Dry matter yield and interaction stability of forage barley across ten environments in Yunnan, China
本研究では、中国・雲南省における10の環境において10系統の飼料用大麦遺伝子型を評価し、優れた乾物収量と相互作用の安定性から、拡大試験に向けた最も有望な候補として遺伝子型G6およびG1を特定した。
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中国南西部の高地では、農家は独特の課題に直面しています。それは、気候、土壌、標高が入り混じったパッチワークのような環境下で、いかにして一貫した収穫をもたらす作物を育てるかということです。畜産農家にとっての目標は、多くの場合、全草としてのオオムギです。これは、家畜や羊の飼料とするために、穀物だけでなく、茎、葉、そして穂までを一つのパッケージとして収穫する植物です。この飼料の価値は、必ずしも同時に成立するとは限らない二つの要素によって決まります。すなわち、植物が生産する乾物量の多さと、栽培場所や時期にかかわらず、その量をどれほど確実に生産できるかという点です。ある谷では大量の収穫をもたらす品種が、隣の谷や異なる年には失敗してしまうことがあります。この予測不可能性は、植物の遺伝学と環境との相互作用として知られています。これを解決するために、科学者たちは単に高性能であるだけでなく、完璧な天候や土壌を必要とせず、幅広い条件下で力強い作物を届けることができる、安定した品種を見つけ出さなければなりません。
雲南農業科学院と雲南農業大学の研究チームは、雲南省の多様な景観の中で、これら信頼できるオオムギ品種を見つけ出すべく取り組みました。彼らは、公開されている栽培品種と実験的な育種系統を混ぜた10種類の異なるオオムギエントリーを、2年連続の冬季栽培シーズンにわたり、5つの異なる地点でテストしました。これらの地点は海抜1,543メートルから2,410メートルまでの範囲に及び、場所と時間の10通りのユニークな組み合わせを作り出しました。各環境において、チームは各オオムギ品種につき3つの小さな区画を植え、合計300の区画を設けました。彼らは現地の農法を用いて作物管理を行い、その手法は地点ごとに異なっていました。また、植物が栄養分に満ちているものの、まだ粒が硬くなっていない段階である「乳熟期」と呼ばれる、同じ成長段階で一斉に収穫を行いました。主な成功の指標は乾物量収量であり、これは植物素材から水分を除去した後の実際の重量を表しており、農家がどれだけの飼料を貯蔵し利用できるかを決定する極めて重要な数値です。
この広範な試験の結果、環境そのものが収穫を左右する最も強力な力であることが明らかになりました。場所と季節の違いは、オオムギの生産量の変動の約88パーセントを占めており、植物自体の遺伝子による違いを圧倒していました。この発見は、単独のオオムギ品種を隔離して評価することはできないということを強調しています。その性能は、どこで、いつ育てられるかと密接に結びついているのです。この圧倒的な環境の影響にもかかわらず、研究者たちは際立った特定の品種を特定することができました。「G6」とラベル付けされたある品種は、全10環境を通じて最高の平均乾物量収量を示し、ヘクタールあたり17.81トンに達しました。これに僅差で続いたのがG1（16.75トン/ヘクタール）、そしてG8（16.43トン/ヘクタール）でした。しかし、統計的分析によれば、G6は最高の平均値を示したものの、この次に来る2つの品種との差は、あらゆる比較において決定的な勝利と見なせるほど大きなものではありませんでした。
単なる生産量を超えて、本研究では「安定性」、すなわち条件が変化したときに品種のパフォーマンスがいかに変動しないかに注目しました。植物の平均的な性能と、特定の環境に対する反応を分離する手法を用いた結果、研究者たちは「G10」と呼ばれる品種が最も安定しており、異なる地点間での変動が最も少ないことを見出しました。しかし、この安定性には代償が伴いました。G10は、トップパフォーマーたちと比較して、総飼料生産量が著しく低かったのです。研究者たちは、高い収量と許容可能な安定性の両方を提供する品種を探し、この二つの要素を等しく重み付けしたところ、G6とG1が最有力候補として浮上しました。G6は、データから一度に一つの地点を除外したり、5つの地点の何千もの組み合わせをシミュレーションしたりしても首位を維持し、それらのシナリオの91パーセント以上で第1位となりました。G1は、強力な生産性と非常に安定したパフォーマンス特性を兼ね備え、一貫して第2位を保持しました。
研究ではさらに、植物の草丈、茎の数、緑色の葉の部分の量といった物理的特性についても調査しました。最も生産性の高い品種、特にG6は、茎が多く、葉も多い傾向にあり、頑健でバイオマス量の多い植物の姿を明確に示していました。しかし、研究者たちは、本研究が雲南の特定の条件と収集された2年間のデータに限定されていることに注意を払いました。彼らは、タンパク質含有量や消化性といった飼料の栄養的品質を測定しておらず、サイレージとしての発酵のしやすさについてもテストしていません。研究結果は、G6とG1がより大規模なテストを行うための優れた候補であることを示唆していますが、これらが地域のすべての農家にとっての完璧な解決策であると証明されたわけではありません。この研究は、適切な作物の選択が複雑なバランスの上に成り立っていることを浮き彫りにしています。つまり、最高収量は予測不可能な天候における失敗のリスクと天秤にかけられなければならず、最良の選択は、農家が最大生産量を求めるのか、それとも一貫した信頼性を求めるのかという、何を最も重視するかによって決まるのです。
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