かけ合わせ

遺伝のしくみを利用して品種改良をする場合かけ合わせ（交配）は最初にやらなければならないしごとです。

それには、まず、よい特徴をもったものどうしをかけ合わせます。
つまり、よい組み合わせのものをつくるのです。
つぎに、そのなかから、とくにすぐれたものを選びます。

これが品種改良に、いちばん広く使われている方法です。

かけ合わせのしかた

母親になるかぶの花のめしべに父親になるかぶの花の花粉をつけて、種を実らせます。

このとき、ほかの花の花粉がついては困るので母親にする花のおしべを、めしべに花粉がつかないうちにとってしまいます。

かけ合わせは、私たちにでも、わりあいかんたんにできるものです。
道具は、虫眼鏡・ピンセッ卜・はさみ・アルコールを入れた瓶・紙ぶくろなどです。

ナシ・リンゴ・トマト・ナスの花なら、いちばんやさしくできます。

まず、母親にする花が開くまえの日、つぼみを開いてピンセッ卜でおしべを取り除き、ふくろをかけておきます。

つぎの日の午前中に、父親になる花から花粉を集めます。
そして母親の花にかけたふくろをとり、めしべに花粉をつけてやるのです。
すんだら、また、ふくろをかけておきます。

ウリの仲間は、お花とめ花が別々になっています。
そこで、花が開くまえの日に、それぞれにふくろをかけておきます。

お花にもふくろをかけるのはウリの仲間では、ほかのお花の花粉が混じりやすいからです。

つぎの日の午前中に、お花から花粉をとり、め花のめしべにつけて、ふくろをかけておきます。

かけ合わせと品種改良

まず、組み合わせたいと思う特徴のある両親を選び、かけ合わせて種をとります。

つぎの年にはこの種をまいて、その種をとります。
さらに3年目には、孫の代を育てるのです。

すると、分離の法則にしたがって、父親の特徴をもったものと母親の特徴をもったものがあらわれますが、それといっしょに、両親の特徴が組み合わさったものがでてきます。

この、両親の特徴が組み合わさったもののなかからよいものを選びだしてほかのものとまじらないように、種をとります。
　
4年目はこの種をまいて、ひ孫の代を育てます。
そして、また、このなかからよいものを選びます。
これを繰り返していくうちに、私たちの望むものができてきます。

このほかに、かけ合わせでできた子の代を、そのまま利用することもあります。

ふつう、かけ合わせでできた子は両親のよい特徴を、みな、そのまま受け継いでもっています。

それで、両親よりよくなることが多いのです。
このことを、雑種強勢と言います。

トウモロコシ・トマト・ナス・スイカなどのように1つの花からたくさんの種がとれるものは、よくこの方法を使います。

しかし、これは孫の代になると分離の法則にしたがって特徴がいろいろにわかれてしまいます。
ですから、種をとるのに、毎年同じかけ合わせをしなければなりません。

種類の違うものどうしをかけ合わせて、かわりものをつくることもあります。
ふつう、種類の違うもののあいだでは、かけ合わせがうまくいかないものです。

しかし、ライムギとコムギのかけ合わせでできたライコムギのように、種ができることもあるのです。
ですから、これを利用して新しい種類をつくることができます。

選び出し

選び出し（選抜）は、品種改良でいちばん古くから使われている方法です。

古くからある作物や草花の多くは、むかしの人が野生のもののなかからよい特徴のあるものを選び出して栽培するようになり、その中からさらによいものを選び出すことを続けたことによって、今日のような品種になったものです。

しかし、古くからある品種には長いあいだに、しぜんにできたかわりものが混じっていることがあります。

ですから、こういった品種をくわしく調べて、そのなかから、かわった特徴のあるものを選び出すことができます。

このような選び出しでも、新しい品種をつくりだせます。

けれども、こうして選び出しを続けていくと最後には、本当にまじりけのないものができます。

いちどまじりけのないものができると、もう、選び出しをすることはできなくなります。

つまり、選び出しで品種改良をしていくのには、かぎりがあるわけです。

かわりもの

生物には、ときどき、親と似ていない子ができることがあります。
このような子をかわりもの（突然変異）と言います。
このかわりものを利用して、品種改良をすることもできます。

