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| 菜種 | |
|---|---|
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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： | アブラナ科 |
| 家族： | アブラナ科 |
| 属: | アブラナ科 |
| 種： | ナプス
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| 二名法名 | |
| ナプス L. [注 1]
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菜種（Brassica napus subsp. napus ）は、レイプやオイルシードレイプとも呼ばれ、アブラナ科（カラシナ科またはキャベツ科）の明るい黄色の花を咲かせる植物で、主に油分を多く含む種子のために栽培されています。この種子には、天然にかなりの量の軽度の毒性のあるエルカ酸が含まれています。[2]「キャノーラ」という用語は、エルカ酸の含有量が非常に低いように品種改良された菜種の栽培品種のグループを指し、人間や動物の食料として特に高く評価されています。菜種は、世界で3番目に大きな植物油の供給源であり、2番目に大きなタンパク質ミールの供給源です。 [3] [4]
説明
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ブラシカ・ナプスは高さ100センチメートル（39インチ）まで成長し、無毛で肉質で羽状複葉で灰白色の下葉を持ちます[5] [6] [7]。下葉には柄がありますが、上葉には葉柄がありません[8] 。
菜の花は明るい黄色で、直径は約17ミリメートル（3⁄4インチ ）です。[6]放射状で、典型的な十字形の4つの花びらと4つの萼片が交互になっています。最も下の芽から始まり、翌日には上向きに成長する不定形の総状開花です。花には短い花糸を持つ2つの側方雄しべと、開花時に花の中心から葯が分裂するより長い花糸を持つ4つの中央雄しべがあります。[ 9 ]
菜種の鞘は、成長中は緑色で細長い珪酸質で、最終的には茶色 に熟します。1 ～3cm（3⁄8～1+莢は長さが約3 ⁄ 16 インチで、5～10cm（2～4インチ）の範囲です。 [8]各莢には中央の壁で区切られた2つの区画があり、その中に一列の種子が成長します。 [10]種子は丸く、直径は1.5～3mm（ 1 ⁄ 16～ 1 ⁄ 8 インチ）です。表面は網目状で、 [8]成熟すると黒く硬くなります。 [10]
類似種
B. napusは茎を抱かない上部の葉によってB. nigraと区別され、 B. rapaとは直径13 mm ( 1 ⁄ 2 インチ)未満の小さな花びらによって区別されます。 [6]
分類
Brassica napus種は 、顕花植物のアブラナ科に属します。菜種は、自名B. napus subsp. napusの亜種です。[11]冬菜、春菜、野菜菜、飼料菜が含まれます。[12]シベリアケールは、独特の葉菜の変種( B. napus var. pabularia ) で、かつては冬野菜として一般的でした。[13] [12] B. napusの2番目の亜種は、B. napus subsp. rapifera (別名 subsp. napobrassica ; ルタバガ、スウェーデンカブ、または黄カブ)です。 [14] [15]
B. napusはB. oleraceaとB. rapaの種間交雑により生じた二ゲノム複二倍体である。[16]他の複二倍体アブラナ属種と同様に自家和合性の受粉種である。[17]
語源
「レイプ」という用語は、ラテン語でカブを意味するrāpaまたはrāpumに由来し、ギリシャ語のῥάφη、rhapheと同義である。[18]
エコロジー
北アイルランドでは、B. napusとB. rapaが道路脇の路肩や荒れ地に逃げ出したことが記録されている。 [19]
栽培
菜種を含むアブラナ属の作物は、1万年前にはすでに人類によって広く栽培されていた植物の一つです。菜種は紀元前4000年にはインドで栽培されており、2000年前には中国と日本に広まりました。[12]
菜種油は、開花プロセスを開始するために春化処理が必要なため、ヨーロッパとアジアのほとんどの地域では主に冬季栽培されています。秋に播種され、冬の間は土壌表面に葉のロゼットを残します。植物は翌春に長い垂直の茎を成長させ、その後側枝が発達します。一般的に晩春に開花し、鞘の成長と成熟のプロセスは真夏までの6〜8週間にわたって行われます。[9]
