研究者らが遺伝的多様性の喪失を食い止め、耐性のあるオリーブ品種を育成するために取り組んでいる

オリーブ品種の遺伝的多様性を理解することは、農家がそれぞれの気候や植物防疫上の環境に適した最適な品種を選定する上で役立つでしょう。

持続可能な開発と気候変動との関連をめぐる世界的な議論の中心において、生物多様性への関心が高まっている。

オリーブの生物多様性に関しては、近年、遺伝子資源の減少に対抗し、より耐性のある品種の研究や育種に取り組む、農業食品セクターの事業者や研究者たちの間で注目が高まっています。

生物多様性が豊かであることは、新たな育種プログラムを実施しようとする研究者にとって有益です。― サマンタ・ゼラスコ（CREA オリーブ遺伝学研究者）

「オリーブの木（Olea europaea subsp. europaea）は、非常に古い樹木種であり、極めて豊かな遺伝的多様性を有しています」と、カラブリア州レンデにある農業研究・農業経済分析評議会（CREA）傘下のオリーブ・果樹・柑橘類作物センター（CREA-OFA）の研究者、サマンタ・ゼラスコ氏は述べた。

「まず、『遺伝的多様性』とは科学的な定義であり、一般の議論では通常『生物多様性』という言葉で置き換えられていることを明確にしておく必要があります」と彼女は付け加えた。

2012年にCREAが国連食糧農業機関（FAO）の『食糧・農業のための植物遺伝資源の状況に関する第2次報告書』に基づいて実施した最新の公式算出によると、世界の主要なオフサイトコレクションに保存されているオリーブの遺伝資源は、少なくとも2,629品種に上る。

イタリアは最も豊かな遺伝的多様性を有しており、イタリア農業省が2020年に更新した果樹品種国家登録簿には734の品種が登録されている。

「イタリアは極めて多くの品種を誇り、そのオリーブ遺伝資源の構成は世界最大かつ最も多様です」とゼラスコ氏は述べた。「地中海の中心に位置するこの国は、数千年にわたり、この国は数々の歴史的出来事や人々の移動を経験し、それらが植物材料の輸入や交換を促進し、その品種遺産の豊かさに寄与してきた。」

今日、新たな遺伝子型とされる報告が頻繁に寄せられており、遺伝資源の多様性が極めて高いことが示唆されています。しかし、研究者たちは、同義語や同音異義語が多数存在するため、品種の正確な数を確実に特定することはできないと警告しています。

「我々は最近、ゲノム全体のほぼ全域を網羅する非常に多数のマーカーを用いて、イタリアの品種について詳細な分子調査を実施した」とゼラスコ氏は述べた。「研究はまだ完了していませんが、遺伝物質のかなりの部分、おそらく半分は同義変異によるものであると推測できます」

「他の国でも同様のことが起こっている可能性が高い」と彼女は付け加えた。「とはいえ、イタリアには膨大な数の品種が存在し、それらは地域ごとの選抜の結果である。イタリアのほとんどの地域では、約30～40の品種が見られ、地域レベルでも広範な遺伝資源が存在している。」

いくつかの科学的証拠は、オリーブの樹の家畜化地域がレバント（すなわち、現在のキプロス、イスラエル、ヨルダン、レバノン、シリア、パレスチナ、およびトルコの大部分を含む東地中海地域）であり、そこから地中海沿岸地域へと広がったことを示唆している。

栄養繁殖が極めて重要な役割を果たしたため、オリーブの遺伝資源には多くの同義変種が見られる – ゼラスコは、スペインの栽培品種「ゴルダル・セビジャーナ」と同じ分子プロファイルを示すトスカーナの品種「サンタ・カテリーナ」を例に挙げています。一方、オリーブの木は地域ごとに分化し、多くの品種を生み出してきた。

「同義語、つまり同じ栽培品種に対する異なる名称が関係する場合、商業上の問題が生じる可能性があります」とゼラスコ氏は述べた。「保護地理的表示（PGI）や保護原産地呼称（PDO）（PDO）の生産規則で想定されている地域とは異なる地域からのテーブルオリーブやエクストラバージンオリーブオイルの調達に関する法的紛争が、ますます頻繁に発生している。」

「規格に含まれる品種のゲノムを再配列することで、単一品種を明確に特定し、より効果的なマーカーを提供できる「規格に含まれる品種のゲノム再配列解析は、個々の品種を明確に識別し、より効果的な遺伝子認証システムを提供できる品種特異的マーカーの選定に役立つ可能性があります」と彼女は付け加えた。

「持続可能性の分野で解決策を見出そうとする現在の状況において、豊かで多様な遺伝子プールは、遺伝的改良プログラムのための遺伝子を抽出する上でも有用となり得る」

「幅広い生物多様性は、新しい育種プログラムを実施したい研究者にとって有用です」とゼラスコ氏は述べた。「最初のステップは、農学的レベルで品種の挙動を理解し、特定の形質を改善するDNA内の遺伝子、あるいは農学的形質の改善に関与する遺伝子内の変異を特定することです。」

