生麺

菜種
科学的分類 この分類を編集
界:植物界
クレード:維管束植物
クレード:被子植物
クレード:真正双子葉植物
クレード:バラ科
目:アブラナ目
科:アブラナ科
属:アブラナ属
種:
アブラナ属
学名:
ボムドン
L. [注 1]

菜種（Brassica napus subsp. napus ）は、レイプ、アブラナ、キャノーラとも呼ばれ、アブラナ科（カラシナまたはキャベツ科）の鮮やかな黄色の花を咲かせる植物で、主に油分を豊富に含む種子のために栽培されています。種子には、天然にかなりの量の軽度の毒性を持つ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

畑
生育習性
花
種子が入った莢
顕微鏡で
ハンノ・カールフーバー作「黄色い雲」、花畑を描いたもの
ハンノ・カールフーバー作「黄色い雲」

ナタネ（Brassica napus）は高さ100センチメートル（39インチ）まで成長し、無毛で肉質の羽状で灰白色の下葉[5] [6] [7]は柄があり、上葉には葉柄がありません[8]。

菜種の花は鮮やかな黄色で、直径約17ミリメートル（3 ⁄ 4 インチ）です[6] 。放射状に咲き、典型的な十字形の4枚の花弁と4枚の萼片が交互に並びます。一番下の蕾から始まり、数日後に上向きに成長する不定形の総状花序です。花には短い花糸を持つ2本の側雄しべと、開花時に花の中心から葯が分岐する長い花糸を持つ4本の中央雄しべがあります[9]

菜種の莢は、発育中は緑色で細長い珪酸片で、最終的には茶色に熟します。1 ～3cm（3⁄8～1）の小花柄 の上に生えます。+ 3⁄16インチ）の 小花柄し、長さは5～10cm（2～4インチ）の範囲です。 [8]各莢は中央の内壁で区切られた2つの区画があり、その中に種子の列が形成されます。 [10]種子は丸く、直径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は茎を抱きしめない上部の葉によってB. nigraと区別され、B . rapaは幅13mm（1⁄2インチ）未満の小さな花弁によって区別さ れます。[6]

分類

Brassica napus種は 、顕花植物であるアブラナ科に属します。菜種は、自名B. napus subsp. napusを持つ亜種です。[ 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、葉菜の独特な変種（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、カブ、または黄色カブ）です。 [14] [15]

B. napusは、 B. oleraceaとB. rapaの種間交雑によって生じた二ゲノム複二倍体です。[16]他の複二倍体アブラナ属と同様に、自家和合性の受粉種です。[17]

語源

「rape（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）と同語源です。[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ます。 [19]

栽培

フランス、プラネ近郊の菜種畑。

菜種を含むアブラナ属の作物は、1万年前から人類によって広く栽培されていた最も古い植物の一つです。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]

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、菜種は主に冬期栽培されています。秋に播種され、冬の間は土壌表面に葉のロゼットを形成します。翌春には長い垂直の茎が成長し、その後側枝が発達します。一般的に晩春に開花し、莢の発達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物、エンドウ豆やインゲン豆などの休耕作物と3～4年の輪作で、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1つの作物から別の作物に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]

フィンランド、パイヤット＝ハメ、ケルコラで描かれた畑
フィンランド、パイヤット＝ハメ、カーコラ

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、北欧、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、発芽直後に茎が発達します。[9]

菜種は、水はけの良い様々な土壌で栽培でき、pHは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]最終収量はほぼ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、菜種は高濃度の窒素含有肥料を使用して栽培されており、その製造時にN2O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N2O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、特に硫黄の需要はすべての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、菜種栽培においてはホウ素[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る。収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る。[32]一部の研究者は、栽培のためにアブラナ科の代替品種を見つけることを推奨している。[32]

病気

冬期菜種作物の主な病気は、潰瘍病、葉枯れ病（Pyrenopeziza brassicae）、アルテナリア菌核病および菌核病です。潰瘍病は、秋冬期に葉の斑点、早期成熟、茎の衰弱を引き起こします。潰瘍病対策として、晩秋と春にはコナゾール系またはトリアゾール系の殺菌剤処理が必要です。一方、春夏期には、アルテナリア菌核病および菌核病の防除に広域スペクトル殺菌剤が使用されます。[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、同種と密接な輪作で栽培することはできません。[20]

