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トウモロコシ（/ ˈmeɪz /、 Zea mays ）は、穀物を生産する背の高い丈夫な草です。植物の葉のついた茎からは、花粉を生成する雄花序または雄穂と、雌花序と呼ばれる雌穂が生えます。雌穂からは、穀粒または種子として知られる穀物が収穫されます。現代の商業品種では、これらは通常黄色または白色ですが、他の品種ではさまざまな色があります。トウモロコシは、約9,000年前にメキシコ南部の先住民によって野生のテオシントから栽培化されました。[ 2 ]ネイティブアメリカンは、豆やカボチャと一緒にトウモロコシを栽培し、三姉妹の混作を行いました。つまり、これら3つの野菜は当時の主要な主食作物でした。
トウモロコシは、その繁殖を人間に依存している。コロンブス交換以来、トウモロコシは世界の多くの地域で主食となり、トウモロコシの総生産量は小麦や米を上回っている。トウモロコシの多くは、穀物（飼料）として、あるいは植物全体として、家畜の飼料として利用されている。植物全体は、飼料としてベール状に梱包されるか、より嗜好性の高いサイレージに加工される。スイートコーンと呼ばれる糖分の多い品種は食用として栽培され、一方、フィールドコーンの品種は、家畜の飼料、コーンミールやマサ、コーンスターチ、コーンシロップ、コーン油の圧搾、バーボンウイスキーなどのアルコール飲料、エタノールやその他のバイオ燃料などの化学原料として利用されている。
トウモロコシは世界中で栽培されており、毎年生産される穀物の中で、他のどの穀物よりも生産量が多い。2020年の世界生産量は11億トンだった。トウモロコシは多くの害虫や病気に悩まされており、特にヨーロッパトウモロコシメイガとトウモロコシ根虫という2つの主要な害虫は、米国でそれぞれ年間10億ドルの損失をもたらしている。現代の植物育種技術により、収量や栄養価、干ばつ耐性、害虫や病気への耐性といった品質が大幅に向上した。現在、多くのトウモロコシは遺伝子組み換え作物である。
トウモロコシは食用として、メキシコのトルティーヤやタマル、イタリアのポレンタ、アメリカのホミニーグリッツなど、多種多様な料理に使われています。トウモロコシのタンパク質は必須アミノ酸の一部が不足しており、含まれるナイアシンはアルカリ処理によって遊離させた場合にのみ利用可能になります。コロンブス以前のメソアメリカでは、トウモロコシはトウモロコシの神として崇拝され、彫刻にも描かれていました。
トウモロコシは、高さが1.2 ～ 4 m (4 ～ 13フィート)の、茎が 1 本の背の高い一年生草本です。[ 3 ]細長い葉は、茎の反対側の節または関節から交互に生えます。[ 3 ]トウモロコシは雌雄同株で、同じ植物に雄花と雌花が別々に咲きます。[ 3 ]茎の先端には雄花の穂があり、雄花の葯から花粉が放出され、風によって散布されます。[ 3 ]穂から茎を少し下ったところにある雌花の穂は、最初は絹糸として見られます。絹糸は、柔らかい管状の毛の束で、雌花の心皮に 1 つずつあり、受粉すると種子 (しばしば種子と呼ばれます。植物学的には、すべての草と同様に、種子は果実であり、種皮と融合して穎果を形成します)に発達します。[ 4 ] [ 3 ]雌花序全体が穂またはトウモロコシの穂軸に発達し、複数の葉層または殻に包まれます。[ 3 ] 穂葉は、特定の成長中の穂に最も密接に関連する葉です。この葉とその上の葉は、穀粒を満たす炭水化物（デンプン）の4分の3以上を供給します。 [ 5 ]
現代の品種では、穀粒は通常黄色または白色ですが、他の品種ではオレンジ色、赤色、茶色、青色、紫色、または黒色の穀粒があります。穀粒は穂軸の周りに8～32列に並んでおり、大きな穂軸には最大1200粒の穀粒があります。[ 6 ]黄色のトウモロコシはカロテノイドによって色づき、赤色のトウモロコシはアントシアニンとフロバフェンによって着色され、オレンジ色と緑色の品種にはこれらの色素の組み合わせが含まれている場合があります。[ 7 ]
トウモロコシは短日性光周期性を持つため、開花には一定の長さの夜が必要です。開花にはさらに、10 °C (50 °F)以上の十分な暖かい日が必要です。開花の制御は遺伝的に決定され、生理学的メカニズムにはフィトクロムシステムが関与しています。熱帯品種は、高緯度で栽培すると、冬が来る前に種子をつけるのではなく、日が長くなるため、問題が生じる可能性があります。一方、急速に背が高くなることは、バイオ燃料の生産には都合が良い場合があります。[ 3 ]
