シードバンク

種子バンク（種子バンク、種子保管庫とも呼ばれる）は、遺伝的多様性を保存するために種子を保管する施設であり、遺伝子バンクの一種である。^{[ 1 ]}種子を保存する理由は数多くある。1つは、作物の収量、耐病性、耐干性、栄養価、味などを向上させるために植物育種家が必要とする遺伝子を保存することである。もう1つは、生物多様性を生息域外で保全する取り組みとして、希少種や絶滅危惧種の植物の遺伝的多様性の喪失を防ぐことである。何世紀も前に人間が利用していた多くの植物は、現在ではあまり利用されていない。種子バンクは、その歴史的、文化的価値を保存する方法を提供する。一定の低温と低湿度で保管された種子のコレクションは、生息域内または野外コレクションで維持されている遺伝資源の喪失を防ぐ。これらの代替的な「生きた」コレクションは、自然災害、病気の発生、または戦争によって損傷を受ける可能性がある。種子バンクは、植物のストレスに対処するために進化した戦略に関する貴重な情報を含む種子ライブラリーとみなされ、既存の種子の遺伝子組み換えバージョンを作成するために使用できる。種子バンクの活動は、数十年、場合によっては数世紀に及ぶこともあります。ほとんどの種子バンクは公的資金で運営されており、種子は通常、公共の利益となる研究のために提供されています。

種子採取は、インドやアジア諸国の部族の間でよく知られている方法で、在来種、希少種、絶滅危惧種、または神聖な植物の種子を探し、収集し、保存することで、生物多様性を保護し、将来の植物資源を確保するのに役立っています。この慣習は、ゴンド族、ムンダ族、サンタル族、パハリア族、ビハール州、ジャールカンド州、チャッティースガル州、マディヤ・プラデーシュ州、アルナーチャル・プラデーシュ州の他の部族など、多くの先住民族や部族コミュニティによって長年行われており、彼らは先住民族の知識と民間の慣習を通じて貴重な種を保護しています。イエロー・パラシュとアガーウッドは、この方法に関連する重要な例です。種子採取は、生物多様性の保護、在来種および固有種の植物の保全、森林の持続可能な開発の促進において重要な役割を果たしています。^{[ 2 ]}

種子は生きている植物であり、長期にわたって発芽能力を維持するには、保管時の湿度と温度を適切に調整する必要があります。多くの種子は、母植物上で成熟するにつれて、乾燥に耐える生来の能力を獲得します。これらのいわゆる「正統的な」種子の生存期間は、乾燥した低温での保管によって延長できます。乾燥度と低温度は、主に必要とされる保存期間と、費用対効果の高いインフラへの投資によって決まります。1950年代から1960年代にかけて活躍したアメリカの科学者、ジェームズ・ハリントンによる実用的なガイドラインは、「経験則」として知られています。「百の法則」では、種子が5年間生存するためには、相対湿度と温度（華氏）の合計が100未満であるべきだとされています。また、水分含有量を1%減らすか、温度を10 °F（5.6 °C）下げると、種子の寿命が2倍になるという法則もあります。 1990年代の研究によると、乾燥や冷却による有益な効果には限界があるため、やり過ぎてはならないことが示されている。  

水分含有量と温度が種子の寿命に及ぼす影響を理解し、国連食糧農業機関とバイオバーシティ・インターナショナルと呼ばれるコンサルタントグループが、種子の寿命を延ばすための国際種子バンク向けの一連の基準を策定しました^{[ 3 ]}。この文書では、種子を相対湿度約20%まで乾燥させ、高品質の防湿容器に密封し、-20 ℃（-4 °F）で保管することを推奨しています。これらの条件は、しばしば「従来型」の保管プロトコルと呼ばれます。トウモロコシ、小麦、米、大豆、エンドウ豆、トマト、ブロッコリー、メロン、ヒマワリなど、最も重要と考えられる種の種子は、このように保管されます。しかし、従来型の保管プロトコルの乾燥や低温に耐えられない種子を生産する種は数多くあります。これらの種は極低温で保管する必要があります。柑橘類、コーヒー、アボカド、カカオ、ココナッツ、パパイヤ、オーク、クルミ、ヤナギの種子は、極低温で保存すべき種の例です。  

