるこという研究を発表した。同研究において、そのような懸念を示すとともに遺伝子組換え作物のもたらした最大のメリットは河川・貯水池の水質浄化と土壌流出低減であることを明らかにした。これはBt作物による殺虫剤使用量の大幅な減少と除草剤耐性作物によって不耕起栽培が普及した結果である。そのため、開発メーカーや農業普及指導所はグリホサートだけに頼らず、旧来の土壌処理型除草剤も合わせて使うように指導しているが、これらの除草剤はグリホサートよりも残効性が高いため、水質への環境負荷が大きく、水質浄化というメリットが失われることにつながる、と指摘されている。同研究において、グリホサート耐性雑草の進化を抑えるために、除草剤耐性作物を栽培する農民はもっと異なった雑草管理作業、例えば異なる除草剤とその耐性作物のローテーションや、複数の除草剤に耐性を持つ作物に対する複数の除草剤の混合使用を取り入れるべきである、と提言している。不耕起栽培は水質浄化以外にも農業機械の燃料代や人件費の削減にも貢献した。同研究において、遺伝子組換え作物の多くの栽培者は生産コストの低減か高収量のどちらか、場合によっては双方を経験している。また、農民は遺伝子組換え作物を栽培することによる農場労働者の安全性の増加、農場管理における簡便性と柔軟性の大幅な増加を評価していると報告しているように、今後も遺伝子組換え作物の有効性を維持する上で除草剤耐性雑草の制御は重要な問題となっている。

ポストラウンドアップ時代の農業形態とその到来防止法

グリホサート使用地において雑草がグリホサートに耐性を持ち始めており、除草剤耐性雑草の国際調査によれば、世界中では23種の雑草がグリホサート抵抗性を発達させ、このうち少なくとも10種はほかの除草剤にも耐性があった。この数は過小評価されているとも指摘されている。
実際、アーカンソー州ではダイズ畑の61%とワタ畑の80%にグリホサート耐性雑草アマランサス（オオホナガアオゲイトウ・タリノホアオゲイトウ）が蔓延している。ラウンドアップ耐性雑草が蔓延すればラウンドアップの除草剤としての利用価値は低下し、その結果、ラウンドアップとグリホサート耐性作物を使用している現代農業は大きな影響を受けることになる。そこで、そのような時代をポストラウンドアップ時代と名付け、農業形態を予測するとともにポストラウンドアップ時代を防ぐための対策が検討されている。
2010年4月の報告書を経て2012年5月10日、米国科学アカデミーは雑草対策のためのサミット（除草剤耐性雑草の課題を管理するための戦略に関する全国サミット）を開催した。
除草剤ラウンドアップの主成分であるグリホサートへの耐性を獲得した雑草には、すでに単一もしくは複数の除草剤に耐性を持つ383種類の雑草が知られている。グリホサートとジカンバに耐性を持つ穀類やグリホサートと2,4-ジクロロフェノキシ酢酸に耐性を持つ遺伝子を組み込んだトウモロコシが開発されている様に複数の除草剤に耐性な作物が存在するが、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸は枯葉剤のオレンジ剤 の一成分であることから環境保護団体が反対し、これらが複数の除草剤に耐性を持つ雑草の出現を早めることを懸念している研究者もいる。
モンサント社とアメリカ雑草科学会は見解として前述の様に、単一の除草剤ではなく複数の除草剤を使うという解決策を2012年5月時点でも提案しているが、ある研究者はこの解決策は雑草に複数の除草剤に耐性を与える可能性を示唆している。耐性雑草の出現率は低いとする推定に対し、雑草は無視しているという証拠をあげている。
多くの者はポストラウンドアップ時代の農業は現代よりも困難になるだろうということに同意している。オレゴン州立大学の雑草科学者は、多耐性の脅威が昔の雑草防除方法への復帰を推し進めているとしている。ワシントン州立大学の研究者は、グリホサートという特効薬がない場合の雑草管理は、輪作、耕作、耕起、適切な除草剤の使用といった困難な方法に戻る必要があるということであり、その方法は、より大きな時間や雑草管理、おそらく費用も必要となるだろう、と述べた。
このような、除草剤だけに頼らない雑草管理法を「統合された雑草管理・総合雑草防除(Integrated Weed Management)」という。なお全米研究評議会は、機械による耕起除草に対しても批判的であり、畑の土や水が河川・貯水池に流入し、水質汚染につながり、遺伝子組換え作物による水質浄化というメリットが失われかねないと指摘しているように、また、コスト面や管理面でも劣るために旧来の方法に復帰するにしても大きな障害が存在する。
そのため、ラウンドアップ耐性雑草の蔓延という事態を防ぐ方策として、複数の除草剤に対して耐性を持つ作物と複数の除草剤の混用、異なる除草剤とその除草剤耐性作物の複数の組み合わせを用いた、定期的な輪作などを推奨するものは現在でも存在する。多剤耐性雑草の出現が上記の様に危惧されてはいるが、2012年においてもアメリカ雑草科学会はこの立場をとっている。
除草剤耐性雑草に対しては、その除草剤とは異なった除草剤とそれに耐性な作物への切り替えが行われている。そのため、多くの耐性作物がアメリカ合衆国農務省による承認を待つようになり、承認過程が短縮されるように変更が加えられた。現在、このように様々な非選択性除草剤とその耐性作物のセットは開発されてきている。しかし、広い殺草範囲、高い防除効果、低環境負荷という点でグリホサートにまさる除草剤開発のめどは、現時点では目処が立っていない。