未熟なトウモロコシの芽には、強力な抗生物質である2,4-ジヒドロキシ-7-メトキシ-1,4-ベンゾオキサジン-3-オン（DIMBOA）が蓄積され、広範囲の害虫に対するある程度の防御効果を発揮する。[ 8 ]トウモロコシは根が浅いため、干ばつに弱く、栄養分の乏しい土壌には耐えられず、強風で根こそぎ倒されやすい。[ 9 ]
花粉はアレルゲンですが、そのほとんどは雄穂から数メートル以内に落下し、リスクは主に農作業員に限られます。[ 10 ]
トウモロコシは20本の染色体を持つ二倍体である。ゲノム内の対立遺伝子変異の83%は、主にZea属の種が自由に他家受粉できることから、テオシントの祖先から受け継がれている。[ 11 ]バーバラ・マクリントックは、トウモロコシを用いて「ジャンプ遺伝子」のトランスポゾン理論を検証し、1983年のノーベル生理学・医学賞を受賞した。[ 12 ]トウモロコシは、遺伝学および発生生物学において重要なモデル生物であり続けている。[ 13 ] MADSボックスモチーフは、トウモロコシの花の発達に関与している。[ 14 ]
トウモロコシ遺伝学およびゲノムデータベースは、トウモロコシ研究を支援するために米国農務省（USDA）から資金提供を受けています。[ 15 ]国際トウモロコシ・小麦改良センターは、害虫抵抗性についてテストされカタログ化されたトウモロコシ系統の大規模なコレクションを維持しています。[ 16 ] 2005年、米国国立科学財団、USDA、およびエネルギー省は、トウモロコシゲノムの配列を決定するためのコンソーシアムを結成しました。得られたDNA配列データは、ゲノム配列データの公開リポジトリであるGenBankに直ちに登録されました。 [ 17 ]トウモロコシゲノムの配列決定は2008年に完了しました。[ 18 ] 2009年、コンソーシアムは配列決定の取り組みの結果を発表しました。[ 19 ]ゲノムの85%はトランスポゾンで構成されており、32,540個の遺伝子が含まれています。その多くは、トウモロコシのDNA内の転移因子群であるヘリトロンによって複製され、再配置されてきた。 [ 20 ]
トウモロコシ属Zeaは、ソルガムと比較的近縁で、どちらも旧世界のイネ科植物のPACMAD クレードに属し、イネやコムギとははるかに遠縁で、イネ科植物のもう 1 つの主要グループであるBOP クレードに属しています。また、トリプサカム属、ガマグラスとも近縁です。 [ 21 ]
トウモロコシは、作物の野生近縁種であるテオシント4種の栽培化変種です。[ 22 ]テオシントは、気候や環境の変化に適応できるため、狩猟採集民の食料供給の安定性を高めることから、狩猟採集民によって利用されていたと考えられます。[ 23 ] テオシントの起源説は、1931年にロシアの植物学者ニコライ・イヴァノヴィチ・ヴァヴィロフによって、 1932年にアメリカのノーベル賞受賞者ジョージ・ビードルによって提唱されました。 [ 24 ] : 10 2つの植物は外観が異なり、トウモロコシは複数の葉を持つ1本の背の高い茎を持ち、テオシントは背が低く茂った植物です。この2つの違いは、grassy tillers-1 ( gt1、A0A317YEZ1 ) と teosinte branched-1 ( tb1、Q93WI2 )と呼ばれるわずか2つの遺伝子の違いによって大きく制御されています。 [ 22 ] 1930年代後半、ポール・マンゲルスドルフは、栽培トウモロコシは未知の野生トウモロコシと近縁属であるトリプサカム属の一種との交雑の結果であると示唆したが、これは現代の遺伝子検査によって否定されている。[ 24 ]
2004年、ジョン・ドーブリーは、メキシコ南西部の高地にあるバルサス川流域原産のバルサス・テオシント（Zea mays subsp. parviglumis ）を、現代のトウモロコシに遺伝的に最も類似した作物の野生近縁種として特定した。 [ 25 ] [ 26 ]短いバルサス川流域の中央部は、初期の栽培化が行われた可能性が高い場所である。イグアラ（ゲレーロ州）からほど近い洞窟の8,700年前の堆積層から、トウモロコシの残渣が付着した石臼が発見されている。[ 27 ]ドーブリーらは2002年に、トウモロコシは9,000年ほど前に一度だけ栽培化され、その後アメリカ大陸全体に広がったことを示した。[ 28 ]
カリブ海沿岸では、タバスコ州サン・アンドレスで発見された7,300年前のトウモロコシの花粉が見つかっている。 [ 27 ] 7,000年前には、メキシコ南部、中央アメリカ、南アメリカ北部で原始的なトウモロコシが栽培されていた。オアハカ渓谷のギラ・ナキッツ洞窟で発見された初期のトウモロコシの穂の考古学的遺物は、およそ6,250年前のものである。プエブラ州テワカン近郊の洞窟で発見された最古の穂は、5,450年前のものである。[ 29 ]
