遺伝学がクリスマスツリーを完璧にする

クリスマスまであと数日というところで、私の木は、葉、硬さ、そして威厳をかろうじて保っています。今年は感謝祭をできるだけ早めに迎えたため、木が早く成長しましたが、それだけではありません。この木には、すぐに乾燥してしまい、細い葉が残りにくい何かがあるのです。この木はフレイザーモミ、 Abies fraseriisなので、これはジョン・フランプトンにとって驚きでした。

ノースカロライナ州立大学の森林環境資源学部の教授であるフランプトン氏は、最も人気のあるクリスマスツリーであるフレーザーモミの専門家です。円錐形、優れた針葉の保持力、丈夫な枝は、装飾品やツリーの破片を床から遠ざけるのに最適です。しかし、フランプトン氏は、フレーザーモミをさらに改良し、栽培者が悪化する根の菌類の問題と闘い、より多くの木をより早く育てられるように支援しようとしています。

その結果、将来のクリスマスツリーは、最も丈夫でクリスマスらしい植物種から一部を借りて育てた、さまざまな植物種のハイブリッドとなるでしょう。

根腐れと戦う

クリスマスツリーは伐採されるまでに畑で6年から10年を過ごし、通常、木は少なくとも2、3年経たないと植林されません。つまり、私のクリスマスツリーは私がまだ10代の頃に生まれたのです。結局、木にとって最も困難な時期は、その初期の頃だったのです。

フレイザーモミは、植物の根を腐らせる有害なカビの一種であるフィトフソラに対して免疫がない。ギリシャ語名は「植物破壊者」を意味し、作物やほぼすべての種類の植物を壊滅させる可能性がある。フィトフソラ属の一種は、アイルランド大飢饉のきっかけとなったジャガイモ疫病を引き起こした。フランプトン氏は耐性のある木を見つけて繁殖させようとしたが、成果はなかった。

「私たちは温室で苗木を育て、耐性をテストするために接種します。その際、苗木をすべて殺します」と彼は語った。「私たちは遺伝的に非常に多様な集団を何度もテストしましたが、テストするたびに木を殺しています。」

より強い木を作るには、植物の生体解剖を少し行う必要がある。フランプトン氏は、世界の50種余りのモミ科植物のうち32種を検査し、日本のモミ科植物が疫病菌の侵入に強い耐性があることを発見した。モミ科植物はクリスマスツリーには向かないので、フランプトン氏は樹木栽培者にその根を借りる方法を教えている。

彼はモミの苗木を購入し、木の部分を切り取り、その根系にフレーザーモミの枝を接ぎ木します。接ぎ木は基本的に異なる植物のクローンを作成する一般的な園芸技術ですが、この場合はキメラの木を作ることになります。

「モミの若い苗木を切って、先端を切り落とします。次に接木ナイフで中央に縦の切り込みを入れます。フレイザーモミの枝を切って、根元をくさび形に切り、切り取ったモミに差し込みます」とフランプトン氏は説明した。接ぎ木したばかりの木は、乾燥しないように特殊な輪ゴムで巻かれ、ワックスで覆われる。

「その後、樹皮と木材の間の部分、つまり成長点が融合します。2 つの種が一緒に成長し、1 本の機能的な木になります。木のてっぺんはフレイザーモミで、接ぎ木結合部より下はすべてモミモミのままです。」

しかし、これはかなり費用がかかり、時間もかかります。樹木栽培者は、すでに根腐れ耐性がありながら、フレイザーの理想的な針葉の保持と美しい円錐形を維持している苗木を好みます。ここで遺伝学が役に立ちます。

より丈夫な木を育てる

苗木の根腐れ耐性をテストしていたとき、フランプトン氏はトルコに行き、ノルトマンモミの木から球果を集め、温室で育てた苗木に接種した。苗木の中には根腐れ耐性を持つものがあり、特定の遺伝子を活性化することで耐性を制御できることがわかった。つまり、フランプトン氏や他の栽培者は、根腐れに対して自然に耐性のある木を選び、それを育てられるということだ。

しかし、彼は遺伝子組み換えのクリスマスツリーを作っているわけではない。少なくとも今のところは。フランプトンの研究室と他の研究者たちは、松ぼっくりの形から根腐れ耐性まで、理想的な形質をコード化する遺伝子配列を特定し、これらの配列のマーカーを見つけてさらに研究を進めようとしている。

「私たちはクリスマスツリーのDNAを理解するためにDNA配列解析を行っています。長期的には、これが将来遺伝子工学につながるかもしれません」とフランプトン氏は言う。「しかし、農業が今のような状態になるまでには、まだ多くの知識と技術を開発する必要があります。」

その理由の一つは、植物の遺伝子組み換えへの資金提供が、主に私たちが食べる種類の植物に集中しているからだと彼は指摘した。しかし、木の品種改良が難しいことも理由の一つだ。主な理由は、木は木であり、木は雑草のようには成長しないからだ。

「どれだけよく育つかを見るには、それが自分の望む木であるかどうかを見極めるために 6 ～ 8 年待つ必要があります」とフランプトン氏は言う。「良い木が見つかったら、交配をしたいのですが、モミの木が繁殖的に成熟し、交配を始めるまでに 10 ～ 12 年かかります。ですから、クリスマス ツリー用にフレイザー モミを改良するには、交配のアプローチは確かに長期にわたるものです。」

ノースカロライナ州では、この木は今や大きな産業であり、2,500 の樹木栽培者が年間 500 万から 600 万本の樹木を生産しています。フレーザーモミはアパラチア山脈、特に標高 3,000 フィートを超えるノースカロライナ州西部の岩だらけの山々が原産です。この寒くて雨の多い環境は、針葉樹の気孔 (呼吸用の小さな穴) が伐採後すぐに閉じることと関係があるのか​​もしれません。フレーザーモミは非常に湿潤な環境に適応しており、他のモミや松のように乾燥しません。これもクリスマスツリーに理想的なもう 1 つの重要な特徴です。

しかし、木はどれも、その歴史と環境の両方においてユニークです。たとえば私の木は、伐採後何週間も水を与えなかったかもしれませんし、暖かい冬を生き抜いていたのかもしれません。それが葉の付け方に影響を与えたのかもしれません。あるいは、単に遺伝的な問題なのかもしれません。フランプトン氏は、将来の木がより信頼できるものになることを望んでいると述べました。

「だからこそ、私たちは針葉の保持に注目し、遺伝学を通じてそれをどう操作できるかを理解しようとしているのです」と彼は語った。「しかし、私たちはまた、木をより良く扱う方法を理解しようとしており、クリスマスが台無しになる可能性を減らすためのベストプラクティスを消費者に教えようとしているのです。」