遺伝子組み換え菜種は、大きな可能性を秘めています病害抵抗性。[34] オオムギ（Hordeum vulgare）由来のクラスIIキチナーゼI型リボソーム不活性化タンパク質をセイヨウナタネ（B. juncea）に導入すると、大きな真菌抵抗性効果が得られる。[34]Chhikaraら、2012年[35]は、この導入遺伝子ナタネ（ Alternaria brassicicola）の菌糸の成長を44%減少させ病害の発現を遅らせること。[34]

黒腐病（Leptosphaeria maculans / Phoma lingam）は主要な病害である。[36] Yuら、2005年は、 2つの倍加半数体集団DHP95とDHP96に対して制限酵素断片長多型解析を用いた。彼らはそれぞれ1つの抵抗性遺伝子を発見した。LepR1とLepR1。[36]

害虫

菜種は多種多様な昆虫の被害を受けます。線虫、ヨーロッパではナメクジやキジバトも害虫として捕食される。[37]アブラナ科サヤユスリカ（ 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）、キャベツ茎ノミゾウムシ（ Psylliodes chrysocephala）、ナタネ茎ゾウムシ（Ceutorhynchus napi）、花粉甲虫が、ナタネの主な害虫である。[38]これらの害虫は、成長中のサヤに卵を産み付けて種子を食べ、また茎に穴を開けて花粉や葉、花を食べる。害虫の主な攻撃媒体は合成ピレスロイド予防的が大規模に使用されている。[33] ナメクジから守るために、菜種の播種前または播種後に軟体動物駆除[37]

遺伝学と育種

2014年にはDalton-Morganら[39]、2016年にはClarkeら[40]によってB. napusのSNPアレイが公開され、どちらも分子育種において広く利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示す例として、Haubenら（2009年）は、同質遺伝子系統であっても、エピジェネティクスの違いにより、実際の生育条件下ではエネルギー利用効率が同一では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シーケンシング（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）のデータが提供され、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たち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含有量が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品種の総称ですが、カナダでは依然として「空気乾燥したオイルフリーミール1グラムあたりエルカ酸2%未満、グルコシノレート30マイクロモル未満を含まなければならない」菜種油と公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量が減少し、新たに育成された低グルコシノレート品種（O0品種）の代謝における硫黄の内部利用効率が低下したことにより、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花の発生が増加しました。[46]これは、公式の品種評価手続きにおいて、遺伝的不均一性（「カナダの血」）に起因すると誤って判断されました。[47]

O0油菜作物の採餌によって引き起こされる野生動物の予想される被害は、動物の食生活が繊維を犠牲にしてタンパク質と硫黄含有代謝物の摂取量を増加させたためであり、遺伝子組み換えO0品種の特定の特徴によるものではありませんでした。[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採択したことを受けて、ヨーロッパでは冬菜の栽培が劇的に増加しました。 [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に含まれる構成ゲノムの配列を解読したと発表しました。複二倍体菜種である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決定されています。[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、最も病害と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%がこの品種でした。[50]

GMO栽培品種

モンサント社は、自社の除草剤ラウンドアップに耐性を持つように遺伝子組み換えされた新しい菜種品種を開発しました。1998年、同社はこれをカナダ市場に投入しました。モンサント社は、ライセンス料を支払わずにこの品種を畑で栽培していた農家に対し、補償を求めました。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ました。また、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、自生したラウンドアップ・レディが残ってしまい、畑から雑草を取り除くための追加費用が発生したと主張する農家もいました。 [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事件において、ラウンドアップ・レディの無許可栽培によるモンサントの特許侵害請求を認める判決を下しましたが、シュマイザー氏には損害賠償を支払う義務はないとの判決も下しました。この事件は、遺伝子組み換え作物の世界的な特許保護を裁判所が認可した正当化として、国際的な論争を巻き起こしました。2008年3月、モンサントとシュマイザー氏の間で法廷外和解が成立し、モンサントはシュマイザー氏の農場の遺伝子組み換えキャノーラ作物全体を約660カナダドルの費用で除去することで合意しました。[51]

生産

菜種の生産

国連食糧農業機関（FAO）は、2003～2004年のシーズンにおける世界の生産量は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年のシーズンにおける推定生産量は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）と報告しています。[52]