約4,500年前、トウモロコシは北へ広がり始めました。トウモロコシは、約4,100年前にニューメキシコ州とアリゾナ州のいくつかの場所で初めて栽培されました。[ 29 ]西暦1千年紀には、トウモロコシの栽培は北部の地域でより広く広がりました。特に、北アメリカ東部でのトウモロコシの農業と消費の大規模な採用は、西暦900年頃に起こりました。ネイティブアメリカンは、新しい作物のために広大な森林と草原を開墾しました。[ 30 ]現在の米国南東部で500年から1,000年前にトウモロコシ栽培が増加したことは、環境の変化に非常に敏感な淡水二枚貝の減少と一致しています。[ 31 ]
トウモロコシという名前は、タイノ語のmahisのスペイン語形maízに由来します。[ 32 ]スウェーデンの植物学者カール・リンネは、Zea maysの種小名として、一般的な名前である maize を使用しました。[ 33 ] maizeという名前は、文脈や地理的地域によって意味が複雑に変化するcornとは異なり、この 1 つの穀物を具体的に指すため、正式な、科学的な、国際的な使用において、一般的な名前として好まれています。[ 34 ]ほとんどの国では主にmaizeという用語が使用され、 cornという名前は主に米国と少数の他の英語圏の国で使用されています。[ 35 ] [ 36 ] maizeという用語を主に使用する国では、 cornという単語は、イングランドの小麦やスコットランドやアイルランドのオート麦など、その地域の主食によって地理的に異なる、あらゆる穀物作物を指す場合があります。[ 37 ] [ 34 ]トウモロコシをcornと呼ぶようになったのは、18世紀の北アメリカで「 Indian corn 」を短縮したのが始まりである。 [ 38 ]
食文化史家のベティ・フッセルは、北米におけるトウモロコシという言葉の歴史に関する記事の中で、 「トウモロコシという言葉を使うことは、言語と歴史の悲喜劇的な誤訳に陥ることである」と述べている。[ 39 ]イギリスの用法と同様に、スペイン人はトウモロコシを穀物全般を指す言葉であるパニソと呼び、イタリア人もポレンタという言葉で同様に呼んだ。イギリス人は後にトウモロコシをターキー小麦、ターキーコーン、またはインディアンコーンと呼んだ。フッセルは、「彼らは場所ではなく状態、文明化された穀物ではなく野蛮な穀物を意味していた」と述べている。[ 39 ]
国際農業生物科学センターなどの国際団体は、トウモロコシを好ましい一般名とみなしている。[40] トウモロコシという言葉は、国連食糧農業機関[ 41 ] 、メキシコの国際トウモロコシ・小麦改良センター、インドトウモロコシ研究所[42]、オーストラリアトウモロコシ協会[43]、ナイジェリア全国トウモロコシ協会[ 44 ] 、ガーナ全国トウモロコシ協会[ 45 ] 、南アフリカトウモロコシトラスト[ 46 ] 、ジンバブエ種子トウモロコシ協会[ 47 ]などの名称にも使われている。
トウモロコシは繁殖に人間の介入を必要とします。自然に繁殖する祖先であるテオシントの種子は自然に穂軸から落ちますが、栽培トウモロコシの種子は落ちません。[ 48 ]すべてのトウモロコシは、約9,000年前にメキシコ南部で一度栽培化されて誕生しました。現存する最古のトウモロコシの種類は、メキシコ高地のものです。トウモロコシはこの地域から低地、そしてアメリカ大陸全体に2つの主要な経路に沿って広がりました。[ 28 ]栽培化の中心地は、おそらくメキシコ中南部のバルサス川流域でした。 [ 49 ]トウモロコシは少なくとも8,000年前にはエクアドル高地に到達しました。[ 50 ] 7,600年前には中央アメリカ南部に到達し、7,000年から6,000年前にはコロンビアのアンデス山脈の谷に到達しました。 [ 49 ]
初期のトウモロコシは、1株につき1つの小さな穂をつけた。[ 6 ]オルメカ文明とマヤ文明は、メソアメリカ全域で数多くの品種のトウモロコシを栽培し、調理、粉砕、ニシュタマリゼーションによる加工を行っていた。[ 29 ] 3000年前までには、トウモロコシはオルメカ文明の暦、言語、神話など、文化の中心となっていた。[ 39 ]
チリ中南部のマプチェ族は、先コロンブス期にキヌアやジャガイモとともにトウモロコシを栽培していた。[ 51 ]インカ帝国の拡大以前は、トウモロコシは南緯40度までアルゼンチンのラカル県メリンクイナまで交易・輸送されており、おそらくチリからアンデス山脈を越えて運ばれてきたものと思われる。[ 52 ]
