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| カヤヌス・スカラベオイデス | |
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| カヤヌス・スカラベオイデス | |
科学的分類 
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| 王国： | 植物界 |
| クレード: | 維管束植物 |
| クレード: | 被子植物 |
| クレード: | 真正双子 |
| クレード: | ロシド |
| 注文： | ファバレス |
| 家族： | マメ科 |
| 亜科: | マメ科 |
| 属: | カヤヌス |
| 種： | スカラベオイデス
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| 二名法名 | |
| カヤヌス・スカラベオイデス (L.) トゥアール
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| 同義語[1] | |
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リスト
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カヤヌス・スカラベオイデスは、カヤヌス属の顕花植物です。カヤヌス属には32種ありますが、栽培されているのはC. cajan（キマメ科）のみです。 [2]カヤヌス・スカラベオイデスはC. cajanに最も近い野生種で、キマメ栽培品種と交配するのが最も簡単な野生種の1つです。 [3]カヤヌス・スカラベオイデスは、世界中の温帯と熱帯の両方の地域で自然に見られます。 [2]この種は栽培種と比較して、干ばつ耐性が高く、タンパク質含有量が多く、害虫に対する抵抗性が高いことが分かっています。 [2] [4]これらの遺伝形質をC. cajanと交配することで、作物の生産性を向上させることができます。自給自足農家にとっては、これにより経済的損失が軽減され、全体的な作物収量が大幅に向上します。
説明
Cajanus scarabaeoidesはCajanus cajan（一般名、キマメ）の非常に近い野生種です。 [2]マメ科の双子葉植物です。[5] [6] C. scarabaeoidisは一年生または多年生の可能性があり、自給農家にとって柔軟な作物となっています。[7]
C. scarabaeoidesの枝は真っ直ぐまたは曲がりくねっていて、長さは最大 135 cm です。C . scarabaeoidesの葉は羽状で、通常は 3 出複葉で、花は黄色で赤い葉脈があります。C . scarabaeoidesの鞘は長楕円形で、通常は長さ 11～34 mm、幅 6～10 mm です。鞘は短毛と長毛の組み合わせで密に覆われており、通常は濃い紫色で、1～7 個の種子を含んでいます。C . scarabaeoidesの種子は、長さ 2.4～4 mm、幅 1.8～3 mm、厚さ 1～2 mm で、色は黒または斑点があります。[8]キマメの栽培品種と比較すると、C. scarabaeoidesは鞘の種子の割合が高く、20％に対して74％であり、多種子鞘も多く、平均で3.0種子に対して6.04種子である[2]
歴史と地理
C. scarabaeoidesはC. cajanの中で最も広く分布する野生種であり、温帯と熱帯の両方の多くの国に自生しています。[2]アフリカのマダガスカルが原産です。温帯アジアでは中国、日本、台湾が原産です。熱帯アジアではバングラデシュ、ブータン、インド、ネパール、パキスタン、スリランカ、ミャンマー、タイ、ベトナム、インドネシア、マレーシア、パプアニューギニア、フィリピンが原産です。オセアニアではオーストラリアとフィジーが原産です。[6]
アジアでは、C. scarabaeoides は最も一般的に分布するCajanus属の野生種であり、台湾、中国の雲南省、貴州省、広西省、広東省、海南省、福建省に多く生息している。中国ではこの種にはいくつかの名前がある。北京語では「Man Cao Chong Duo」、広東語では「Shui Kom Ts'o」、雲南語では「Jia Yan Pi Guo」と呼ばれている。[8]
生育条件
C. scarabaeoides は野生に自生しており、開けた草原や乾燥した植生地域、落葉樹林で見ることができます。[7]耕作地の尾根沿い、道路や歩道沿い、丘の斜面でよく見られます。通常、日光が十分に当たる場所で見られ、暗い灌木地帯や密林では個体数が減少する傾向があります。[8]この作物は、周囲の草や小さな灌木で自立する「つる性植物」として知られています。[8]中国広西省天東県では、標高 180 メートルの荒れ地に生育しているのが見られます。易雲陽山脈では、乾燥した丘陵地帯や川のそばに自生しているのが見られます。[8]この作物が生育できる広大な地域は、さまざまな環境で生育できるため、農村部と都市周辺部の両方の農家に利点を提供します。
