作物種から野生の近縁種への遺伝子の逃避は、20 年以上前のトランスジェニック作物の商品化以来、中心的な議論となっています。この期間中、研究者は、導入遺伝子が作物と野生植物の間の遺伝子の流れによって自然に逃げることができるかどうかを尋ねてきました.
今日、蓄積された一連の証拠は、中期的に、何らかの適応上の利点（除草剤または害虫抵抗性など）を持つ導入遺伝子が野生個体群に遺伝子移入され、自然界に存続することを示唆しています。同様に、化学的または物理的に誘導された突然変異対立遺伝子として、トランスジェニック以外の方法で得られた遺伝子に拡張することもできます。
このトピックに関する最初の研究は、主に作物と野生の雑種の適応度が低いため、作物の遺伝子が逃げるリスクが低いことを示唆していました。彼らが急速に絶滅していること。ただし、ハイブリッド子孫は、いくつかの条件では適合度が低くない可能性があり、ハイブリッド子孫の適合度は数世代で再確立できることが実証されています。一方、種子の休眠や発芽などの種子の形質を無視して、シーズン全体で適応度が推定されることはめったにありません。これらは、生活環の後半で発現する形質に先行し、条件付けを行います。
私たちの研究では、ヒマワリをモデルシステムとして使用しました。作物と野生のヒマワリは、自生範囲 (北米) とアルゼンチン、オーストラリア、南ヨーロッパの非自生範囲で自然に共存しています。両方ともアルゼンチンの野生個体群と作物品種を使用して、作物と野生植物で作物と野生のハイブリッドを作成し、母方の親が種子の形質に与える影響を調査しました。
種子形質の進化的分岐
家畜化と現代の育種の間、意識的および無意識的な選択により、野生の祖先から作物の表現型が劇的に形作られました。作物は、より高い種子収量、より大きな食用種子、および非休眠種子のために選択されました。これらの形質は明らかに農業的に重要であるにもかかわらず、本質的に不適応であると考えられています。たとえば、栽培化に伴う種子休眠の欠如は、畑での迅速かつ均一な発芽を可能にしますが、自然条件での季節の最適な時期への調整を妨げます.
私たちの研究では、種子の形質に大きな違いがあることがわかりました。作物の種子は、野生の種子よりもはるかに大きく、重かった。また、種子の果皮の解剖学的構造に明確な違いが見られました。作物と野生の種子は、種子の休眠性が大きく異なりました。野生の種子は、種子の休眠によって調節される季節的な発芽を示しました。放流時の発芽率は低く、シミュレートされた冬の後に発芽が増加し、シミュレートされた乾燥した夏の後に再び減少しました。この季節的な行動は、秋と夏の終わりの発芽を避け、春に最大の発芽をもたらします。対照的に、作物種子は収穫直後に高い種子休眠を示したが、それは急速に取り除かれた。作物の種子に季節的な発芽がないことが、作物の種子が種子バンクを形成することがめったにない理由を説明しています。
種子の形質に対する母体の影響
作物と野生植物のように高度に分岐した分類群が交配するとき、それらの親が異なる形質のほとんどは中間であり、したがって予測可能であると予想されます。ただし、特に母方の親によって支配される特性があります。子孫に対する母方の親の因果効果は母性効果と呼ばれ、ほとんどの生物において進化的に重要です。
すべての種子の形質に大きな母性効果が見られました。ハイブリッド種子は、母方の親に似ていました。野生の植物で生産されたハイブリッド種子は、野生の種子と同様の種子の発芽、種子の休眠サイクル、種子のサイズ、および果皮の解剖学的構造を示します。作物と野生の雑種に期待される、中間の表現型を持つ種子形質は観察されませんでした。
研究「作物と野生のヒマワリの雑種 (Helianthus annuus) の種子形質に対する家畜化と母体の影響の役割」は、Annals of Applied Biology 誌に最近掲載されました。