1492年にヨーロッパ人が到着した後、スペイン人入植者はトウモロコシを消費し、探検家や商人はそれをヨーロッパに持ち帰った。スペイン人入植者はトウモロコシよりも小麦パンをはるかに好んだ。当時のキリスト教の信仰では、小麦だけが聖体変化を起こしてキリストの体になることができるとされていたため、聖餐用のパンに小麦の代わりにトウモロコシ粉を使うことはできなかった。[ 53 ]
トウモロコシは多様な気候で生育できる能力のおかげで世界中に広まった。コロンブスの航海からわずか数十年後にスペインで栽培され、その後イタリア、西アフリカ、フィリピンなどに広まった。[ 53 ] [ 54 ] 17世紀には南ヨーロッパで一般的な農民の食べ物となり、18世紀には南フランスとイタリアの農民の主食となり、特にイタリアではポレンタとして食べられていた。[ 55 ]
トウモロコシが西洋の農業システムに導入されたとき、その生産性の高さから歓迎されました。しかし、トウモロコシが主食となった場所ではすぐに広範囲にわたる栄養失調の問題が発生しました。[ 56 ]先住民アメリカ人は、少なくとも紀元前1200～1500年頃から、灰と石灰で作ったアルカリ水にトウモロコシを浸す方法を学び、ニシュタマリゼーションというプロセスを生み出しました。彼らはトウモロコシの殻を剥がすためにこれを行いましたが、偶然にも、ペラグラの原因となるビタミンB群のナイアシンも剥がれてしまいました。[ 57 ]アルカリ処理と食事の多様性が理解され、適用されるようになると、先進国ではペラグラはなくなりました。高リジントウモロコシの開発とよりバランスの取れた食事の促進が、ペラグラの終焉に貢献しました。ペラグラは、人々が寄付されたトウモロコシで生き延びている食糧不足の地域や難民キャンプではまだ存在しています。[ 58 ]
先史時代のトウモロコシの育種では、大きな穂をつける大きな植物が作られました。現代の育種は、自分の畑で生産性の高い品種を選び、他の農家に種子を販売した個人から始まりました。ジェームズ・L・リードは、1860年代にリードズ・イエロー・デントを開発した、最も初期の成功した育種家の一人です。これらの初期の取り組みは、大量選抜（1つの親の種子から植物の列を育てる）と、受粉後の植物の選択（つまり、雌親のみがわかっている）に基づいていました。後の育種努力には、穂から列への選抜（CGホプキンス、1896年頃）、選抜された近交系から作られたハイブリッド（GHシュル、1909年）、4つの近交系を使用した非常に成功した二重交雑ハイブリッド（DFジョーンズ、1918年頃、1922年）が含まれます。大学が支援する育種プログラムは、現代のハイブリッドの開発と導入において特に重要でした。[ 59 ]
1940年代以降、トウモロコシの最良の品種は、収量、栄養価、干ばつ、害虫や病気への耐性などの特定の特性が最適化された近交系から作られた第一世代のハイブリッド品種でした。従来の交配育種と遺伝子工学の両方が、生産量の増加と耕作地、農薬、水、肥料の必要性の削減に成功しました。トウモロコシの収量ポテンシャルが過去数十年で増加したという仮説を裏付ける証拠は矛盾しています。これは、収量ポテンシャルの変化が、個々の植物あたりの収量ポテンシャルの増加ではなく、葉の角度、倒伏抵抗性、高密度栽培への耐性、病害虫耐性、その他の農業特性に関連していることを示唆しています。[ 60 ]
トウモロコシの特定の品種は、多くの穂を生産するように育種されており、これらはアジア料理で野菜として使われる「ベビーコーン」の原料となっています。[ 61 ] [ 62 ]ミニトウモロコシと呼ばれる早咲きの品種は、1年で複数世代が得られるため、科学研究を支援するために開発されました。[ 63 ]オロトンと呼ばれる系統は、窒素固定微生物との共生関係を進化させており、植物に窒素の29%～82%を供給しています。[ 64 ]国際トウモロコシ・小麦改良センター（CIMMYT）は、最適化された系統を提供するために従来型の育種プログラムを運営しています。このプログラムは1980年代に始まりました。[ 65 ]ハイブリッド種子は、アフリカ向け干ばつ耐性トウモロコシプロジェクトによってアフリカに配布されています。[ 66 ]