ヨーロッパでは、冬菜は小麦や大麦などの穀類、エンドウ豆やインゲン豆などの休耕作物と3～4年周期で栽培され、毎年の休耕作物として栽培されています。これは、害虫や病気が作物間で持ち越される可能性を減らすためです。[20]冬菜は夏菜よりも生育が旺盛で害虫による被害を補うことができるため、不作になりにくいです。 [21]
春菜は耐寒性がなく春化処理を必要としないため、カナダ、北ヨーロッパ、オーストラリアで栽培されています。この作物は春に播種され、発芽後すぐに茎が成長します。[9]
菜種は、水はけのよいさまざまな土壌で栽培でき、pH 5.5～8.3 を好み、土壌の塩分濃度に対する耐性は中程度です。[22]主に風媒花ですが、ミツバチ媒花では穀物収量が大幅に増加し、[23]最終収量がほぼ 2 倍になりますが、 [24]効果は品種によって異なります。[25]現在、菜種は窒素含有肥料を多く使って栽培されており、その製造時にN 2 O が発生します。菜種の肥料として供給される窒素の 3～5% が N 2 Oに変換されると推定されています。[26]
菜種は栄養素の需要が高く、特に硫黄の需要は耕作作物の中で最も高い。1980年代に大気中の硫黄の流入が減少して以来、硫黄による施肥は菜種生産における標準的な手段となっている。[27] [28]微量栄養素の中でも、菜種栽培ではホウ素[29] 、マンガン[30]、モリブデン[31]に特別な注意を払う必要がある。
気候変動
気候変動により、菜種の栽培可能範囲は減少すると予想されています。収穫量と油の量の両方において、作物の品質も大幅に低下すると予想されています。 [32] 一部の研究者は、栽培のためにアブラナ科植物の代替品種を見つけることを推奨しています。[ 32 ]
病気
冬作の菜種の主な病気は、潰瘍病、葉の斑点病（Pyrenopeziza brassicae）、アルテナリア菌核病および菌核病である。潰瘍病は、秋から冬にかけて葉に斑点をつけ、茎が未熟に熟し弱くなる原因となる。潰瘍病に対しては晩秋と春にコナゾールまたはトリアゾール系殺菌剤による処理が必要であり、アルテナリア菌核病および菌核病の防除には春から夏にかけて広域スペクトル殺菌剤を使用する。[33]ナタネは、菌核病、バーティシリウム萎凋病、根こぶ病などの土壌伝染病のため、輪作で密に植えることはできない。[20]
遺伝子組み換え菜種は大きな可能性を秘めている耐病性。[34] 大麦（Hordeum vulgare由来のクラスIIキチナーゼとI型リボソーム不活性化タンパク質をB. junceaに導入すると、大きな真菌耐性効果。[34]Chhikaraet al.、2012[35]は、この遺伝子ジュンセアのAlternaria brushicicolaの菌糸の成長が44%減少し病気の発症が遅れることを。[34]
黒脚病（Leptosphaeria maculans / Phoma lingam）は主要な病気である。[36] Yu et al.、2005は、 2つの倍数体集団DHP95とDHP96に対して制限断片長多型分析を行った。彼らはそれぞれ1つの耐性遺伝子を発見した。LepR1およびLepR1 [36]
害虫
菜種は多種多様な昆虫に襲われます。線虫、ヨーロッパではナメクジやカラスバトも害虫。[37]アブラナ科のサヤユスリカ（ Dasineura brassicae）、キャベツ種子ゾウムシ（Ceutorhynchus assimilis）、キャベツ茎ゾウムシ（ Ceutorhynchus pallidactylus）、キャベツ茎ノミハムシ（ Psylliodes chrysocephala）、アブラナ茎ゾウムシ（Ceutorhynchus napi）、花粉甲虫が、ヨーロッパのナタネを襲う主な害虫である。[38]これらの害虫は、成長中のサヤに卵を産み付けて成長中の種子を食べ、植物の茎に穴を開けて花粉、葉、花を食べる。予防的ピレスロイド系殺虫剤が害虫に対する主な攻撃媒体である。[33]軟体動物駆除剤は、ナメクジの被害を防ぐために、菜種の播種前または播種後に使用される。[37]
遺伝学と育種
2014年にDalton-MorganらによってB. napusのSNPアレイが発表され[39]、2016年にはClarkeらによって別のアレイが発表され[40]、どちらも分子育種で広く使用されるようになりました。エピジェネティクスの重要性を実証する中で、 2009年のHaubenらは、同質遺伝子系統が実際の栽培条件下ではエピジェネティックな違いのために同一のエネルギー利用効率を持たないことを発見しました。[ 41 ] 2016年にはGengらによって特定遺伝子座増幅断片配列決定法（SLAF-seq）がB. napusに適用され、過去の栽培化プロセスの遺伝学が明らかになり、ゲノムワイド関連研究（GWAS）のデータを提供し、高密度連鎖地図の構築に使用されています。[41]
