トマトやキャベツの種袋で見かける「F1」や「一代交配」という表示。F1野菜は実の形や収穫時期がまとまりやすく、家庭菜園から農業の現場まで広く利用されています。
ところが、収穫した野菜から種を採って翌年にまくと、前年とは違う色や形の野菜が育つことがあります。種の力が失われたのではありません。二つの親から受け継いだ遺伝情報が、次の世代でさまざまな組み合わせに分かれるためです。
F1の株同士がよく似る理由と、F2で違いが広がる仕組みを知ると、種袋に書かれた「一代交配」の意味も見えてきます。
F1野菜とはどのような野菜なのか
F1野菜とは、F1品種として作られた野菜を指す一般的な呼び方です。農業や育種の分野では「一代雑種」「交雑品種」「交配種」「ハイブリッド品種」といった名称も使われます。
異なる二つの親系統を交配し、最初に生まれた世代がF1です。Fは英語の「filial」に由来し、子の世代を表します。F1から生まれる次の世代はF2です。
キャベツ、ダイコン、トマト、ピーマンなど、身近な野菜にも多くのF1品種があります。決められた親の組み合わせから、外観や生育時期のまとまった野菜を作りやすいことが特徴です。
遺伝的な特徴をそろえた親を使う
多くのF1品種では、自家受粉や選抜を何世代も重ね、遺伝的な特徴をそろえた系統を親として使います。
一方の親は病気への抵抗性を持ち、もう一方は実の形や食味に特徴があるなど、親系統にはそれぞれ異なる性質があります。ただし、二つの親の長所がそのまま一つずつF1へ加わるとは限りません。
育種では数多くの組み合わせを実際に育て、生育、収量、外観、食味、栽培のしやすさなどを比べます。その中から目的に合う組み合わせが選ばれ、品種として利用されます。
同じ親系統を毎回同じ組み合わせで交配するため、F1が受け取る遺伝情報もそろいやすくなります。ただし、F1の株はクローンではありません。日照や気温、水分、肥料などの影響を受けるので、同じ品種でも育ち方には多少の違いが出ます。
F1種子はどのように作られる？
市販するF1種子を作るには、母親側の花へ、目的とする父親の花粉を付ける必要があります。母親が自分の花粉で受粉すると、予定した組み合わせのF1種子にはなりません。
トマトなどでは、花が開く前に雄しべを取り除く「除雄」を行い、別の親系統の花粉を付ける方法があります。
作物によっては、自分の花粉では受精しにくい「自家不和合性」や、花粉を作らない「雄性不稔」も利用されます。採種する畑をほかの品種から離すなど、別の花粉や種子が混ざらないための管理も行われています。
店頭に並ぶ一袋の種が作られるまでには、親系統の育成だけでなく、受粉や採種を管理する作業も必要なのです。
F1野菜はなぜ性質がそろいやすいのか
F1の株同士が似やすいのは、遺伝的な特徴をそろえた親を、決められた組み合わせで交配しているためです。
一つの遺伝子について、一方の親がAA、もう一方がaaという組み合わせを持っているとします。この二つを交配すると、F1はAとaを一つずつ受け取ったAaになります。
実際の野菜には多数の遺伝子が関わりますが、親系統がそろっていれば、F1同士の遺伝的な違いも小さくなります。そのため、実の形や大きさ、成熟する時期などに一定のまとまりが生まれます。
農業では収穫時期がまとまると、作業や出荷の予定を立てやすくなります。外観の差が小さければ、同じ規格の商品として扱いやすくなる点も利点です。
一方、F1から採った種を育てたF2では、親から受け継いだ遺伝情報の組み合わせが分かれるため、F1ほど均一にはなりません。
雑種強勢が現れることもある
異なる系統を交配したF1では、両親よりも生育量や収量が高くなることがあります。この現象が「雑種強勢」です。「ヘテロシス」と呼ばれることもあります。
ただし、異なる品種を交配すれば、必ず育ちのよいF1ができるわけではありません。どの性質が現れるかは、親の組み合わせによって変わります。
市販されているF1品種は、多数の交配と栽培試験を経て選ばれたものです。性質がまとまりやすいことに加え、病気への抵抗性、収量、味、保存性など、品種ごとに異なる特徴があります。
F2で色や形に違いが出るのはなぜ？
F1が自家受粉したり、同じF1品種同士で受粉したりして生まれた次の世代がF2です。
F1は、二つの親から受け取った遺伝情報を持っています。種を作るときには、その情報が分かれて花粉や卵細胞へ入るため、F2では複数の組み合わせが生まれます。
F1では目立たなかった性質が現れたり、両親の特徴を別々に受け継いだ株が育ったりするのは、この組み合わせの違いによるものです。
顕性と潜性は性質の優劣を表していない