熱帯の在来品種は、病気と草食動物の両方に対する抵抗性アレルの重要な未利用の供給源であり続けている。このようなアレルは、生産性の高い品種に導入することができる。[ 67 ]この目的のための希少アレルは、2014 年に Dao と Sood によって発見された。[ 67 ] 2018 年に、CIMMYT の Zerka Rashid は、熱帯の干ばつ耐性形質用に開発された関連マッピングパネルを使用して、ソルガムべと病耐性を提供する新しいゲノム領域を見つけ、既知の差次的メチル化領域をさらに特徴付けた。[ 68 ]
遺伝子組み換えトウモロコシは、 2016年に商業的に栽培された26種類の遺伝子組み換え食用作物の1つでした。[ 69 ] [ 70 ]この大部分はBtトウモロコシです。遺伝子組み換えトウモロコシは、1997年から米国とカナダで栽培されています。[ 71 ] 2016年までに、米国のトウモロコシ作物の92%が遺伝子組み換えでした。[ 69 ] 2011年時点で、除草剤耐性トウモロコシと害虫抵抗性トウモロコシの品種はそれぞれ20か国以上で栽培されていました。[ 72 ]
2000年9月、動物の食用としてのみ承認されていた遺伝子組み換えトウモロコシ「スターリンク」が混入していたため、最大5000万ドル相当の食品がリコールされた。 [ 73 ]
トウモロコシは寒さに弱いため、温帯地域では春に植えなければなりません。根系は一般的に浅いため、土壌水分に依存します。C4炭素固定を行う植物であるトウモロコシは、アルファルファや大豆などのC3炭素固定を行う植物よりもかなり水効率の良い作物です。トウモロコシは、花が受粉の準備が整う絹糸が出てくる時期に干ばつに最も敏感です。米国では、伝統的にトウモロコシが「 7月4日までに膝丈」になれば豊作が期待されていましたが、現代のハイブリッド品種は一般的にこの成長速度を超えています。サイレージ用のトウモロコシは、植物が緑色で果実が未熟なうちに収穫されます。スイートコーンは、受粉後、デンプンが形成される前の「乳熟期」に、晩夏から初秋または中秋にかけて収穫されます。畑で栽培されたトウモロコシは、穀物を完全に乾燥させるため、秋の終わりまで畑に放置され、実際には冬、あるいは早春まで収穫されないこともあります。十分な土壌水分の重要性は、アフリカの多くの地域で明らかです。これらの地域では、周期的な干ばつが定期的にトウモロコシの不作とそれに伴う飢饉を引き起こしています。トウモロコシは主に湿潤で暑い気候で栽培されますが、寒冷、高温、乾燥、湿潤のいずれの条件下でもよく育つため、非常に汎用性の高い作物です。[ 74 ]
トウモロコシは、ネイティブアメリカンによって、スリーシスターズと呼ばれる混作システムで、小さな土の丘に植えられました。[ 75 ]トウモロコシは豆を支え、豆は豆や他のマメ科植物の根に生息する窒素固定根粒菌から得られる窒素を供給し、カボチャは土壌に日陰を作ることで雑草を防ぎ、蒸発を抑制する地被植物となりました。[ 76 ]
スイートコーンは、穀物用トウモロコシよりも早く収穫され、品種によって60日から100日で成熟します。乳熟期に収穫されるスイートコーンの長期収穫は、早熟品種と晩熟品種を組み合わせて植えるか、2週間ごとに異なる場所に植えることで実現できます。 [ 77 ] 穀物作物として収穫されたトウモロコシは、収穫時期を過ぎても比較的長い期間、数ヶ月間畑に置いておくことができます。乾燥した状態であれば、外皮に包んで収穫・貯蔵できます。[ 78 ]
米国農務省によると、1855年から1894年までの40年間で、トウモロコシ1ブッシェルを生産するのに必要な労働時間は4時間34分からわずか41分に減少した。[ 79 ] 1940年以前は、北米のトウモロコシのほとんどは手作業で収穫されていた。これには多数の労働者とそれに伴う社交行事（脱穀蜂）が伴った。1850年代以降、1列または2列の機械式収穫機（穂だけを摘み取り、茎葉は残す）や、トウモロコシ専用に設計された刈り取り機兼結束機であるコーンバインダーなど、作業を部分的に機械化するための機械がいくつか利用可能になった。後者は、束ねることができる束を生成する。手作業または機械式収穫機では、穂全体が収穫されるため、穂から粒を取り除くためにトウモロコシ脱穀機の別の作業が必要となる。トウモロコシの穂は、家畜の飼料として十分な量で、しばしばトウモロコシ小屋に保管された。今日では、トウモロコシの穂をそのまま保管するコーンクリブやコーンバインダーはあまり一般的ではありません。なぜなら、現代の農場のほとんどは、コンバインハーベスターで畑から穀物を収穫し、ビンに保管するからです。コーンヘッド（リールの代わりにポイントとスナップロールが付いている）を備えたコンバインは、茎を切断しません。単に茎を引き下げるだけです。茎は下方に伸び続け、地面にぐしゃぐしゃに丸まって山になり、通常は土壌の有機物となるようにそのまま放置されます。スナップロールが茎を引き離すと、トウモロコシの穂は大きすぎてプレートのスロットを通過できないため、機械に入るのは穂と外皮だけになります。コンバインは外皮と穂軸を分離し、粒だけを残します。[ 80 ]