他のものと同様に、種子も時間の経過とともに劣化します。種子の生存能力がいつ失われるかを予測するのは難しいため、ほとんどの信頼できる種子バンクは保管中に発芽の可能性を監視しています。^{[ 4 ]}種子の発芽率が規定値以下に低下すると、種子を植え直し、次の長期保管のために新しい種子を採取する必要があります。^{[ 5 ]}

種子バンクは、特定の地域の農家のために毎年種子の供給を維持し、コストを下げることだけを目的としている場合は、はるかに原始的な条件下で運営される可能性がある。^{[ 6 ]}

種子バンクにとって最大の課題の一つは、選抜です。コレクションは関連性のあるものでなければならず、それはつまり、一般の人々が利用できる有用な遺伝的多様性を提供する必要があるということです。また、コレクションは効率的でなければならず、それはつまり、既にコレクションにある材料を重複させてはならないということです。

種子を何百年もの間生き続けさせることは、次に大きな課題です。一般的な種子は「従来型」の保存方法に適していますが、非従来型の方法で保存しなければならない種子も数多く存在します。これらの保存方法に関する技術は急速に進歩していますが、地域の制度的なインフラが不足している場合があります。

種子の中には保存中に生存できないものもあり、再生して新たな量の種子を生産し、さらに長期間保存する必要がある。^{[ 7 ] [ 8 ]} Parzies ら 2000 は、この方法では有効集団サイズが減少し、対立遺伝子が失われることを発見した。^{[ 7 ] [ 8 ]} Parzies の発見はその後、世界中の種子バンクで真剣に受け止められ、さらなる検証を促した。再生によって多様性が完全に維持されるわけではないことは広く認識されている。^{[ 7 ] [ 8 ]}

種子を生産する植物種の現地保全は、もう一つの保全戦略です。現地保全では、対象となる種子生産生物の自然生息地を保全するために、国立公園、国有林、国立野生生物保護区などが設置されます。これにより、植物は自然淘汰を通して環境とともに進化し続けることができます。農業資源の現地保全は、農場内で実施されます。

樹木園は、保護された場所に木を植えることで、樹木を保存し​​ている。

より安価で地域社会が支援する種子ライブラリーは、地域の遺伝物質を保存することができる。^{[ 9 ]}

種子が土壌中で休眠状態を維持する現象はよく知られており、記録されている（Hills and Morris 1992）。^{[ 10 ]}しかし、オンタリオ州北部におけるこのような「土壌シードバンク」の役割に関する詳細な情報は極めて限られており、さまざまな森林タイプにわたる土壌中の種子の種類と量を決定するとともに、撹乱後の植生動態におけるシードバンクの機能を決定するための研究が必要である。北方林と落葉樹林のタイプについて、種子密度と多様性の比較表が提示され、実施された研究について議論されている。このレビューには、(1) シードバンクの動態、(2) シードバンク内の種子の生理、(3) 北方林と落葉樹林のシードバンク、(4) シードバンクの動態と遷移、(5) オンタリオ州北部でシードバンク研究を開始するための推奨事項についての詳細な議論が含まれている。

種子は数百年、あるいは数千年もの間、生存能力を保つことができる。炭素14年代測定で発芽した最も古い種子は、イスラエルのヘロデ大王の宮殿の発掘調査で発見された約2000年前のユダヤ産ナツメヤシの種子である。^{[ 11 ]}

2012年2月、ロシアの科学者たちは、32,000年前の種子からナローリーフ・キャンピオン（Silene stenophylla ）を再生したと発表した。この種子は、シベリアの永久凍土の下124フィート（38メートル）の穴の中で、他の80万個の種子とともに発見された。種子組織は試験管内で培養され、その後土壌に移植された。これは、適切な条件下でのDNAの長期的な生存能力を示す好例である。^{[ 12 ]} 

気候変動が進むにつれて、種子バンクなどの保全活動がより大きな役割を果たすことが期待されています。^{[ 13 ]}種子バンクは、地域社会に気候変動に強い種子を提供し、地域の気候の変化に耐えられるようにします。^{[ 14 ]}気候変動によって課題が生じるにつれて、地域に適応した多様な作物へのアクセスを改善するとともに、種子の選択、処理、保管、配布などの植物管理に関する先住民の理解を深めることができます。^{[ 15 ]}

