科学者たちは、遺伝子操作によって針葉を落とさないクリスマスツリーを作ろうとしている。

「ああ、クリスマスツリー、ああ、クリスマスツリー、あなたの枝はなんとしっかりしているのでしょう」。クリスマスツリー販売業者が昔からよく使う宣伝文句です。そう思うのも無理はありません。なぜなら、根こそぎにされ、家の中に引きずり込まれ、暖かいリビングルームに1ヶ月以上も立てかけられても、針葉がしっかりと残っている本物のツリーを、顧客は夢見ているからです。

生産者たちは長年にわたり、この切望される特性に加え、美しい樹形、茂った緑の枝、そして植物病への耐性を備えた樹木の育成に取り組んできました。クリスマスツリーの育種家たちは、遺伝子工学の活用をますます進めていますが、そのプロセスは想像以上に複雑です。クリスマスツリーに使用される樹木種のほとんどにおいて、ゲノムは非常に大きく、ヒトゲノムの何倍もの大きさです。しかも、そのほとんどは完全には解明されていません。これらの樹木において、どの遺伝子がどのような機能を果たすのかについては、ほとんど分かっていません。

しかし、コペンハーゲン大学の林業専門家、ウルリック・ブラウナー・ニールセン氏は、デンマークではクリスマスツリーが一大産業であることを認識している。デンマークは年間約1100万本のクリスマスツリーを生産しており、これはヨーロッパ全体の約5分の1に相当し、ヨーロッパは世界で最も本物のクリスマスツリーが人気だ。しかし、ニールセン氏によると、栽培されたツリーの20～30%は生産者の期待に応えられず、市場に出回らないという。

ニールセン氏と彼の同僚たちは、クリスマスツリーの均一性を確保するための育種技術の改良に取り組んでいます。彼らの秘密兵器は、木とその子孫が成長できるようにした小さな果樹園です。これらの木の遺伝物質を分析することで、ニールセン氏と彼のチームはどの親木が最も望ましい子孫を生み出したかを突き止めることができます。

このアプローチの大きな利点は、樹木が繁殖するまで何十年も待つ必要がないことです。繁殖はすでに始まっているからです。「私たちはこれを『逆方向選択』と呼んでいます」と彼は説明します。「どの樹木が誰と関連があるのか​​を解明できるのです。」

最近、ニールセン氏らは、後方選択法を用いて、トルコ原産のモミの一種であるAbies bornmuellerianaの特性を調査している。ヨーロッパではAbies nordmannianaの方がはるかに一般的なクリスマスツリーだが、bornmuellerianaはより硬い針葉と上向きに曲がる枝を持ち、よりふっくらとした印象を与えるため、生産者にとって魅力的かもしれない。

「収穫後の葉の保持など、これらの特性も改善できる可能性が高い」と彼は付け加えた。

求められる特性を持つ樹木の系統が明確になったら、次の段階は胚を採取し、実験室で増殖させることです。これは体細胞胚形成と呼ばれるクローン技術の一種です。

「それらは、種子の中の胚から成長したであろう苗木、もしくは成長したであろう木の遺伝学的コピーです」と、デンマークの研究には関わっていないワシントン州立大学のクリスマスツリー専門家、ゲイリー・シャスタグナー氏は言う。

これは、品種改良で一度に何千、何十万もの苗木を生産することができ、生産者はそれらがすべて美しいクリスマスツリーに育つとかなり自信を持っていることを意味します。

フィンランドの研究者たちは、トウヒの一種を用いて同様の研究を行ってきましたが、決して容易なことではありません。最初の商業試験にたどり着くまでに7年もかかりました。

このプロセスには生物学的リスクも伴います。クローン樹木群が遺伝的欠陥を受け継いでおり、病気や外来昆虫にかかりやすい状態になっている可能性があります。クローン樹木の小さな森に賭けた栽培者が、後になって、自社の在庫の大部分が枯れてしまう可能性もあるのです。シャスタグナー氏によると、クローン樹木の回復力は成長後に試験的に試験できるものの、その分プロセスに時間とコストがかかるとのことです。また、1本だけでなく複数のクローン樹木に頼ることも可能です。

遺伝的多様性といえば、米国農務省（USDA）の調査によると、少なくとも1種のクリスマスツリー種が実際に危機に瀕しているという。USDA農業研究局のコリン・クーリー氏らが今年初めに発表した植物多様性に関する主要な分析によると、遺伝子バンク、植物園、そして野生個体群に保管されているモミ（Abies nordmanniana）の標本の遺伝的多様性は低く、100点満点中わずか13点だった。

コネチカット大学の植物ゲノム専門家、ジル・ウェグジン氏は、これは憂慮すべき状況だと指摘する。もし、栽培されたクリスマスツリーを脅かす新たな病原体が発生したり、育種家が針葉の保持力やその他の樹木の品質向上のための新たな遺伝物質を必死に探し出したりすれば、最終的には、頼れるほど多様性に富んだ野生種が不足し、行き詰まってしまう可能性がある。

だからこそ、育種家たちが自分たちの研究対象をより深く理解できるよう、クリスマスツリーの広大で曖昧なゲノムを解明するプレッシャーがますます高まっている。ウェグジン氏と同僚たちは、ある聖杯を探し求めて何年も探し求めてきた。それは、クリスマスツリーが伐採された後に、いつ、どのように針葉を落とすかを正確に決定する遺伝子群だ。

クリスマスツリーの枝には、針葉と繋がる小さな組織があります。この組織の細胞は最終的に破裂し、針葉は落ちてしまいます。しかし、このプロセスは特定の遺伝子によって引き起こされ、樹木の種類によっては、他の樹種よりも針葉の保持力が高いことが知られています。

2017年、ウェグリジン氏はWIREDの取材に対し、今回の研究でどの遺伝子が作用しているのかを正確に解明する研究は頂点に近づいたと感じていると語った。それから2年が経ち、研究は進展しているものの、研究はまだ終わっていないと彼女は言う。

「実際に、針葉の保持の良し悪しを左右する遺伝子が存在することを私たちは確認しています」と彼女は言う。しかし、どの遺伝子が正確に関与しているのかを断定することはまだできない。最終的には、遺伝子工学技術で改変するのが難しい複雑な遺伝子群であることが判明するかもしれない。

決して葉を落とさない遺伝子組み換えのスーパーツリーが実現するのは、まだ遠い先のことのように思えます。

コペンハーゲン大学でニールセン氏の同僚を務めるオーレ・キム・ハンセン氏は、クリスマスツリー栽培業者は近い将来、遺伝子解析のメリットが限られていることに気づくかもしれないと述べている。ハンセン氏はゲノミクスと伝統的な育種手法の両方に取り組んでおり、現状では後者が最も有用であると考えている。

しかし、前述の通り、伝統的な育種はますます高度化しています。逆選抜、クローン増殖、遺伝子解析による交配の可能性など、これらが今日の植物育種の厳しい現実です。北米とヨーロッパでは、本物のクリスマスツリーは毎年1億本にも満たず販売されています。これらの国の人口を合計すると10億人を超えることを考えると、決して豊作とは言えません。もしツリーがもっと美しく、クリスマス当日に針葉が落ちにくくなれば、市場はもっと大きくなるかもしれません。

とにかく、それがクリスマスツリー売りの願いです。この時期に耳を澄ませば、素敵な歌が聞こえてくるかもしれません。「ああ、クリスマスツリー、ああ、クリスマスツリー、すべての木の中で最も美しい木。さあ、お買い求めください！お値打ち価格でご提供いたします！本当に、素晴らしいですよ。」

この記事はWIRED UKで最初に公開されました。