キマメは干ばつに対する耐性の点ですでに特に優れた作物ですが、C. scarabaeoidesはさらに優れた干ばつ耐性を持っているため、年間降雨量がほとんどなくても繁栄することができます。[2]
研究されたC. scarabaeoidesの多くの系統では、キマメ栽培品種に比べて開花が早いことがわかっています。ある ICRISAT の研究では、一部のC. scarabaeoides系統では開花が 60 日であるのに対し、34 日と早いことが報告されています。別の ICRISAT の研究では、C. scarabaeoides系統では開花が 126 日ではなく 70 日であることが報告されています。[2] [9] C. scarabaeoides をキマメ栽培品種と交配してこの望ましい形質を得ることができれば、農家は収穫時間を短縮し、全体的な収穫量を増やすことができます。世界の気候が変化する中、この形質はキマメ作物の長期的な持続可能性を向上させるのに役立ちます[9]
その他の用途
中国では、C. scarabaeoidesは飼料として使用されることもあり、牛の下痢を軽減する効果があることが示されています。さらに、この植物種の葉は、伝統的な医学では消化不良を改善し、尿の過剰生成を制限するために使用されています。[8]
主な害虫
カヤヌス属植物の中では、莢虫（Helicoverpa armigera）が作物の生産性を制限する大きな要因となっている。この食虫害虫は莢の発育段階を襲い、植物の総穀物収量を減少させる。[8]この害虫は宿主範囲が広く移動能力があるため、管理が非常に難しい。さらに、近年H. armigeraは特定の殺虫剤に対する耐性が高まっており、この害虫の管理がさらに困難になっている。[4]
キマメの野生近縁種、特にC. scarabaeoidesは、この破壊的な害虫に対して高いレベルの抵抗力を持っています。[4] C. scarabaeoides上のH. armigeraの幼虫生存率はわずか 21% ですが、キマメでは 78% です。[9]これらの種は栽培種とは異なるメカニズムを持っていることを示す重要な証拠があり、そのすべてがH. armigera が植物上で繁殖する能力を制限しています。[4]科学者、育種家、自給農家にとって、これらのメカニズムを特定することで、栽培種の宿主植物の抵抗力を向上させ、経済的損失を減らすことができます。
構造メカニズム
さまざまなCajanus種が持つ植物毛状突起の種類について研究が行われてきました。通常、5 種類の毛状突起があり、タイプ A、B、E は腺性で、タイプ C と D は腺性がありません。[4] C. scarabaeoides は、タイプ C (短い腺性のない) とタイプ B (短い腺性) の毛状突起の割合が高いことがわかりました。栽培されているキマメが持つタイプ A (長い腺性) の毛状突起はありません。[4] C. scarabaeoidesの短い腺性のない毛状突起と腺性毛状突起の高密度は、H. armigeraの若い幼虫に対する障壁として機能します。この障壁により、幼虫が鞘を食べるのを防ぎ、成熟する前に飢餓による死亡を引き起こします。[10] H. armigeraはCajanus属の莢の表面に80％の卵を産むため、C型とB型の毛状突起を持つことは幼虫の死亡率を高めるのに非常に有益である。[11]
化学的メカニズム
その他の研究では、 C. scarabaeoidesの鞘の表面から抽出された化学成分が栽培キマメの化学成分と比較されている。栽培キマメから放出され、 H. armigera を引き付ける β-カロフィレンとグアイエンは、 C. scarabaeoidesには存在しないことがわかった。[12]キマメの鞘の表面から抽出されたアセトンは幼虫の摂食を刺激することがわかったが、C. scarabaeoidesの抽出物にはこの特性がなかった。[4]キマメとC. scarabaeoidesの両方の鞘から抽出された水は、 C. scarabaeoidesの鞘よりも高い摂食阻害活性を示した。[12]科学者や育種家にとって、宿主植物や関連害虫に関連する摂食刺激物質を特定できれば、交配の際に感受性の低い遺伝子型を選択することができる[12]
経済への影響
H. armigeraはキマメ科の栽培品種にとって最も被害の大きい害虫で、世界中で年間3億ドル以上の収穫量損失を引き起こしています。[11] 1992～93年と1997～98年にインドで行われた研究では、H. armigeraによる平均収穫量損失は90～100%にも上りました。[13] 一般的に価値が低く管理が容易な作物ですが、耐性品種とその遺伝子型特性を特定することで、貧しい自給自足農家に大きな経済的利益をもたらすことができます[10]。
栄養情報