乾燥は、穀物をマイコトキシンで汚染するカビ菌による損傷を防ぐか、少なくとも軽減するために不可欠です。アスペルギルス属とフザリウム属は最も一般的なマイコトキシン源であり、農業において重要です。[ 71 ]収穫した穀物の水分含有量が高すぎる場合は、穀物乾燥機を使用して加熱した空気を穀物に吹き付けて水分含有量を減らします。これには、送風機を動かすための可燃性ガス（プロパンまたは天然ガス）と電力の形で大量のエネルギーが必要になる場合があります。[ 81 ]
トウモロコシは世界中で広く栽培されており、毎年生産されるトウモロコシの量は他のどの穀物よりも多い。[ 82 ] 2020年の世界の総生産量は11億6000万トンで、米国が全体の31.0%を占めてトップだった（表）。中国は世界全体の22.4%を生産した。[ 83 ]
無脊椎動物、雑草、病原菌など、多くの害虫がトウモロコシの生育と発達に影響を与える可能性があります。 [ 86 ] [ 87 ]
トウモロコシは、多数の真菌、細菌、ウイルス性の植物病害に罹りやすい。経済的に重要な病害としては、葉の病害、トウモロコシ黒穂病などの黒穂病、穂腐病、茎腐病などがある。[ 88 ]北方トウモロコシ葉枯病は分布域全体でトウモロコシに被害を与えるが、帯状葉枯病と鞘枯病はアジアで問題となっている。[ 89 ] [ 90 ]トウモロコシの真菌病の中には、アフラトキシンなどの潜在的に危険なマイコトキシンを生成するものもある。[ 71 ]米国では、主な病害としてタール斑病、細菌性葉条斑病、灰色葉斑病、北方トウモロコシ葉枯病、ゴス萎凋病などがあり、2022年にはタール斑病が最も被害が大きく、1億1680万ブッシェルの損失をもたらした。[ 91 ]
トウモロコシは、米国では毎年、2つの主要な害虫、すなわちヨーロッパトウモロコシメイガ（Ostrinia nubilalis）とトウモロコシ根虫（Diabrotica spp）西部トウモロコシ根虫、北部トウモロコシ根虫、南部トウモロコシ根虫によって、それぞれ10億ドル相当の損失を被っている。[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]もう1つの深刻な害虫は、ヨトウガ（Spodoptera frugiperda）である。[ 95 ] トウモロコシゾウムシ（Sitophilus zeamais）は、貯蔵穀物の深刻な害虫である。[ 96 ]北部ヨトウガ、東洋ヨトウガ、またはイネ穂切りイモムシ（Mythimna separata）は、アジアのトウモロコシの主要な害虫である。[ 97 ]
線虫もトウモロコシの害虫です。トウモロコシの植物には必ず何らかの線虫寄生虫が寄生していると考えられ、根にはプラティレンクス病斑線虫が「大量」に繁殖することがあります。植物への影響としては、生育不良があり、畑全体に及ぶこともあれば、部分的に発生することもあります。特に、水不足や雑草防除の不備がある場合に顕著です。[ 98 ]
イヌビエ（ Echinochloa crus-galli ）などの単子葉植物（イネ科植物）や、アカザやヒユなどの双子葉植物（草本植物）など、多くの植物がトウモロコシと競合し、収量を減少させる可能性があります。防除には、機械による除草、火炎除草、除草剤の使用などが考えられます。[ 99 ]
トウモロコシとコーンミール（乾燥させたトウモロコシを挽いたもの）は、世界の多くの地域で主食となっています。 [ 6 ]トウモロコシは、食品原料であるコーンスターチの製造に使用されます。[ 100 ]トウモロコシデンプンは加水分解され、酵素処理されて、甘味料である高果糖コーンシロップが製造されます。[ 101 ]トウモロコシは発酵および蒸留されてバーボンウイスキーが製造されることがあります。[ 102 ]トウモロコシ油は、穀物の胚芽から抽出されます。 [ 103 ]