むかしは、かわりものは自然にできるものしかありませんでした。
それが、最近はいろいろな方法で人手をくわえて、かわりものをつくることができるようになりました。

しかし、かわりものは、役に立つものがわりあい少なく役に立たないもののほうが多いのです。

それで、いまは、役に立つかわりものを自由につくりだせるように研究がすすめられています。

かわりものは、そのまま新しい品種として利用することもあります。
しかし、ふつうは、こういったものを親として利用しています。

かわりものの便利なてんは、いままでになかった特徴を、うまく利用できることにあります。

自然にできたかわりもの

自然にできるかわりもので、私たちにもよくわかるものは、枝がわりです。

モモのように、花の咲く木などに1つの枝だけが色のかわった花をつけていることがあります。
このようなものを、枝がわりと言います。

枝がわりで、よい特徴のあるものが見つかれば、その枝を、さし木・とり木・つぎ木などの方法で、そのまま利用して増やすことができます。

果樹や草花には、こうしてつくられた新しい品種が、たくさんあります。

ワセウソシュウという早く熟するミカンの品種はウンシュウミカンの枝がわりですし、一重咲きの草花の枝がわりからは八重咲きのものができました。

枝がわりばかりでなく、イネなどにも、かわりものができることがあります。

いま栽培されているいろいろなイネの品種のもとになっている神力・旭などの品種は、農家の田で見つけられた、かわりものを利用したものです。

かわりもののつくりかた

植物に、ある養分をやらないでおいたり高い温度や低い温度にあてたりすると、かわりものができることがあります。

しかし最近は多くは薬品や放射線を使って、かわりものがつくりだされています。

薬品でつくったかおりもの

イヌサフランという植物からとったコルヒチンという薬は不思議なはたらきをもっています。

この薬に種を浸したり、この薬を若い芽にぬったりすると、かわりものができるのです。

こうしてできたかわりものは、たいてい花や実が大きくなり、体も大きくなるのがふつうです。

これを利用して、大きな花の咲く草花や大きくなる野菜などがつくられました。

有名なタネナシスイカは、コルヒチンで4倍体のスイカ（遺伝子が集まってできている染色体の数が、ふつうのスイカの2倍ある）をつくり、これにふつうのスイカ（2倍体）の花粉をつけて、3倍体のスイカとしたものです。

3倍体のものは、染色体が対にならないため、種が発育しません。

コルヒチンと同じように、かわりものをつくる薬としてアセナフテソやナイトロジェソリマスタードなどがあります。

放射線でつくったかおりもの

アメリカのマラーは、1927年にめずらしい実験をしました。

果物などにたかるショウジョウバエにＸ線をあてると、その子孫にかわりものができるという実験です。

そののち、植物でも、Ｘ線をあててかわりものをつくることが研究されるようになりました。

最近ではＸ線のほか、ガンマ線や中性子も利用されていてリンゴ・ミカン・バラ・チューリップなどに、その品種改良種があります。

さらに、イネ・オオムギ・野菜類・マメ類にも放射線による改良種が見られはじめています。

種と品種

生物の仲間わけの、いちばんもとになっているものを種と言います。

ところが、同じ種の生物でも、人間の手でいろいろにかえられていくと、そのなかに、違った体つきや、性質のものができます。

このように、同じ種の生物でありながら、人手によって体つきや性質などがまったく違ったものにかえられたものを品種と言います。

品種改良の目的

私たちがよく見かける、白黒まだらの乳牛はホルスタインという品種ですが農耕用のワギュウやチョウセンウシなどもそれぞれ別の品種で、いろいろと違った特徴をもっています。

イヌにも、シェバード・テリア・スピッツなど、いろいろの品種があります。
またブタにしても、白い毛をしたヨークシャ、黒い毛のバークシャーなどの品種がありますが、これらは、それぞれもとは同じものだったのです。

私たちが栽培している作物や草花にも、いろいろな品種があります。

たとえば同じイネでも「ふじみのり」や「ほうよく」をはじめ、さまざまの品種があります。

このような品種は、みな、それぞれよい特徴をもっています。
たとえば「ふじみのり」は、早く収穫できて冷害に強い特徴をもっていますし「ほうよく」は、葉が丈夫で倒れにくく、たくさんとれるという特徴があります。

