栽培品種の進化が逆境気候下でのトウモロコシ収量感受性を支える

私たちの食卓にとってこの研究が重要な理由

トウモロコシは主食や家畜飼料として重要であり、収穫量の小さな変化でも食料価格や食糧安全保障に波及します。本研究は時宜を得た問いを投げかけます。気温が上がり降雨が不安定になる中で、中国の農家が収量を維持するのに新しい品種は役立っているのか、あるいは一部の地域では気象ショックに対して作物をより脆弱にしているのか、という点です。

広大な国のトウモロコシ畑を追う

中国は世界第2位のトウモロコシ生産国ですが、収量の伸びは米国に遅れています。その理由を探るために、研究者らは2001年から2020年に実施された品種試験の公式データから48,797件という異例に大規模な観測データを集めました。これらの試験では、従来の標準品種と新しいエリート品種の両方が、4つの主要なトウモロコシ地域の多くの地点で試験され、現地の気象が綿密に記録されました。試験結果を実際の農場統計や気候記録と組み合わせることで、収量向上が品種改良によるものか、あるいは気候や農業慣行の変化によるものかを分離して分析できました。

新しい品種は収量を押し上げるが、地域差がある

解析は、新品種の育種が中国全体のトウモロコシ収量を明確に押し上げていることを示しています。試験ネットワークでは、地域によっては生産性が約3割、あるいは1デシ十ヘクタール当たりほぼ3トンに相当するペースで10年ごとに上昇しました。これらの増加は標準品種の変化では説明されませんでした。代わりに、面積当たりの粒数や一粒重量などの形質改良が主要な役割を果たしていました。しかし、実際の農場収量は試験区で得られた収量よりも数トンヘクタール当たり低いままで、良好な管理下での近代品種の潜在力と通常の農場で得られる結果の間に恒常的なギャップがあることを浮き彫りにしました。

高温と降雨：場所によって味方にも敵にもなる

生育期の気候傾向は中国各地で大きく異なりました。東北部と北部では、7月と8月の高温日が最も脆弱性をもたらしました。これらの月は開花や籾の充填が起きる時期で、概ね30°Cを超えて1°C上昇するだけで収量が数パーセント削られる可能性があり、特に北部で被害が大きくなりました。南西部と北西部では、高温よりも降雨が主要な懸念でした。南西部では過剰な降雨が浸水を引き起こしやすく、北西部では降雨不足が水不足をもたらしました。乾燥地帯では適度な降雨増加が有益でしたが、すでに湿潤な地域では害となり、干ばつと過剰水分の双方が生産を制約し得ることを示しました。

育種はリスクを減らすことも増やすこともある

最も注目すべき結果は、新しい品種が悪天候に対する収量の感受性を変えた点であり、常に同じ方向ではありませんでした。東北中国では、新しく高収量の品種が高温に対してより脆弱になり、熱波が襲うと収量の喪失が大きくなりました。対照的に華北では、新しい品種は時間とともに高温に対してより耐性を持つようになりました。南西部では高収量品種が豪雨に対して感受性を増し、より乾燥した北西部では追加の降雨に対してむしろ肯定的に強く反応しました。複数の事例で、通常条件下で最大の収量を出す品種ほど、高温や降雨が理想から外れたときに最も被害を受けやすいことが分かりました。

今後のトウモロコシ収穫にとっての意味

トウモロコシに依存する人々にとっての教訓は、遺伝改良だけでは不十分であり、育種家は品種を地域の気候リスクに合わせる必要があるということです。研究は、品種の進化が長期的な収量向上を牽引してきた一方で、高温や降雨に対するトウモロコシの反応も再形成し、ときに極端な事象に対する耐性を低下させていると結論づけています。将来の育種は地域特有のニーズに焦点を当てるべきです：東北・華北の暑い夏には耐熱性品種、南西部では浸水に耐える品種、乾燥した北西部には水効率の高い品種など。適切な管理と組み合わせたこうした気候対応型の品種は、気候変動による突発的な天候が増す時代でもトウモロコシの収穫を安定させる助けとなるでしょう。

引用: Zhang, L., Bai, Z., Xi, W. et al. Cultivar evolution underpins maize yield sensitivity to adverse climate conditions. Nat Commun 17, 4528 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71045-3

キーワード: トウモロコシ, 気候ストレス, 品種育成, 高温と降雨, 中国の農業