先史時代、メソアメリカの女性はメタテ石臼を使ってトウモロコシを挽いてコーンミールにしていた。授乳中の母親は離乳食としてトウモロコシも使っていた。[ 104 ] 陶器が発明された後、オルメカ人はトウモロコシを豆と一緒に調理し始め、主食の栄養価を高めた。トウモロコシには重要な栄養素であるナイアシンが自然に含まれているが、ニシュタマリゼーションのプロセスなしでは生物学的利用能がない。マヤ人はニシュタマルミールを使って粥やタマルを作った。[ 105 ]トウモロコシはメキシコ料理 の主食である。マサ（ニシュタマル）はトルティーヤ、アトレ、その他多くの中央アメリカ料理の主原料である。トウモロコシのトルティーヤ、タマル、アトレ、そしてこれらをベースにした料理の主原料である。[ 106 ]トウモロコシに生える 黒穂病菌（ウイトラコチェとして知られる）は、メキシコの珍味である。[ 107 ]
粗挽きのトウモロコシ粉は、イタリアのポレンタ、ブラジルのアング、ルーマニアのママリガ、アメリカのコーンミールマッシュ（またはアメリカ南部のホミニーグリッツ）、南アフリカのミエリパップ、アフリカの他の地域でのサザ、ンシマ、ウガリなど、多くの文化で濃厚なお粥に加工されます。16世紀にポルトガル人によってアフリカにもたらされたトウモロコシは、アフリカで最も重要な主食作物となりました。[ 108 ]
スイートコーンは、糖分が多くデンプンが少ない遺伝的品種で、未熟な状態でトウモロコシの穂として食べられます。[ 109 ]
生の黄色い甘いトウモロコシの粒は、水分76%、炭水化物19% 、タンパク質3% 、脂肪1%で構成されています。100グラムのトウモロコシの粒は86カロリーを提供し、ビタミンB群、チアミン、ナイアシン（遊離型の場合）、パントテン酸（B5）、葉酸の優れた供給源（ 1日の推奨摂取量の10～19% ）です。[ 112 ]トウモロコシには必須アミノ酸であるトリプトファンとリジンが最適量に満たないため、タンパク質源としての評価は低くなっています。[ 113 ]豆類のタンパク質はトウモロコシのタンパク質を補完します。[ 113 ]
トウモロコシは主要な動物飼料源です。米国では、飼料は国内のトウモロコシ総使用量の約40%を占めており[ 114 ] 、トウモロコシサイレージや乾燥蒸留粕（エタノール副産物）の輸出を含めると約64%になります[ 115 ] 。穀物作物として、乾燥した粒は飼料として使用されます。トウモロコシは、トウモロコシ貯蔵庫に保管するために穂軸に付けたままにされることが多く、または穀物貯蔵庫に保管するために殻を剥がされることもあります。穀物が飼料として使用されるとき、植物の残りの部分（トウモロコシの茎）は、後で飼料、敷料（敷き藁）、または土壌改良剤として使用できます。植物全体（穀物と茎と葉）が飼料として使用されるときは、通常、細かく刻んでサイレージにします。これは、乾燥した状態よりも反芻動物にとって消化しやすく、嗜好性が高いためです[ 116 ] 。伝統的に、トウモロコシは収穫後に束ねられ、そこでさらに乾燥されました。サイレージはその後、家畜に与えるまで数ヶ月間保存することができます。サイレージはサイロまたはサイレージラッパーで作ることができます。熱帯地域では、トウモロコシは一年中収穫され、青刈り飼料として動物に与えられます。[ 117 ]ベール状に梱包されたトウモロコシの茎は、この目的で栽培されたトウモロコシの直接放牧と並んで、動物の飼料として干し草の代替品となります。 [ 118 ]
トウモロコシのデンプンは、プラスチック、布地、接着剤、その他多くの化学製品に加工できます。 [ 119 ]トウモロコシの湿式製粉工程で大量に発生する水っぽい副産物であるコーンスティープリカーは、微生物を培養するための培地として生化学産業や研究で使用されています。[ 120 ]
飼料用トウモロコシは暖房に使用されています。専用のトウモロコシストーブ（薪ストーブに似ています）は、飼料用トウモロコシまたは木質ペレットを使用して熱を発生させます。トウモロコシの穂軸はバイオマス燃料源として使用できます。トウモロコシの粒を燃料として使用する家庭用暖房炉には、粒を火に投入する大きなホッパーがあります。[ 121 ]トウモロコシはエタノール燃料の生産の原料として使用されます。[ 122 ]食料の価格は、バイオ燃料生産にトウモロコシを使用することによって間接的に影響を受けます。そのような使用は需要を増加させ、したがってトウモロコシの価格を増加させます。[ 123 ]オーストリアのブルゲンラント州シュトレムにある先駆的なバイオマスガス化発電所は、2005年に稼働を開始しました。フィッシャー・トロプシュ法によってバイオガスからディーゼルを製造することが可能です。[ 124 ]