2006年時点で、世界中の約1,300の遺伝子バンクに種子として保存されている、特定の集団のサンプルであるアクセッションは約600万個あります。^{[ 16 ]}この量は世界の生物多様性のほんの一部に過ぎず、世界の多くの地域はまだ十分に調査されていません。

• スバールバル世界種子貯蔵庫は、北極点から約1,307 キロメートル (812マイル)離れたスバールバル諸島の一部である、凍ったノルウェーのスピッツベルゲン島の砂岩の山の中に、人工トンネル内に建設されました。核戦争や世界大戦などの大惨事にも耐えられるように設計されています。グローバル作物多様性トラストによって運営されています。この地域の永久凍土により貯蔵庫は水の凝固点以下に保たれ、種子は厚さ 1 メートルの鉄筋コンクリートの壁で保護されています。エアロックが 2 つと、防爆扉が 2 つあります。^{[ 17 ]}貯蔵庫は 2008 年 2 月 26 日に最初の種子を受け入れました。 
• ミレニアム種子バンクは、英国ロンドン近郊のウェストサセックス州ウェイクハーストプレイスの敷地内にあります。1996年に設立されたこの種子バンクは、世界最大の種子バンクであり（長期的にはスヴァールバル世界種子貯蔵庫の少なくとも100倍の規模になる予定です）^{[ 18 ]} 、核爆弾にも耐えられる多層地下貯蔵庫に数十億の種子サンプルを保管するスペースを提供しています。^{[ 18 ]}その究極の目標は、可能な限りすべての植物種を保存することです。すでに（2024年）24億を超える種子が保管されており、これは世界の保存可能な種子の39,000種以上を表しています。^{[ 19 ]} 重要なことに、種子を世界中の他の主要な場所に配布したり、10年ごとに各植物種の発芽試験を実施したり、その他の重要な研究も行っています。^{[ 18 ] [ 20 ]}
• ロシアのサンクトペテルブルクにある植物遺伝資源研究所は、おそらく世界で最も古く、現在でも世界で5～6番目に大きい研究所の一つです。1924年にロシアの遺伝学者で植物学者のニコライ・ヴァヴィロフによって設立され、第二次世界大戦中の28ヶ月に及ぶレニングラード包囲戦を生き延びたのは、数人の植物学者が収集した種子やジャガイモを食べるよりも餓死を選んだためです。^{[ 21 ]}一部の権威は、この種子バンクの設立を1894年のアレクサンドル・バタリンに帰しています。 ^{[ 22 ]}
• オーストラリア植物バンクは、ニューサウスウェールズ州マウントアナンのオーストラリア植物園にあります。ロンドンのミレニアム種子バンクプロジェクトの一部であり、1986年に設立された旧ニューサウスウェールズ種子バンクを統合し、オーストラリア固有の植物、特にニューサウスウェールズ州の絶滅危惧種を保存しています。^{[ 23 ]}
  • オーストラリア、ビクトリア州ホーシャムにあるオーストラリア穀物遺伝子バンク（AGG）は、植物育種と研究のための遺伝物質を保存する国立センターです。この遺伝子バンクは、オーストラリア種子バンクパートナーシップと協力して、オーストラリア作物野生近縁種プロジェクトに取り組んでいます。正式には2014年3月に開設されました。このバンクが設立された主な理由は、この地域の極端な気温、夏季には最高40 ℃（104 °F）に達することです。そのため、穀物を一年中保護する必要がありました。この遺伝子バンクは、既存のコレクションではまだ十分に代表されていないオーストラリア作物野生種の種子を収集し、保存することを目的としています。  
  • オーストラリア、ニューサウスウェールズ州ワガワガにあるジョージ・ハルバート種子貯蔵庫は、緑の革命以前の品種を含む米の品種の保存に特化している。^{[ 24 ]}
• インド種子貯蔵庫は、インドのラダック地方のチャンラ峠にある高地の山道に位置する安全な種子バンクです。2010年に建設され、世界で2番目に大きいとされています。^{[ 25 ]}
  • BBA（Beej Bachao Andolan - 種子を守ろう運動）は、1980年代後半にインドのウッタラカンド州でビジャイ・ジャルダリの主導で始まった。在来種の種子を保存するために種子バンクが設立された。^{[ 26 ]}
• コロラド州フォートコリンズにある国立遺伝資源保存センター^{[ 27 ]}は、米国最大の種子バンクである。
  • アリゾナ州ツーソンにある砂漠マメ科植物プログラム（DELEP）は、マメ科（Fabaceae）の野生植物、特に世界中の乾燥地帯に自生するマメ科植物に焦点を当てています。DELEPの種子バンクには現在、6大陸65か国に由来する約1,400種の乾燥地帯マメ科植物を代表する3,600以上の種子コレクションがあります。国立遺伝資源保存センターとスバールバル世界種子貯蔵庫によって（少なくとも部分的に）バックアップされています。DELEPの種子バンクは、北米植物保全コンソーシアムの認定コレクションです。^{[ 28 ]}
• ウクライナ国立植物遺伝子バンクは1990年代にウクライナで設立されました。世界最大級の種子バンクの一つと評されていますが^{[ 29 ]} 、2022年のロシアによるウクライナ侵攻で被害を受けましたが、大部分は生き残りました。^{[ 30 ] [ 31 ]}
• フランスのアヴィニョンにあるINRAE野菜遺伝資源センターは、ナス、ピーマン、トマト、メロン、レタスの5種類の野菜作物の10,000種以上の種子を、野生種や栽培種の近縁種とともに保管しています。これらのコレクションの種は地理的に多様な起源を持ち、一般的に農学的または科学的に興味深い形質について詳細に記述され、固定されており、パスポートデータが利用可能です。^{[ 32 ]}
• ベルギーのマイセ植物園には種子バンクが併設されている。同園は、ベルギーの絶滅危惧種や希少な野生植物の保護を主な目的としており、野生の豆、野生のバナナ、カタンガ地方の銅葉植物の種子なども保管している。