栽培品種の歴史
1973年、カナダの農業科学者はキャノーラの消費を促進するマーケティングキャンペーンを開始しました。[42]エルカ酸とグルコシノレートの少ない菜種栽培品種から得られる種子、油、タンパク質ミールは、1978年にカナダキャノーラ協議会によって「キャノーラ」として商標登録されました。[43] [44]現在、キャノーラは食用菜種の一般的な用語ですが、カナダでは依然として「空気乾燥した油分を含まないミール1グラムあたりエルカ酸が2%未満、グルコシノレートが30μmol未満でなければならない」菜種油として正式に定義されています。[44] [45] 1980年代、北ヨーロッパの土壌への大気中の硫黄の流入が減少し、新たに育成された低グルコシノレート品種（00品種）の代謝における硫黄の内部利用効率が低下したため、菜種作物において硫黄欠乏の非常に特異的な症状である白い花が咲くことが増えました。 [46]これは、公式の品種評価手順中に、遺伝的不均一性（「カナダの血」）に誤って帰せられました。[47]
00-油菜作物の採餌によって引き起こされる野生動物の予測される被害は、動物の食生活が繊維を犠牲にしてタンパク質と硫黄を含む代謝物の摂取量を増やす方向にシフトしたことによるものであり、遺伝子組み換え00-品種の特定の特徴によるものではない。[48]
2003年に欧州議会がバイオ燃料の使用を促進する輸送用バイオ燃料指令を制定したことを受けて、ヨーロッパでは冬菜種の栽培が劇的に増加した。[24]
バイエル・クロップサイエンスは、中国のBGI-深圳、オランダのKeyGene、オーストラリアのクイーンズランド大学と共同で、2009年にB. napusの全ゲノムとB. rapaおよびB. oleraceaに含まれるその構成ゲノムの配列を解読したと発表した。多倍体菜種種B. napusの「A」ゲノム成分は、多国籍アブラナ科植物ゲノムプロジェクトによって配列が解読されている。[49]
1998年にグリホサート耐性を持つように遺伝子組み換えされた菜種の品種が開発され、最も病気や干ばつに強いキャノーラと考えられています。2009年までに、カナダで栽培された菜種の90％がこの種のものでした。[50]
GMO栽培品種
モンサント社は、遺伝子組み換えにより、自社の除草剤ラウンドアップに耐性を持つ新しい菜種の栽培品種を開発した。1998年、同社はこれをカナダ市場に投入した。モンサント社は、ライセンス料を支払わずにこの栽培品種を畑に植えていた農家に補償を求めた。しかし、これらの農家は、ラウンドアップ・レディ遺伝子を含む花粉が畑に吹き込まれ、未改変のキャノーラと交配されたと主張した。他の農家は、植え付け前に雑草を駆除するためにキャノーラ以外の畑にラウンドアップを散布したところ、ラウンドアップ・レディの自生種が残ってしまい、畑から雑草を取り除くために余分な費用がかかったと主張した。[51]
注目を浴びた法廷闘争において、カナダ最高裁判所は2004年のモンサント・カナダ社対シュマイザー訴訟において、ラウンドアップ・レディの無許可栽培に対するモンサントの特許侵害請求を支持する判決を下したが、同時にシュマイザーは損害賠償を支払う必要はないとの判決も下した。この訴訟は、遺伝子組み換え作物の世界的な特許保護を裁判所が正当化したとして、国際的な論争を巻き起こした。2008年3月、モンサントとシュマイザーは法廷外で和解し、モンサントがシュマイザーの農場の遺伝子組み換えキャノーラ作物をすべて約660カナダドルの費用で除去することで合意した。[51]
生産
国連食糧農業機関は、 2003～2004年のシーズンの世界生産量は3,600万メートルトン（4,000万ショートトン、3,500万ロングトン）、2010～2011年のシーズンは推定5,840万メートルトン（6,440万ショートトン、5,750万ロングトン）と報告している。[52]
1975年から2007年の間に、菜種（キャノーラを含む）の全世界の生産量は6倍に増加した。1975年以来のキャノーラと菜種の生産により、菜種油の食用油市場が開拓された。2002年以来、バイオディーゼルの生産量はEUと米国で着実に増加しており、2006年には600万トン（660万ショートトン、590万ロングトン）に達した。菜種油は、その燃料を生産するために必要な植物油のかなりの部分を供給する位置にある。したがって、ヨーロッパでバイオディーゼル含有量要件が発効するにつれて、世界の生産量は2005年から2015年の間にさらに増加すると予想された。[53]
用途
菜種は食用植物油、動物飼料、バイオディーゼルの生産のために栽培されています。菜種は2000年に大豆とパーム油に次いで世界で3番目に多い植物油の供給源でした。[3]大豆に次いで世界で2番目に多いタンパク質ミールの供給源です。[4]