メソアメリカでは、トウモロコシは生命力とみなされ、通常は女性のトウモロコシの神として神格化されている。 [ 125 ]米国では、米国議会議事堂の柱頭にトウモロコシの穂が彫られている。[ 126 ]サウスダコタ州ミッチェルのコーンパレスでは、色付きのトウモロコシの穂軸と穂を使用して、毎年再利用される壁画のデザインを実現している。[ 127 ]オハイオ州ダブリンのコンクリート製の「トウモロコシ畑」の彫刻は、草の生い茂る畑に何百ものトウモロコシの穂を描いている。 [ 128 ] 1993年から鋳造されているクロアチアの1リパ硬貨の裏面には、2つの熟した穂が付いたトウモロコシの茎が描かれている。[ 129 ]
トウモロコシの粒は臆病さを表すことがある。トウモロコシは臆病者の象徴である鶏に与えられるからだ。 1973年のチリのクーデターの数ヶ月前、反アジェンデ派の抗議者たちは、アジェンデを退陣させるよう呼びかけ、軍の兵舎にトウモロコシを投げつけた。[ 130 ] [ 131 ]
国際的には「maize」という単語が好まれる。なぜなら、多くの国では、米国でこの植物が知られている「corn」という名称が、主要な穀物と同義語となっているからである。例えば、イギリスでは「corn」は小麦を指し、スコットランドやアイルランドではオート麦を指す。
他のほとんどの国で「トウモロコシ」と呼ばれるものを「コーン」と呼ぶのは、アメリカ合衆国特有の慣習である。小粒の穀物を「小麦トウモロコシ」「大麦トウモロコシ」「ライ麦トウモロコシ」と呼ぶことに慣れていたヨーロッパ人は、アメリカ特有の穀物トウモロコシを「インディアンコーン」と呼んだ。この用語は単に「コーン」に短縮され、アメリカ原産の植物を表すアメリカ英語となった。
corn は人間の食用穀物、特に小麦を意味し、例えば穀物法 (Corn Laws) にその用法が見られます。初期の入植者たちはこの用法に従い、スペイン人がインディアン自身に倣って maiz と呼んでいたものを Indian corn と名付けました。…しかし、形容詞は徐々に消え、18 世紀半ばには maize は単に corn と呼ばれるようになり、穀物全般は breadstuffs と呼ばれるようになりました。1774 年にジョージ 3 世に演説したトーマス ハッチンソンは、「ライ麦とトウモロコシの混合物」について語る際に、この限定的な意味で corn を使用しました。「どのトウモロコシですか？」とジョージが尋ねると、ハッチンソンは「インディアン コーン、あるいは著述家が maize と呼んでいるものです」と説明しました。
「コーン」という言葉を口にすることは、言語と歴史の悲喜劇的な誤訳に陥ることである。もしイギリス人がコロンブスに倣ってタイノ語の mahiz を音訳していれば、アラワク族が主食穀物と名付けたこの言葉を、私は毎年誰かに説明しなければならないという、今日のような言語的な窮地に陥ることはなかっただろう。聖書のルツが「異国のトウモロコシ畑の中で涙を流して立っていた」とき、彼女は小麦畑に立っていたのだ。しかし、スペイン人にとってもそれはほぼ間違いだった。コロンブスの航海日誌には、「インディアンがmaizと呼んだ穀物を、スペイン人はpanizoと呼んだ」とある。スペイン語の「maiz」は、彼らが知っていた穀物（小麦、キビ、大麦、オート麦）の総称であり、イタリア語の「polenta」（ラテン語のpubに由来）も同様だった。英語の「corn」も、塩の粒（「corned beef」など）を含むあらゆる種類の穀物を指す言葉だった。
1536年にパリの植物学者がフランスの言語帝国主義によって「Turcicum frumentum」という言葉を生み出し、イギリス人はすぐにそれを「Turkey wheat」「Turkey corn」「Indian corn」と翻訳した。彼らが「Turkey」や「Indian」と言ったのは場所ではなく、文明的な穀物というよりは野蛮な穀物という意味で、トルコ人もこれに同意し、「kukuruz」（野蛮という意味）と呼んだ。
トウモロコシの起源地とされるメキシコ中央バルサス川流域での最近の研究では、トウモロコシの植物珪酸体とデンプン粒が 8700 BP に存在していたことが記録されており、これはこの作物の記録された最古の日付である (Piperno et al. 2009; Ranere et al. 2009)。膨大なデータによると、トウモロコシは7600年前までに中央アメリカ南部に拡散し、7000年から6000年前の間にはコロンビアのアンデス山脈間の谷に広がったとされている。コロンビアのカウカ渓谷には初期のトウモロコシを示す遺跡が多数存在することから、アンデス山脈間の谷は、トウモロコシが南アメリカに伝わった後の主要な拡散ルートであった可能性が高い。
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