種子バンクは、支援型、生産型、保存型の3つの主要なタイプに分類できます。実際には、多くの種子バンクはこれら3つの主要なタイプの組み合わせであり、種子バンクの状況や目標に応じて優先順位が異なる場合があります。^{[ 33 ]}

1. 支援型種子バンク：これらの種子バンクは、主に地域社会や小規模農家のニーズを支援することを目的としています。地域の環境に適し、栽培や維持管理が容易な種子サンプルを提供することに重点を置いています。収量ポテンシャルが高く、病害虫に強く、最小限の投入で栽培できる種子サンプルを優先的に提供しています。
2. 生産性重視型種子バンク：これらの種子バンクは、主に大規模農業生産と商業農業を支援することを目的としています。収量ポテンシャルが高く、病害虫に強く、最小限の投入で栽培できる種子サンプルを提供することに重点を置いています。大規模な機械化農業に適しており、大量栽培が可能な種子サンプルを優先的に提供しています。
3. 保存型種子バンク：これらの種子バンクは、主に野生および栽培植物種の遺伝的多様性の保全を目的としています。植物種の遺伝的多様性の保全に重点を置き、研究や育種プログラムのために種子サンプルを提供します。希少種、絶滅危惧種、または独自の遺伝的特性を持つ種子サンプルを優先的に保存します。

ゾロアスター教の神話では、アフラ・マズダは古代ペルシャの伝説的な王イマに、既知の世界のあらゆる種類の植物から2つの種子を保管するためのヴァラと呼ばれる地下構造物を建設するように指示した。種子は欠陥のない植物標本から採取されなければならず、構造物自体は300年間の終末の冬に耐えなければならなかった。^{[ 34 ]}一部の学者は、この神話の北欧版は地下庭園オダインサケルであると示唆しており、これはラグナロクに先立つ3年間のフィンブルの冬に耐え、この出来事の後に世界を再び満たす人々（そしておそらく植物）を守ることを意図していた。^{[ 35 ]}

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• カラフィリス、ニコール C. 編（2018年）。理論。 Pflanzen、Mikroben und Tiere als Biofakte in Genbanken。カール・アルバー。フライブルク、ドイツ。

• Sustainablelivingsystems.org：「コミュニティ種子バンクの類型」