南アフリカのトウモロコシ品種におけるBt耐性から生じる収量損失の定量化

なぜトウモロコシの収穫量は上下するのか

トウモロコシは南アフリカで主食であり、特に人の食用には白いトウモロコシが重要です。昆虫に抵抗する遺伝子や除草剤耐性を持つ遺伝子組み換え品種は、農家の収穫を安定させ、消費者の食糧を確保すると期待されてきました。本研究は単純だが重要な問いを立てます：これらの利益は持続したのか、それとも昆虫が適応するにつれて薄れたのか、そして新しい種子技術は失われた利益を回復できるのか？

トウモロコシ、昆虫、そして有用な細菌

多くの現代的なトウモロコシ品種は、土壌細菌であるBacillus thuringiensis（Bt）由来の遺伝子を持っています。これらの遺伝子は、特定の害虫に対して毒性を示すタンパク質を植物に産生させる一方で、人には安全とされています。Btトウモロコシは、収量損失の削減、殺虫剤使用量の低下、さらには損傷した穀粒で増える有害なカビの汚染低減にも寄与すると広く評価されてきました。トウモロコシが食生活と生計の中心である南アフリカでは、農家は大規模にBtと除草剤耐性トウモロコシを採用し、この技術の世界有数の利用国の一つとなりました。

長期にわたるトウモロコシ試験の記録

研究者らは異例に豊富なデータセットを利用しました：1980年から2018年にかけて、南アフリカの主要5州の100を超える地点で栽培された8万5千以上のトウモロコシ試験圃場です。これらの試験は慣行品種と複数の遺伝子組み換え型（単独のBt、単独の除草剤耐性、Btと除草剤耐性を組み合わせた複合品種）を比較しました。それぞれの試験で多くの品種が同じ局所条件下で並べて栽培されたため、チームは種子の形質の効果を土壌や気候、農法、年ごとの天候差から切り分けることができました。

利得が現れ、消え、戻るとき

各トウモロコシ品種が農家に初めて投入された年を追跡することで、著者らは収量の優位性が時間とともにどう変化したかを再構築しました。2000年前後に導入された初期のBt品種は、慣行品種と比べて堅実な収量増をもたらし、2000年代中頃にはヘクタール当たり約0.5メトリックトンの増加でピークに達しました。ほどなくして農家や研究者からBt植物でも生存できる昆虫の報告が出始め、これらの利益は弱まりました。単一Bt品種では収量の優位は徐々に縮小し、2010年代後半には実質的に消失しました。Btと除草剤耐性を組み合わせた複合品種も当初は同様の低下をたどりましたが、新たなBt組み合わせが導入されると収量優位は強く回復し、かつての高水準を上回りました。

地域差と食卓への影響

初期の利得、中期の侵食、そして複合品種における最近の回復というパターンは、調査対象のほとんどの州で見られましたが、変化の大きさは地域ごとに異なりました。これらの変化を日常的な観点で換算するため、研究者らはBt収量がかつて提供していた相対的優位を失ったことでどれだけの白トウモロコシ（人の食用）が実質的に失われたかを推計しました。2005年から2018年の間に、Bt収量の優位が縮小したために合計で年間3,500万食分以上のトウモロコシ相当が失われたと計算しています。これはBtが慣行品種より劣っていたためではなく、かつてのプレミアムが昆虫の制御困難化により縮小したためです。

耐性管理が重要な理由

本研究は、遺伝子組み換えトウモロコシが国レベルでかなりの収量プレミアムをもたらし得ることを示す一方で、昆虫耐性が蓄積することを放置すればその利得が脆弱であることも示しています。新しい複合形質は失われた地歩を回復するのに役立ちますが、開発には多くの年数と相当な投資を要します。一方で昆虫はしばしばそれより短い時間で適応します。著者らは、耐性を遅らせるための非Bt保護区の植え付けなど、健全な管理慣行が経済的・社会的・環境的利益を維持するために不可欠であると主張しています。

引用: Tack, J., Cooper, C.F., Nalley, L.L. et al. Quantifying yield losses from Bt resilience among maize cultivars in South Africa. Nat Commun 17, 4704 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71156-x

キーワード: Btトウモロコシ, 遺伝子組み換え作物, 昆虫耐性, 南アフリカの農業, トウモロコシ収量