Evaluation of extra-early cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] genotypes for yield in multiple environments
本研究は、GGEバイプロット、フィンレイ・ウィルキンソン回帰、および安定性指数を用いて、ジェノタイプと環境の相互作用を分析し、サヘル地域の生産システムに適した優れた安定した品種を特定するために、ニジェールにおける6つの環境下での24種類の超早生ササゲジェノタイプを評価した。
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雨季が短く、しばしば不安定な、サヘル地方の広大で日照りの強い風景の中で、農家は絶え間ない時間との戦いに直面しています。彼らは、タンパク質と収入の重要な源となる丈夫な豆類であるササゲを栽培していますが、この作物は過酷な乾季を逃れ、暑さの中で繁殖する害虫を避けるために、素早く成熟しなければなりません。植物育種家にとっての課題は、単に成長の早い種を見つけることではなく、あらゆる場所でよく育つ種を見つけることです。問題は、ある畑では繁栄する品種が、土壌、降雨量、あるいは気温の違いによって、わずか数マイル離れた別の畑では失敗してしまう可能性があることです。植物の遺伝的構成とその周囲の環境との間のこの予測不可能な関係は、「遺伝子型と環境の相互作用（G×E相互作用）」として知られています。それは、単一の「完璧な」品種というものがしばしば神話であることを示す理由です。代わりに、育種家は、多くの条件に対して広く適応できる植物か、あるいは特定のタイプの環境に特化して調整された植物かを見極めるために、複雑な景観をナビゲートしなければなりません。
世界第2位のササゲ生産国であるニジェール共和国において、国立農業研究研究所の研究者たちは、特定の超早生（ウルトラ・アーリー）ササゲのグループに関するこのパズルを解こうと取り組みました。これらは、干ばつを逃れるための極めて重要な特性である、わずか55日から65日で収穫に達するように設計された品種です。研究チームは、これら超早生ササゲの24種類の異なる遺伝系統を取り、3年間にわたり6つの異なる場所で栽培しました。これらの地点は、タラのような乾燥した早生条件の場所から、より生産的ではあるものの変動の激しいマラディ周辺の畑まで多岐にわたります。同じ種子をこれほど異なる場所で栽培することで、科学者たちは各系統が地元の気候、土壌、および天候パターンにどのように反応するかを観察することができました。彼らの目標は、真に強靭なパフォーマンスを示すものと、単に一つの好 season（良い季節）に運が良かっただけのものを区別し、ある地域にとって最良の植物が他の地域にとっても最良であるかどうかを判断することでした。
結果は、農家が長年疑ってきたことを裏付けました。すなわち、植物がどれだけの食料を生産するかについては、種子よりも環境の方が重要であるということです。6つの場所における収穫量の差は極めて大きく、一部の畑は他の畑よりも3倍多くの穀物を生産していました。植物の遺伝的特性は開花や成熟の時期を強く決定していましたが、実際の収穫量はどこで栽培されたかに大きく依存していました。この変動は、最良の植物のランキングが場所ごとに変わることを意味しました。ある畑でトップの生産者であった品種が、別の畑では不振な成績を収めることもあり、この現象は国全体に対して単一の国家品種を推奨することを困難にしています。
この複雑さを理解するために、研究者たちは各系統のパフォーマンスをマッピングするための一連の統計ツールを使用しました。彼らは、6つのテスト地点が自然に2つの異なるグループ、すなわち「メガ環境」に分類されることを発見しました。一方のグループには、常に他とは異なり、独特でより過酷な環境として振る舞ったタラの場所が含まれていました。もう一方のグループは、残りの5つの場所で構成されており、これらはより類似した生育条件を共有していました。この発見は、単一の種子の推奨が国全体に通用することはないということを示唆しており、極めて重要です。タラ地域で勝つ品種は、おそらくマラディ地域では敗北し、その逆もまた同様です。
テストされた24系統の中で、研究者たちは一握りの際立ったパフォーマンスを示す品種を特定しましたが、それぞれが成功への異なる戦略を持っていました。ある品種、G1は、ヘクタールあたり1,000キログラムを超える最高の平均穀物収量を生み出しました。しかし、この高収量には代償がありました。それは周囲の環境に対して非常に敏感であるということです。条件が良い降雨の多い年には急増しましたが、状況が厳しい年には急落しました。これは、灌漑設備を持つ農家や、国の最も肥沃な地域にいる農家にとっては優れた選択肢となりますが、より乾燥した地域の人々にとってはリスクの高い賭けとなります。対照的に、G5やG4といった他の品種は、異なる種類の強さを示しました。彼らは必ずしも好条件の年において絶対的な最高収量を出すわけではありませんでしたが、良好な条件と悪い条件の両方において、安定して信頼できるパフォーマンスを維持しました。これらの植物は「広範に安定している（ブロードリー・ステイブル）」と表現され、天候に関わらず、まともな収穫をもたらすと信頼できるものでした。
本研究は、穀物以外のものに目を向ける重要性も強調しました。ササゲは豆だけでなく、葉や茎も栽培されることが多く、家畜の飼料として利用されます。研究者たちは、最も多くの穀物を生産する植物が必ずしも最も多くの飼料を生産するわけではないことを発見しました。その逆もまた同様です。G12やG22のような品種は、成熟が遅いものの大量の飼料を生産し、穀物よりも家畜の餌を優先する農家に理想的でした。一方で、G4のような品種は、非常に早く成熟しながらも、穀物と飼料の両方において立派な量を提供する、バランスの取れたプロファイルを提供しました。
最終的に、この研究はニジェールのササゲ農業の未来に向けた明確なロードマップを提供しています。それは「万能な解決策」という考えに反対しています。代わりに、ターゲットを絞ったアプローチを推奨しています。すなわち、高ポテンシャルで灌漑設備のある地域のために、G1のような超高収量で敏感な品種を投入する一方で、人口の大部分を占める広範な天水農業コミュニティのために、G5やG4のような安定して信頼できる品種を推進することです。適切な種子を適切な環境に一致させることで、育種家は農家の作物失敗のリスクを軽減し、食料供給を確保することができます。研究は、これらの特定の、よく適合された品種があれば、サヘル地方の農家は、単に干ばつを逃れるのに十分な速さを持つだけでなく、不確実性の中でもたくましく生き抜くことができるササゲを、ついに手に入れることができると結論付けています。
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