植物油
菜種油は最も古い植物油として知られているが、動物の心筋にダメージを与える高濃度のエルカ酸と、飼料として栄養価の低いグルコシノレートを含有していたため、歴史的には限られた量しか使用されていなかった。 [55]菜種油には最大54%のエルカ酸が含まれることがある。[56]菜種の栽培品種から抽出された食品用油は、キャノーラ油または低エルカ酸菜種油（LEAR油）として知られ、米国食品医薬品局によって一般的に安全であると認められている。[57]政府の規制により、キャノーラ油は米国では重量比で最大2%のエルカ酸に制限されており[57]、EUでは2%に制限されており[58] 、乳児用食品には特別な規制がある。これらの低レベルのエルカ酸は、人間の乳児に害を及ぼすことはないと考えられている。[57] [59]
動物飼料
菜種を油生産用に加工すると、副産物として菜種粕が生成される。この副産物は高タンパク質の動物飼料で、大豆と競合する。菜種は優れたサイレージ作物（発酵させて密閉状態で保存し、後で冬の飼料として使用する）である。飼料は主に牛の飼料として使用されるが、豚や鶏にも使用される。[4]しかし、菜種の種子ケーキに含まれるグルコシノレート、シナピン、フィチン酸の濃度が高いため、動物の健康に悪影響を及ぼし、特定の栄養素の消化率を低下させ、嗜好性を低下させ、水路の富栄養化に寄与する。[60] [61] [62]中国では、菜種粕は動物飼料よりも土壌肥料として主に使用されている。[63]
バイオディーゼル
菜種油は、バイオディーゼルとして、加熱燃料システムに直接、または自動車の動力源として石油留分と混合して、ディーゼル燃料として使用されます。バイオディーゼルは、エンジンを損傷することなく新しいエンジンで純粋な形で使用することができ、2%から20%のバイオディーゼルの割合で化石燃料ディーゼルと混合されることがよくあります。菜種バイオディーゼルの栽培、粉砕、精製にはコストがかかるため、新しい油から得られる菜種由来のバイオディーゼルは、標準的なディーゼル燃料よりも製造コストが高く、そのためディーゼル燃料は一般的に使用済み油から作られています。菜種油は、ヨーロッパのほとんどの国でバイオディーゼル製造の好ましい油原料であり、原料の約80%を占めています[要出典]。これは、菜種は大豆などの他の油源と比較して単位面積あたりの油の生産量が多いためという理由もありますが、主にキャノーラ油のゲル化点が他のほとんどの植物油よりも大幅に低いためです。
2018年の研究では、気候変動による環境の変化により、菜種はバイオ燃料用の油の供給源として信頼できないものになると予測された。[32]
他の
菜種は土壌浸食を防ぎ、大量のバイオマスを生産し、雑草を抑制し、根系によって土壌の耕作性を改善できるため、米国では冬の間カバークロップとしても使用されています。菜種の一部の栽培品種は一年生飼料としても使用され、植え付け後80～90日で家畜の放牧が可能になります。[22]
菜種は蜜源性（昆虫が集められる物質を生成する）が高く、ミツバチの主な餌作物である。[24]単花性菜種蜂蜜は白っぽいまたは乳白色の黄色で、コショウのような味がし、結晶化が速いため、柔らかい固形の質感である。3～4週間で結晶化し、不適切に保管すると時間の経過とともに発酵する可能性がある。[64]単花性菜種蜂蜜は果糖とブドウ糖の比率が低いため、蜂の巣の中ですぐに顆粒化し、養蜂家は蓋をしてから24時間以内に蜂蜜を取り出さなければならない。[24]
バイオ潤滑剤として、菜種はバイオ医療用途（人工関節の潤滑剤など）や性行為用の個人用潤滑剤としての使用が考えられます。[65] 70%以上のキャノーラ油/菜種油を含むバイオ潤滑剤は、オーストリアでは石油由来のチェーンソーオイルに取って代わっていますが、通常はより高価です。[66]
菜種は、チェルノブイリ原発事故後に土壌を汚染した放射性核種を封じ込める手段として研究されてきた。[67] [68]菜種の吸収率は他の穀物の3倍にも達し、油種子に含まれる放射性核種はわずか3～6％程度である。[67]
菜種粕は土壌にバイオ燻蒸剤として混入することができる。[69]それはRhizoctonia solaniやPratylenchus penetrなどの真菌性作物病原体を抑制します。[69] : 39
参照
説明ノート
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参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズの Brassica napus に関連するメディア- ウィキメディア・コモンズの菜種油に関連するメディア