【東京農業大学（共同研究）】遺伝子組換えを使わず、鉄を多く含むコメの開発に成功　～鉄欠乏性貧血対策につながる新しい育種技術～

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遺伝子組換えを使わず、鉄を多く含むコメの開発に成功
～鉄欠乏性貧血対策につながる新しい育種技術～

研究のポイント


遺伝子組換えを使わず、鉄含量を大幅に高めたイネ系統の開発に成功
白米と玄米のどちらでも、鉄が増加することを確認
亜鉛や銅も同時に増加しつつも、カドミウムなどの有害な重金属は増加せず
アルカリ土壌など鉄欠乏環境でも生育・収量が維持


概要

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1. 背景
　鉄は生命活動に不可欠な元素ですが、世界では約20億人が鉄欠乏に苦しんでいます。特に主食作物からの鉄摂取量の不足は鉄欠乏性貧血の主要因とされています。
イネは世界人口の半数以上の主食であるため、コメの鉄含量を高める「栄養強化育種（バイオフォーティフィケーション）」は重要な課題です。しかし従来の遺伝子組換え技術による品種は社会受容性や制度面の課題があり、実用化が限定されていました。そこで本研究では、遺伝子組換えを用いない方法による鉄強化イネの開発を目指しました。

2. 研究手法や研究成果
　研究グループは、突然変異誘発処理を施したイネ集団から鉄を大量に蓄積するtetsu変異体を発見しました。この変異体では、鉄欠乏応答を負に制御するHRZ1遺伝子1）に新しい機能変化をもたらす変異が生じていることを明らかにしました。この変異により鉄吸収関連遺伝子の発現が強く誘導され、葉および籾での鉄蓄積量が大幅に増加しました。さらに鉄の蓄積は外層だけでなく白米部分にも及ぶことが確認されました。
また本変異体は有害重金属（カドミウムなど）の過剰蓄積は見られない上に、鉄の取り込みが強化されているために鉄欠乏が生じやすいアルカリ土壌条件でも生育が維持されることを明らかにしました。このtetsu変異体は育種利用も可能で、本研究内では黒米品種との交配により、鉄含量の増加のみならず、高い抗酸化効果が報告されている複数のポリフェノール類を玄米中で同時に増加することに成功しました。

3. 期待される効果、今後の予定
　本研究は

非遺伝子組換えによる主食作物の栄養改善
食品としての利用可能な実用品種の開発
栄養改善と農業生産性の両立

という点で重要な成果です。特に主食作物の栄養改善は、医療やサプリメントに依存しない持続的な健康改善手法として世界的に注目されています。
現在、動物試験による有効性の検証を進めています。今後は多様な品種への導入や品種改良を進め、実用的な鉄強化イネの普及を目指します。

4. 研究プロジェクトについて
　本研究は、東京農業大学総合研究所コメプロジェクト研究、同学部長主導型研究プロジェクト、同戦略研究プロジェクト、および日本学術振興会科学研究費助成事業（科研費）基盤研究(B)（課題番号：24K01656）の支援を受けて実施されました。

5. 論文情報
　論文名　Establishment of a non-transgenic iron-biofortified rice line using a novel HRZ1 mutation
　著者名　Akihiro Saito ほか
　雑誌名　Rice
　DOI　10.1186/s12284-026-00897-6
　　　　　https://link.springer.com/article/10.1186/s12284-026-00897-6
　公表日　3月13日公開済　（Rice誌オンライン掲載）

6. 用語解説
1) HRZ1（Iron sensing ubiquitin ligase）
　　植物が鉄欠乏状態を感知し、鉄吸収関連遺伝子の働きを負に調節するタンパク質。本研究ではHRZ1遺伝子の変異により鉄吸収が強化され、イネ体内への鉄蓄積が増加した。

2) 非遺伝子組換え（non-transgenic）
　　外来遺伝子を導入する遺伝子組換え技術を用いない方法。本研究では突然変異育種と交配により鉄含量を高めた。

3) 鉄栄養強化（鉄バイオフォーティフィケーション）
　　サプリメントや食品添加ではなく、作物自体の栄養成分を高めて不足する栄養素を補うことを可能とする技術。


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図1　鉄を多く含む新規イネ系統の作出
HRZ1遺伝子変異により、玄米中の鉄が増加することを確認した。
左：鉄染色による玄米断面（青色が鉄）。
右：玄米中の鉄・亜鉛・銅含量の比較。
遺伝子組換えを用いない栄養強化作物の開発につながる成果。





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図2　開発した鉄強化イネ系統の外観
上段：ポット栽培した各イネ系統の草姿。
下段：各系統の玄米の外観。
HRZ1変異を導入した改良系統は、通常の栽培条件下において大きな生育障害を示さず、実用的な栽培が可能であることが確認された。また、玄米の外観形質も比較し、品種背景による違いが観察された。本研究で開発した系統は、栄養価向上と栽培特性の両立が期待される。




本件に関するお問合わせ先
東京農業大学 学長室 企画広報課
TEL: 03-5477-2650 / FAX: 03-5477-2804 / Email: info@nodai.ac.jp

関連リンク
植物生産化学研究室
https://www.nodai.ac.jp/academics/app/app/lab/602/