多様な品種の遺伝子発現を観察するには、単一の環境下でその挙動を研究する必要があるため、コレクションの重要性が際立つ。

「オリーブの隔年結実サイクルにおける『豊作年』と『不作年』を考慮しなければならないため、品種の表現型を解析し特徴を把握するには数年を要します。また、少なくとも3～4年間にわたって繰り返し収集された確固たるデータが必要です」とゼラスコ氏は述べた。

「農学的形質の多くは環境によって左右されるため、品種比較は、一般的な品種を含むコレクションによって正確に再現できる他の環境にも拡大する必要があります」」と彼女は付け加えた。「品種間の比較が完了すれば、どの遺伝子が関与しているか、また形質の改良に寄与している変異が何かを追跡することができる。」

現在、こうした変異は、ゲノム編集と呼ばれる革新的なゲノム技術に利用されており、これはこの分野における最新の技術である「支援的進化」技術の一部である。ゲノム編集は、特定の部位におけるゲノムの局所的な改変から成り立っており、ランダムに作用する従来の突然変異誘発とは異なります。

「改良につながる突然変異は統計的手法によって特定されます。DNAを移入するのではなく、配列を特定し、その突然変異を再現できる酵素複合体に指令を与えるのです」とゼラスコ氏は述べた。

「これは、オリーブの遺伝的多様性を高める明確な例です」と彼女は付け加えた。「つまり、改良すべき形質を特定し、その遺伝的背景を変えることなく、改良対象の品種にそれらを再現するのです。」

具体的な例を挙げると、カラブリア州で最も広く栽培されている品種であるカロレアは、CREAの研究者たちが、ピーコックスポット病を引き起こすSpilocaea oleagineaに対する感受性を調査した栽培品種の一つであり、これは、重大な植物検疫上の問題となる可能性があります。

「最近、我々は保有コレクション内の少なくとも150品種について、Spilocaea oleagineaに対する感受性の表現型解析を行いました。「したがって、近いうちに、遺伝子型と表現型を関連付けることで、改良につながる突然変異を特定できるようになるでしょう」とゼラスコ氏は述べた。

「病原体に対する植物の反応に関与する遺伝子についても、最近、パレルモ大学の研究グループによって同定されました」と彼女は付け加えた。「そうすれば、今後数年のうちに、ゲノム編集技術を用いてこの品種における改良変異を再現し、ピーコックスポット病に耐性を持つ改良されたカロレア種を得ることができるでしょう」

特定の病気に罹りづらい植物を用いることで植物検疫処理を削減できることを考慮すると、革新的なゲノム技術に関する研究は、新たな気候シナリオに適した植物の選抜への道を開くものである。

最後に、遺伝資源の研究により、かつては脇に追いやられていたが、現在の状況において有用であることが判明した特性を持つ品種を再発見することが可能になります。

「例えば、プーリア地方の忘れ去られた品種『トスカニーナ』を挙げることができます。この品種はオレイン酸とフェノール化合物の含有量が非常に高く、早生でありながら、適度な交替性を持って高い生産性を発揮します」とゼラスコ氏は述べた。

「現在、この品種について、水ストレスや生物的ストレスに対する耐性を試験中です」と彼女は付け加えた。「こうした側面は最近になって科学界の優先課題となったばかりであるため、この種の情報は依然として不足しています。」

本稿執筆時点で、コゼンツァ県、カラブリア州のイオニア海沿岸に位置するミルト・クローシアにあるCREAのコレクションに、5つの新しいアクセスイオンが加わる準備が整っている。遺伝子解析が行われたこれらのアクセスイオンは、独自の分子プロファイルを持っている。

「これらはまだ公表されていない系統であり、したがって、まだ正式な名称が定まっていない、潜在的な新品種です」とゼラスコ氏は述べた。

彼女は、それらがカラブリアやその他のイタリアの地域で発見されたものであり、その一部は樹齢数百年に及ぶ記念碑的な樹木の根元から生えたもの、例えばトスカーナ州センプロニアーノにあるフィッビアーネッロのオリヴォーネの台木から生えたものもあると説明した。

「記念碑的なオリーブの木は、この種の系統発生を理解する上で興味深い研究対象です」とゼラスコ氏は述べた。「非常に綿密なゲノム解析を行うことで、この種が家畜化の段階から現在に至るまでどのように進化してきたかを理解することができます。」

「確かに、野生植物のコレクションを構築することが現在の傾向であり、クロアチアでも最近、この種の新しいコレクションが作成されました」と彼女は付け加えた。「野生オリーブの遺伝資源は、育種プログラム、特に耐性のある農学的形質を特定する上で非常に有用な新たな遺伝子の宝庫であることを考慮しなければなりません。」