遺伝の説明では、長く「優性」と「劣性」という言葉が使われてきました。現在は、能力や品質の優劣と誤解されにくい「顕性」と「潜性」という表現も使われています。日本遺伝学会は2017年、従来の用語に代わる中立的な表現として顕性と潜性を提案しました。
顕性は、異なる型の遺伝情報を一つずつ持つときに、形質として現れる側です。潜性は、同じ型が二つそろったときなどに現れる側を指します。
潜性だから味が悪い、育ちにくい、病気に弱いという意味ではありません。野菜の色や形など、人に好まれる特徴が潜性として受け継がれることもあります。
外見への現れやすさと、野菜としての価値は別のものです。
F1で見えなかった性質がF2で現れる
顕性の型をA、潜性の型をaとします。AAの親とaaの親を交配すると、F1はAとaを一つずつ持つAaになります。
完全な顕性と潜性の関係であれば、F1の見た目にはAの形質が現れます。しかし、aの遺伝情報がなくなったわけではありません。F1が作る花粉や卵細胞には、Aまたはaのどちらかが入ります。
Aa同士から生まれるF2では、AA、Aa、aaという組み合わせができます。一つの遺伝子だけが関わる基本的な例では、遺伝子型は1対2対1、見た目は顕性形質と潜性形質がおよそ3対1に分かれます。
トマトを使った観察例でも、F2の果実色が赤と黄に3対1で分かれる一方、実の形や大きさには連続した違いが現れています。
野菜の収量、味、草丈、成熟時期などは、多くの遺伝子や栽培環境の影響を受けます。そのため、実際のF2ですべての性質が3対1に分かれるわけではありません。
大きな実を付ける株、小さな実を付ける株、成熟が早い株などが育つこともあります。これは種が悪くなったのではなく、親が持っていた遺伝情報が別々の組み合わせで現れた結果です。
F1野菜から採った種をまくとどうなる？
F1野菜から採った種も、正常に実っていて発芽条件が整えば育つことがあります。「F1から採った種は発芽しない」とは限りません。
発芽しても、育つにつれて実の色や形、収穫時期に違いが現れることがあります。元のF1とよく似た株が育つ場合もありますが、すべての株が同じ特徴になるとは限りません。
家庭菜園では、F2にどのような違いが現れるのかを観察する楽しみ方もできます。前年と同じ外観や生育のまとまりを期待する場合は、同じF1品種の種を新たに購入するほうが再現しやすくなります。
近くの別品種と交雑する場合もある
採った種が、必ず単純なF2になるとは限りません。
近くで交配可能な別品種が開花していると、虫や風によって花粉が運ばれることがあります。その花粉で受粉した種は、元のF1とは異なる親を持つことになります。
交雑しやすい野菜から種を採る場合は、周囲で別品種が開花していないかにも目を向ける必要があります。種子を生産する畑でも、ほかの花粉が入りにくい場所を選ぶなどの対策が取られています。
登録品種から採った種や苗を人に渡したり販売したりする場合は、種袋の表示や農林水産省の最新案内にも目を通しておきましょう。品種や利用方法によって扱いが異なります。
F1品種と固定品種は何が違う？
固定品種は、何世代にもわたって選抜と採種を続け、主な特徴が次の世代にも受け継がれやすくなった品種です。
ほかの品種との交雑を避けて種を採れば、親と似た特徴を持つ野菜を翌年以降も育てやすくなります。
F1品種は、決められた二つの親系統を交配し、その第一世代を利用します。F1から採った種では性質が分かれやすいため、固定品種ほど親の特徴を受け継ぎやすくありません。
外観や収穫時期をまとめたい場合はF1品種、種採りを続けたい場合は固定品種というように、育て方に合わせて選べます。
地域で長く栽培されてきた在来品種も固定品種の一種として扱われることがあります。その土地の気候や料理と結び付いた色、形、味を持っていることも魅力です。
Q&A
まとめ
F1野菜は、異なる二つの親系統を交配して作られた第一世代の野菜です。遺伝的な特徴をそろえた親を同じ組み合わせで交配するため、外観や生育時期にまとまりが出やすくなります。
F1が自家受粉するなどして生まれたF2では、親から受け継いだ遺伝情報がさまざまな組み合わせに分かれます。その結果、実の形や色、草丈、収穫時期などに違いが現れます。
F2のばらつきは、種が悪くなったためではありません。F1では目立たなかった性質も含め、二つの親が持っていた特徴が別の組み合わせで表れたものです。
参考情報
- 農林水産省「品種登録の考え方について」
- 農林水産省「指定種苗の生産等に関する基準」
- 農研機構「トマトを教材に用いた食育、遺伝・品種改良の学習」
- 日本遺伝学会「遺伝学用語」
- 国立遺伝学研究所「トマトの雄性不稔を回復させる遺伝子座を特定しました」
- 農林水産省「種苗法に関する一般的なご質問」