発がん性

2015年3月20日、世界保健機関の外部組織である国際がん研究機関は、除草剤グリホサートを、殺虫剤マラチオン、ダイアジノンとともに、グループ1に次ぎ2番目にリスクの高いグループ2A（ヒトに対しておそらく発がん性がある）に指定した。この報告の中でグリホサートは、噴霧中の空気中、水中、食品中で検出されていること、また、曝露を受ける対象として噴霧地の近くに居住している場合、家庭で利用した場合に加えて、水または食品を摂取した場合、と言及している。
2015年3月24日、日産化学は「グリホサートに発がん性は無いと判断している」と声明を出した。2016年5月16日、国際連合食糧農業機関と世界保健機関の合同会議においてグリホサートは、予想される接触による暴露量で遺伝毒性を示す可能性は低く、食事を介した曝露によるヒト発がんリスクの可能性は低いと結論した。
2016年7月12日、内閣府食品安全委員会は、発がん性・遺伝毒性は認められなかったと結論した。
その他、世界の動きとして、カナダ、ニュージーランド、オーストラリアではそれぞれ「ヒトの発がんリスクの可能性は低い」「ヒトにおけるグリホサートばく露及び発がんとの関連に確証的なエビデンスはない」「グリホサートはヒトに発がんリスクをもたらさない」と結論した。
学校の校庭整備の仕事で使った農薬大手モンサントの除草剤「ラウンドアップ」が原因で、悪性リンパ腫を発症したと主張する末期がん患者との裁判で、米カリフォルニア州サンフランシスコ市の陪審は2018年8月10日、モンサントに損害賠償金2億8,900万ドル（約320億円）の支払いを命じた。

虚偽広告の判決

1996年、ニューヨークで、モンサントのグリホサート製品のラウンドアップ除草剤に関し、「ラウンドアップが生分解性で土壌に蓄積されません」「安全で人や環境への有害な影響を引き起こすことはありません」といった一連の安全性に関する広告が、虚偽かつ誤解を招く広告と判決された。
フランスの最高裁は、ラウンドアップの主な成分のグリホサートは、欧州連合(EU)が環境に危険だと分類しているため争われていた裁判で、生分解性できれいな土壌を残すという広告を虚偽広告と判決した。