農業雑草症候群

農業雑草症候群とは、植物が農業雑草として成功する共通の特性の集合である。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}これらの特性のほとんどは、それ自体が表現型ではなく、むしろ急速な適応の方法である。このようにして、侵入植物、在来植物、農業においてやや成功した周辺雑草、その他の環境の雑草など、さまざまな起源の植物は、高度な人為的管理のある環境で競争することを可能にする他の特性を蓄積する。^{[ 2 ]}

それにもかかわらず、症候群の特徴の中には表現型であるものもある。^{[ 2 ]}

• 急速な成長^{[ 2 ]}
• 栄養素の効率的な利用^{[ 2 ]}
• 種子の休眠^{[ 2 ] [ 3 ]}
• 効果的な種子散布、多くの場合より攻撃的な種子の破砕^{[ 2 ]}
• バビロフ型擬態^{[ 2 ]}には、近くに作物の近縁種が存在する場合の作物の対立遺伝子の浸透が含まれる^{[ 3 ]。}
• 除草剤耐性^{[ 2 ]}
• 短いライフサイクル^{[ 3 ]}
• 高い出生率^{[ 3 ]}

これらの中には、家畜化特性とは正反対のものもある。^{[ 2 ]}

突然変異、特定の突然変異の種類、既存の遺伝的多様性、特定の遺伝子、および遺伝子浸透が症候群の獲得にどの程度寄与しているかについては、十分な情報が得られていない。また、異なる時期の様々な雑草管理体制への適応の遺伝的特徴を識別できるかどうかも不明である。

場合によっては、栽培化によって生じた対立遺伝子が、由来する野生種よりも雑草化しやすい雑草を生み出すことがあります。例えば、カリフォルニア野生ダイコンは、単にダイコンとダイコンの亜種であるR. r. sativusの交配種であるにもかかわらず、ダイコンよりも雑草化しやすく、繁殖力が強いのです。

栽培環境が現れた際に突然適応性が高まった既存の対立遺伝子変異が、アマランサス・ツベルクラタス、アマランサス・パルメリ、ライグラス、イポメア・プルプレアの成功、特に除草剤耐性の急速な発達に貢献した可能性が高い。

一方、イヌビエとイヌビエの世界的集団では、合計で9つの作用機序に対する耐性が発達しており、新たな突然変異が除草剤耐性の原因となっている可能性がある。

雑草の中には作物の子孫であるものもあれば、栽培種とは全く関係のないものもあります。^{[ 3 ]}栽培種から生じた雑草の起源は、よく理解されているものとそうでないものがあり、雑草のHelianthus annuusは野生種と栽培種の交雑種としてよく理解されています。雑草のSecale cerealeとO. sativa は純粋な野生作物として、Beta vulgaris の雑草は多くの研究が行われていますが、さらなる分析が必要です。そして、スペクトルの反対側にはSorghum halepense ^{[ 2 ]}とS. bicolorの雑草系統^{[ 4 ] [ 2 ]}があり、栽培S. bicolorの雑草同属種は、まだ解明されていない複雑な交雑の歴史を持っています。^{[ 2 ]}最近 ( 2020 年現在)テオシントはスペインとフランスに侵入し始めている。スペイン産テオシントのDNA検査では、 Zea mays subsp. maysとZea mays subsp. mexicanaの中間であることが示された。^{[ 5 ]}

• 抗酸化色素沈着：
  • イネ（Oryza rufipogon）とその雑草イネのにおけるRc。
• 粉砕：
  • O. rufipogonとその雑草イネの子孫におけるsh4には、同様の機能を持つが全く新しい起源を持ついくつかの新しい対立遺伝子が含まれる。
• 発芽温度：
  • 雑草が生える水田では知られていない。
• バビロフ型模倣：
  • 草丈が低く、成長が遅く、開花が早いという性質を持つSD1アレルは、イネ栽培品種から雑草イネに導入された。（適応性があるかどうかは不明であり、実際には確認されていない。）
• 除草剤耐性：
  • 遺伝子組み換えによって栽培されたイネ（Oryza sativa）と同一の様々な遺伝子が、雑草イネに導入された。
  • コドン欠失A. tuberculatusのPPX2L。
  • 様々な種において、ALS（アセトラクテートシンターゼ遺伝子）の様々な対立遺伝子が存在する。
  • 2012年時点で43属すべてにおいて同じアミノ酸置換が見られるトリアジン耐性を持つ。

これらの遺伝子の中には、家畜化形質と同じ遺伝子だが、反対の効果を持つ対立遺伝子を持つものもある。^{[ 2 ]}

Polygonum aviculare、 Plantago lanceolata、 Spergularia robra、 Senecio vulgaris、 Poa annua、 ^{[ 1 ]}雑草イネ、 S. halepense ^{[ 2 ]を}含むソルガム雑草、およびS. bicolorの雑草種[ ^{4 ]}雑草Helianthus annuus。 ^{[ 2 ] [ 3 ]}

• 動物と植物の両方に見られる家畜化症候群