ホップの性決定システムの解明に成功

―　世界的に権威のある学術誌「Nature Plants」に掲載　―

サントリーホールディングス株式会社

2025年6月19日 16時08分

サントリーグローバルイノベーションセンター（株）は、岡山大学、東京科学大学などとの共同研究の結果、ホップにおける性決定システムの解明に成功しました。本研究の成果は、世界的に権威のある学術誌「Nature Plants」のＷＥＢサイトに６月１８日（水）に掲載されました。

▼研究テーマ

「ホップの性決定機構の解明」

▼研究者

サントリーグローバルイノベーションセンター（株）　小埜栄一郎、瀬川天太

協力体制：岡山大学、東京科学大学

その他協力：岩手生物工学研究所、岩手大学、エジンバラ大学、かずさＤＮＡ研究所、国立遺伝学研究所、チェコ科学アカデミー、チェコホップ研究所、富山大学

（五十音順）

▼研究背景

多くの植物は花の中におしべとめしべをもつ両性花であり、自分自身で種子をつけることができます。一方、アサ科カラハナソウ属（ビールづくりにかかせないホップの他、カナムグラなど）はヒトと同じように個体ごとに性別が決まっており、一株だけでは子孫が作れず、雄株と雌株が必要です（図１）。なお、ビールにはホップの雌花のみを使用しています（図２）。

図２　ビール醸造に用いるホップの雌の毬花（左）とホップ近縁種のカナムグラの雌の毬花（右）

これまで、ホップの性決定においては、「ＸＡ型」と呼ばれるシステムが存在することが知られていました。ヒトの性決定は「ＸＹ型」システムで、性を決定する遺伝子はＹ染色体に存在しますが、この「ＸＡ型」システムはＸ染色体に存在する点が特徴です。２０１４年にサントリーグローバルイノベーションセンター（株）を中心とした当時の研究チームが雌のホップの全ＤＮＡ配列情報（ゲノム）を解読し発表※しましたが、当時の解析技術による限界と、片方の性のみのゲノム情報では、その詳細なメカニズムはこれまで解明されていませんでした。

※公刊は２０１５年（Natsume et al. The Draft Genome of Hop (Humulus lupulus), an Essence for Brewing. Plant and Cell Physiology Volume 56, Issue 3, March 2015, Pages 428–441.）

▼研究方法

最新のゲノム解析技術を使用し、雌のホップ（ザーツ品種）と雄のホップそれぞれのゲノム配列を決定することで、染色体レベルで一本に繋がった長鎖ゲノムを構築し、さらにホップの近縁種であるカナムグラの雄のゲノムも解析しました。「ＸＡ型」の性決定システムに関連する遺伝子を特定するために、ホップおよびカナムグラのＸ染色体とＹ染色体を詳細に比較しました（図３・図４）。

▼研究成果

Ｘ染色体とＹ染色体のゲノム配列を比較したところ、特にエチレン受容体に類似した特定の遺伝子（ＥＸＥＲ）が性決定に重要であることを見出しました。この遺伝子を発現すると雌の生殖器官の生長が増強されると同時に雄の生殖器官の生長が弱まり、逆に抑制すると雄の生殖器官が形成されることを確認しました。これにより、ホップをはじめとするアサ科植物の性別はＸ染色体に存在するＥＸＥＲによって決定されることが分かりました（図５）。