しかし、これらの品種でも、よい特徴ばかりではなく悪いところもあります。

ですから、私たちが飼育したり栽培したりする動物や植物は目的に適し、その土地に適した、よい特徴をたくさんもった品種を選ぶことが大切です。

また、さらによい特徴をもつ品種をつくりだしていかなければなりません。
このように、よりよい品種をつくりだすことを、品種改良と言います。

遺伝子と遺伝形質

生物は子どもを生んで、仲間を絶やさないようにしています。

しかも、ある種の生物から、ほかの種の生物が生まれてくるようなことはありません。

たとえば、ウシからは、ホルスタインとジャージーというように違った品種のウシをかけ合わせても、いつもウシという種だけが生まれてくるのです。

また、違った種の生物どうしから子どもができるということも、滅多にありません。

たとえば、ヤギとヒツジ、ノウサギとカイウサギどうしからは種が違うので、子どもが生まれません。

動物園などでは、属や種の違う動物どうしから子どもが生まれることも、ごくまれにはあります。

ヒョウとライオンの子どものレオポン、ロバとウマの子どものラバ、ライオンとトラの子どものライガーやタイオン、シマウマとトカラウマの子どものトカラ・ゼブラなどです。

しかし、これらの動物からは、子どもが生まれません。

私たちが、父や母に顔かたちや性質などが似ているように、ほかの生物でも子どもは親に似ています。

これは、親の特徴が子に伝わるからです。

このように、親の特徴が子に伝わることを遺伝と言い、そのはたらきをするものを遺伝子と言います。

また、遺伝子のはたらきで子にあらわれる親に似た顔かたちや性質を遺伝形質と言います。

メンデル研究

親の特徴が子に伝わるのには、一定の決まりがあります。

これを遺伝の法則と言います。
この法則は1865年、オーストリアのメンデルによって発見されたものでメンデルの法則とも呼ばれています。

メンデルは、エンドウを使って実験しました。
エンドウにあらわれている、とくに目立った特徴を7つ選び、その特徴がどのように遺伝するかを調べたのです。

この研究の結果、メンデルは遺伝のしかたに3つの決まりがあることを見つけました。

この3つの決まりは「支配の法則（優性または、優劣の法則）」「分離の法則」「独立の法則」と言われています。

支配の法則

エンドウについて調べてみると、背の高いものと背の低いものとがあります。

メンデルは、このような反対の特徴をもったエンドウをかけ合わせて種を実らせました。

そしてこの種をまいて、育ててみたのです。
すると、どの種をまいてみても、背の高いものになることがわかりました。

これは、背の高い特徴が、背の低い特徴よりも強くて背のひくい特徴を、おおい隠してしまったからです。

この強いほうの特徴を優性と言い、隠された背の低い特徴のほうを劣性と言います。

こうして、メンデルは、優性の特徴を持ったものと劣性の特徴をもったものとをかけ合わせると、その子には、優性の特徴だけがあらわれることを確かめました。

この遺伝の決まりを支配の法則と言います。

分離の法則

メンデルは、さらに研究を続けました。
こんどは優性の特徴をあらわした子の種をまいて、孫を育ててみたのです。

すると、孫の代には背の高いものばかりでなく背の低いものもあらわれてきました。

エンドウは、自花受粉と言って、花は自然のままでは、その花の花粉が、同じ花のめしべについて実をむすぶ性質があります。

したがって孫の代は子の代の別々のものをかけ合わせたことと同じになるのです。

そこでメンデルは、この場合、優性と劣性のあらわれかたには一定の決まりがあるのではないか、と考えました。

そして、孫の代の優性と劣性のあらわれかたの割合が3対1になることを発見したのです。

もっとくわしくいうと、この優性のもの中には混じりけのない優性の特徴のものが3分の1、劣性の特徴を隠したものが3分の2、入っています。

このように、孫の代に、優性のものと劣性のものが3対1という決まった割合であらわれてくることを分離の法則と言います。

このような関係は、オシロイバナの花の赤いものと白いものとをかけ合わせると、よくわかります。

孫の代では、赤花のものと白花のものが4分の1ずつ桃色のものが2分の1の割合でできます。

オシロイバナでは、父親と母親の両方の特徴の混じったものが桃色になるのです。

独立の法則

メンデルは、エンドウの7組の特徴について研究しました。

ところが、この7組の特徴（前ページの表）はお互いのあいだに、つながりがないことに気づきました。

たとえば、背の高さについての特徴は種の形についての特徴とはつながりがないのです。

つまり、背が高いものは、必ず種の形がまるいとか背の低いものは、必ず種にしわがよっているということはないのです。

このように1つの特徴が、ほかの特徴と、まったくつながりなく遺伝することを、独立の法則と言います。

両性雑種

メンデルは、また、互いにつながりのない2組の特徴をいっしょに取り扱うと、それらの特徴がどのように遺伝するかを調べました。

このように、互いに違った2組の特徴をいっしょにとりあつかったとき、これを両性雑種と言います。

たとえば、エンドウの種がまるくて黄色のものと種がしわばって緑色のものとのあいだでは子の代に種がまるくて黄色のものがあらわれましたが、これらを自花受粉させて孫の代をみると、つぎのような特徴のものがあらわれました。

下の数字は、あらわれてきた数です。

• 種がまるくて黄色のもの……315
• 種がまるくて緑色のもの……108
• 種がしわばって黄色のもの……101
• 種がしわばって緑色のもの……32

これらのあらわれた数をみるとおよそ9・3・3・1の割合になっていることがわかります。

これを種の形だけで見ると、まるいものとしわばったものは423対133でほぼ3対1、種の黄色のものと緑色のものは416対140で、だいたい3対1の割合になっています。

これは、さきに独立の法則で述べたように、種の形と色という2つの特徴は互いにつながりがなく、別々に遺伝するからです。

これらのことから、種の形の特徴では、まるいものがしわばったものに対して優性であり色の特徴では黄色が緑色に対して優性であることがわかります。

この場合、孫の代に、はじめにかけ合わせた両親の特徴が互いにいれかわった、種がまるくて緑色のものと種がしわばって黄色のものが、あらわれてきましたが、これは、子の代にはあらわれなかった劣性の特徴が、あらわれてきたのです。

孫の代に、はじめの両親の特徴がいれかわってあらわれるものでは自花受粉を続けていくかぎりいつまでもその特徴をもった子孫があらわれてきますから、かけ合わせによって品種改良ができるわけです。