柑橘類は世界中で栽培されていますが、その起源については長らく謎が多く、ヒマラヤの麓やオーストラリア北東部のジャングルなど様々な地域が起源地と推測されてきました。しかし、最近行われた広範囲にわたる系統学的分析により、柑橘類の祖先が約2,500万年前に古代インドプレートで発生したことが明らかになりました。
この研究結果は、「Pangenome Analysis Provides Insight into the Evolution of the Orange Subfamily and of Key Gene for Citric Acid Accumulation in Citrus Fruits」（パンゲノム分析がオレンジ亜科の進化と柑橘類の果実におけるクエン酸蓄積の鍵遺伝子に関する洞察を提供する）と題された論文にてNature Genetics誌に掲載されました。
柑橘類の分類は複雑で、オレンジ亜科（Aurantioideae）は33の属、210種以上の種、品種や栽培品種を含みます。これには、野生種から派生したもの、2つ以上の野生種間の交配によって生じたもの、交配種とその親種の交配によって生じたものなどがあります。実際の柑橘類には、小さなクマクワットから大きなポメロ、そしてタコのような形をしたブッダの手まで多様なものが含まれます。柑橘類の親戚には、カレーの木（Bergera koenigii）やオレンジジャスミン（Murraya paniculata）などがあります。
この起源の謎を解き明かすため、華中農業大学のショウ キョウ博士（Qiang Xu）らは314種のゲノム配列を分析し、オレンジ亜科の系統樹を作成しました。この系統樹から、最も古い種が分岐したのは約2,500万年前であり、インドプレートがアジアプレートと衝突し、ヒマラヤ山脈が形成される前のことであることが示されました。また、最初の真の柑橘種、例えばマンダリンやトリフォリエートオレンジは、約800万から900万年前に南中部中国で多様化し始め、ポメロやシトロンなど他の初期の柑橘類はそのすぐ後にヒマラヤの麓で出現しました。研究チームは15種の柑橘類を特定し、遺伝データと交配研究に基づいて属にいくつかの新種を追加しました。
さらに、研究チームはシーケンスデータを使用して、オレンジ亜科のパンゲノム（関連個体のゲノム配列の集合体）を組み立てました。18個のゲノムを比較することで、ほぼ全てのゲノムに存在する核遺伝子家族と、一つのゲノムにのみ存在する種特有の遺伝子を特定しました。これにより、真の柑橘類とその親類の主要な違いが、クエン酸の含有量を制御する遺伝子PH4であることが明らかになりました。PH4の遺伝子配列は大幅に異なっており、真の柑橘類では高いクエン酸含有量とPH4の表現が見られ、オレンジのほのかな酸味やレモンとライムの酸っぱさを生み出しています。柑橘類の親類はクエン酸が少なく、PH4の表現も低いです。研究チームは、バレンシアスイートオレンジの組織で柑橘類のPH4を過剰発現させる実験を行い、pHを下げ、クエン酸のレベルを高めました。
また、この研究では、中国のマンシャン山近くで新種の柑橘類、シトラス リンウエンシス（Citrus linwuensis）を発見し、多くの野生の柑橘類とその親類をサンプリングしました。柑橘類の起源と多様性に関する理解を深めることは、野生種が豊富な生息地を特定し、種の保存に役立つだけでなく、病害虫抵抗力や気候変動への適応能力向上のための遺伝子を同定するのにも役立ちます。
著：サイエンスライター：キム・ウールコック（Kim Woolcock）
