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食卓からブロッコリーが消える？温暖化によりカリフラワー化、科学者が原因を解明

2023.01.15 17:00 編集部

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食卓からブロッコリーが消える？温暖化によりカリフラワー化、科学者が原因を解明の画像1 — 画像は「Getty Images」より

　温暖化により、食卓からブロッコリーが消える日が来るかもしれない。この度、学術誌「Molecular Horticulture」に発表された研究において、米コーネル大学の研究者らは、温暖化でブロッコリーがカリフラワーに変わる理由を解明した。

　ブロッコリーは、春先や夏の終わりから秋にかけて、気温の低い場所に植えるとよく育つ野菜だ。わずかな気候変動でも特に大きな影響を受け、平均気温が約16度のときに頭が最もよく育つが、約22度（室温）になると、変形し始める。約27度では、カリフラワーのような密集した頭になってしまうという。

問題はブロッコリーの遺伝子で起こっている

　研究者たちは、ブロッコリーに5-アザシチジンという化学物質を作用させ、DNAのメチル化というプロセスを止める実験を行った。メチル化とは、DNAにメチル基という小さな分子が付加される過程である。メチル化は遺伝子のオンとオフを切り替えるプロセスの一つである。ブロッコリーの場合、メチル化は、ブロッコリーが健康な頭を育てるために必要な遺伝子群をシャットダウンしてしまう。

　研究チームが5-アザシチジンを投与し、DNAのメチル化を遮断すると、ブロッコリーは約26度以上の高温でも正常に生育できるようになった。研究者らは、この結果から、メチル化が温暖な気候で作物の異常な成長を促していることが示唆されるとしている。

　共著者である農学生命科学部統合植物科学科植物生物学講座のSusheng Gan教授は、大学のリリースで、「このメカニズムが解明されれば、DNAメチル化を抑制する新しいバイオテクノロジー、分子遺伝学のアプローチを開発し、より暖かい温度と広い地域で育つように作物を品種改良する方法を考案できるはずです」と述べています。

温暖化は植物の成長のあらゆる側面に影響を及ぼす

　研究者らによると、花の発育は温度変化に極めて敏感であるという。ブロッコリーのような茎や葉、花が食される野菜は、暑さによって品質や収穫量が低下する可能性がある。さらに、DNAメチル化がブロッコリーだけでなく、すべての作物の花成に影響を及ぼす可能性があることを示す証拠が、今回の研究で得られたとGan准教授は述べている。

　研究チームは、ブロッコリーの全ゲノム配列を解析し、植物のDNAメチル化状態を明らかにした。これにより、植物のメチローム（遺伝子のどこでメチル化が起こっているか）とトランスクリプトーム（どの遺伝子がオンになっているか）を特定することができた。

　その結果、花成休止関連遺伝子（FCG）のセットが、異常な花成を制御するのに役立っていることが明らかになった。FCGをオンにする遺伝子は、気温が約22～27度以上になると、それぞれシャットダウンした。

　このような気候変動に対抗する方法を見つけなければ、地球温暖化によっていずれブロッコリーはカリフラワーのような姿になってしまうかもしれない。

参考：「Molecular Horticulture」「Study Finds」ほか