在席捲日本列島的強颱風越來越多、農作物受災也越來越嚴重的背景下，日本正在推進研究即使刮颱風也不容易倒伏的水稻。東京農工大學通過充分利用水稻DNA資訊的「基因組育種」，開發出了既保留優質白米的代表——越光米的味道，又莖粗結實的品種。能夠在短時間內高效改良品種的基因組育種對於應對氣候變化及保障糧食安全非常重要。

 　　

　　2022年，颱風給日本各地帶來了災害。9月的14號颱風以非常強勁的勢頭登陸鹿兒島縣，縱貫日本列島的日本海一側。颱風期間，九州等地接近收穫的水稻發生了倒伏。倒伏會造成白米的收穫量及品質下降。

　

容易倒伏的越光（左）和不容易倒伏的新品種Sakura Prince（圖片由東京農工大學教授大川泰一郎提供）

  　　　

　　近年來由於颱風越來越強勁，在包括日本在內的東亞和東南亞，水稻倒伏成為問題。在全球變暖的背景下，強颱風越來越多，受災範圍有可能擴大。

  　　

　　東京農工大學的大川泰一郎教授等人長年致力於開發即使刮颱風也不容易倒伏的強壯水稻品種，已有多個新品種于2022年在日本農林水産省註冊。其中一個品種「Sakura Prince」跟越光一樣口感很好，還比越光莖粗結實。

     　　

　　越光等在日本栽培的水稻基本上都屬於溫帶粳稻品種。大川泰一郎教授等研究了另外一種秈稻（Indica）以及被叫做熱帶粳稻的水稻品種所擁有的基因。

   　

　　　

　　針對與莖的強度有關的4種基因，大川泰一郎教授通過讓擁有1～4種基因的越光進行系統性的交配繁育，研究了口感及不易倒伏等性質與基因組合的關係。Sakura Prince擁有3種基因，平衡得最好。

     　　

　　反覆交配後活用的是DNA資訊。通過研究成為各個基因標記的DNA序列，可以輕鬆掌握水稻擁有哪個基因。由於在幼苗階段就可以分析DNA篩選水稻，因此不需要像傳統育種一樣把所有幼苗都培育長大以後再研究。可以減少種植面積和勞力，還可以在短時間內高效改良品種。

  　　

　　傳統育種要邊實際確認長成的水稻的性質邊選抜，依靠專家的經驗和感覺反覆交配。大川泰一郎教授説：「傳統育種需要10年，而基因組育種只需要5年左右，速度是原來2倍」。　　

　　　

 

　　基因組育種不僅用於水稻，還應用於多種作物和家畜的育種。現在不僅強颱風增多等氣象環境改變，肥料價格暴漲等糧食安全保障的情況也在迅速改變，需要順應時代改良品種。

  　　

　　基因組育種的對象不僅限於強壯不容易倒伏的品種。預計將用於開發「耐高溫、耐乾燥及抗病蟲害等」、「施很少的肥料和有機肥料也能長得很好」、「容易用於生物燃料和飼料」等多種品種。今後還將融合改變基因的「基因組編輯」技術等，面向環境友好型、可持續發展的農業開展育種。

  　　

　　全球都在利用基因組改良品種

  　　

　　伴隨第二次世界大戰後的人口猛增出現了糧食危機，在拯救糧食危機的1940～60年代的「綠色革命」中，不容易倒伏的小麥和水稻非常活躍。原來的品種存在的問題是施加大量化肥時，作物個子長得過高，出現倒伏，産量反而下降。經過矮化作物的品種改良等，世界穀物産量大幅增加。在墨西哥為綠色革命做出了貢獻的諾曼·博洛格（Norman Borlaug）博士在1970年獲得了諾貝爾和平獎。

    　　 　  

　　傳統的不容易倒伏的品種是通過改變參與「赤黴素」（一種植物荷爾蒙）合成的基因，使水稻的莖不再生長。1956年誕生於日本越光的口感好，在日本國內産量居首，但實際上很難種植，原因是莖細容易倒伏。在颱風越來越大、暴雨增加等氣象條件逐年嚴峻的背景下，需要改良成莖粗強壯的品種。

   　

　　2004年科學家破譯出水稻基因組以後，水稻的育種進入了後基因組時代。在作物及家畜的品種改良領域，全球都在推進根據基因組預測性質，然後選拔優良個體的基因組育種。這種方式在種植和飼養需要很多時間和勞動力的果樹、家畜的育種方面特別有效，水稻領域也開始産生劃時代的新品種。

  　

　　日本經濟新聞（中文版：日經中文網）越川智瑛

  　　　

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