栽培種と同様に、C. scarabaeoides はタンパク質と必須アミノ酸が豊富です。種子のタンパク質含有量は 17.8～27% の範囲で、通常は範囲の上限にあたりますが、栽培種では通常、タンパク質含有量は約 20% です。[2] [9] C. scarabaeoides の葉もタンパク質が豊富で、約 13% です。[8]これにより、農家は種子と葉の両方をタンパク質のために食べることができるため、作物全体をより有効に活用できます。さらに、C. scarabaeoidesはアミノ酸のメチオニンとシステインが豊富で、タンパク質の約 3% を占めますが、栽培されたキマメではわずか 2% です。[2]これらの硫黄ベースのアミノ酸は、この作物内のタンパク質構造の構築に重要な役割を果たします。[14]
C. scarabaeoidesの鞘の糖分含有量は、栽培種のそれよりもはるかに低いことがわかった。さらに、C. scarabaeoidesの鞘には、高濃度の凝縮タンニンも含まれていることがわかった。研究によると、これら2つのメカニズムが、それぞれH.armigeraの幼虫の摂食と成長能力を制限する要因である可能性があると示唆されている。[3]これらの有益な形質は、栽培種との交配に利用され、キマメの害虫耐性を向上させることができる。
遺伝子株
ICRISATは現在、合計9か国を代表する19種のCajanus属213の系統を維持しています。C . scarabaeoidesは、合計102の系統を保有しており、遺伝子バンクで最大のコレクションの1つを構成しています。[9]野生種の特定の遺伝的形質を選択し、これらの遺伝子を栽培された近縁種に組み込むことで、害虫抵抗性や干ばつ耐性などの特性が向上し、作物の全体的な生産性と生産量を向上させることができます。[13] Cajanus属の種の特性の多様性を向上させることは、干ばつの問題に直面し、害虫の影響を受けやすい作物を栽培している農家にとって有利です。[4]
参考文献
- ^ 「Cajanus scarabaeoides (L.) Thouars」。Plants of the World Online。キュー王立植物園評議員会。2017年。 2020年12月20日閲覧。
- ^ abcdefghij 「SATrends Issue 62」。ICRISAT。2006年1月。 2013年11月14日閲覧。
- ^ ab Sharma, HC; Sujana, G.; Manohar Rao, D. (2009 年 1 月). 「ピジョンピーの野生近縁種における Helicoverpa armigera に対する抵抗性の形態学的および化学的要素」(PDF) .節足動物と植物の相互作用. 3 (3): 151–161. Bibcode :2009APInt...3..151S. doi :10.1007/s11829-009-9068-5. S2CID 25933619.
- ^ abcdefgh 「コットンボルワーム/マメ科植物の鞘虫、Helicoverpa armigera (Hübner) に対する耐性源としてのピジョンピーの野生種」ICRISAT。2013年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年11月14日閲覧。
- ^ 「Family: Fabaceae Lindl., nom. cons」USDA GRIN 2013年11月2013年11月14日閲覧。
- ^ ab "Cajanus scarabaeoides".遺伝資源情報ネットワーク。米国農務省農業研究局。2013年11月14日閲覧。
- ^ ab 「Cajanus scarabaeoides (L.) Thouars」。地球規模生物多様性情報機構。2013年7月。 2013年11月14日閲覧。
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- ^ Peter, AJ; Shanower, TG (1998 年 3 月). 「植物の腺毛: 多くの潜在的用途を持つ化学工場」. Resonance . 3 (3): 41–45. doi :10.1007/BF02837613. S2CID 87700370.
- ^ ab Romeis, J.; Shanower, TG; Peter, AJ (1999年3月). 「キマメ科植物 [Cajanus cajan (L.) Millsp.] および2種の野生Cajanus属植物の毛状突起」. Crop Science . 39 (2): 564–569. doi :10.2135/cropsci1999.0011183X003900020043x.
- ^ abc 「SATrends Issue 7」。ICRISAT。2001年6月。 2013年11月14日閲覧。
- ^ ab Sidde Gowda、DK;イェルシェティ、S. ＹＫ州コティカル。パティル、BV;ベナギ、VI (2002)。 「ハトエンドウの鞘穿孔者 Helicoverpa armigera の統合的害虫管理の検証」。国際ひよこ豆とハト豆のニュースレター。9 : 46–47。
- ^ Brosnan, JT; Brosnan, ME (2006 年 6 月). 「硫黄含有アミノ酸: 概要」. The Journal of Nutrition . 136 (6): 1636–1640. doi : 10.1093/jn/136.6.1636S . PMID 16702333.