1975年から2007年の間に、菜種（キャノーラを含む）の世界的な生産量は6倍に増加しました。1975年以降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ました。2002年以降、 EUと米国ではバイオディーゼルの生産量が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）に達しました。菜種油は、バイオディーゼル燃料の生産に必要な植物油の大部分を供給する立場にあります。そのため、ヨーロッパでバイオディーゼル含有量要件が施行される2005年から2015年の間に、世界の生産量はさらに増加すると予想されていました。[53]

菜種生産量上位国（百万トン単位） [54]
国1961年1971年1981年1991年2001年2011年2021年
 中国0.41.24.17.411.313.414.7
 カナダ0.32.21.84.25.014.614.2
 インド1.32.02.35.24.28.210.2
 オーストラリア<0.0070.050.010.11.82.44.8
 ドイツ0.20.40.63.04.23.93.5
 フランス0.10.71.02.32.95.43.3
 ポーランド0.30.60.51.01.11.93.1
 ウクライナ<0.007<0.06<0.03<0.10.11.42.9
 ロシア0.11.02.8
 ルーマニア0.0060.0040.010.0090.10.71.4
 アメリカ合衆国0.090.90.71.2
 イギリス0.0020.010.31.31.22.81.0
 チェコ共和国0.070.10.30.71.01.01.0
 リトアニア0.060.50.9
 ハンガリー0.010.070.080.10.20.50.7
 デンマーク0.030.050.30.70.20.50.7
 ベラルーシ0.090.40.7
世界合計3.68.312.527.836.062.872.0

用途

大豆
ローストキャノーラ

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ます。2000年には、菜種は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

菜種油は最も古くから知られている植物油の一つですが、動物の心筋に損傷を与えるエルカ酸と、動物飼料における栄養価を低下させるグルコシノレートの含有量が多いため、歴史的には限られた量しか使用されていませんでした。 [55]菜種油には最大54%のエルカ酸が含まれることがあります。[56]菜種栽培品種由来の食品用油は、キャノーラ油または低エルカ酸菜種油（LEAR油）として知られており、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ます。[57]キャノーラ油は、政府の規制により、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] 、乳児用食品については特別な規制があります。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とは考えられていません。[57] [59]

動物飼料

菜種を油生産のために加工すると、副産物として菜種粕が生成されます。この副産物は高タンパク質の動物飼料であり、大豆と競合します。菜種は優れたサイレージ作物です（発酵させ、密閉状態で貯蔵し、冬季飼料として使用します）。この飼料は主に牛の飼料として使用されますが、豚や家禽にも使用されます。[4]しかし、菜種の種子粕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与え、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します。[60] [61] [62]中国では、菜種粕は動物飼料ではなく、主に土壌肥料として使用されています。[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蒸留物と混合して、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、新しいエンジンでエンジンを損傷することなく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した。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、新しい油から作られた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、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脂であり、原料の約80%を占めています。[出典が必要]これは、菜種は大豆などの他の油脂源と比較して単位面積あたりの油脂生産量が多いことが一因ですが、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ことが主な理由です。

2018年の研究では、気候変動の予測により、菜種はバイオ燃料用の油の供給源として信頼性が低くなると予測されました。 [32]

その他

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、被覆作物としても使用されています。菜種の一部の品種は一年生飼料としても使用され、植え付け後80～90日で家畜の放牧に適しています。[22]

菜種は高い蜜源性（昆虫が集められる物質を生成する）を持ち、ミツバチの主要な飼料作物です。[24]単花菜種蜂蜜は、白っぽいまたは乳白色の黄色で、胡椒のような味がし、結晶化が速いため、柔らかく固い質感です。3～4週間で結晶化し、不適切な保管をすると時間の経過とともに発酵する可能性があります。[64]単花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時間以内に蜂蜜を採取する必要があります。[24]

バイオ潤滑剤として、菜種はバイオメディカル用途（例：人工関節の潤滑剤）や性行為のための個人用潤滑剤への使用が考えられます。[65]キャノーラ油/菜種油を70%以上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ました[67] [68]。これは、菜種は他の穀物よりも最大3倍の吸収率を持ち、放射性核種の約3～6%しか油糧種子に取り込まれないためです[67] 。

菜種粕は、生物燻蒸剤として土壌に混ぜることができます[69]。Rhizoctonia solaniやPratylenchus penetrなどの真菌性作物病原体を抑制します[69] 。 

参照

解説

  1. ^ Brassica napusは、 Species Plantarum 2:666. 1753で最初に記載され、出版されました[1]。

参考文献

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