AIを用いて古いエンドウ豆品種を再発見、植物由来食品の未来に光(Researchers revive old pea varieties in huge seed collection: ‘An untapped gold mine for the future’)

2025-12-15 コペンハーゲン大学(UCPH)

コペンハーゲン大学の研究者らは、ノルディック遺伝資源バンク(NordGen)に保存されている約2,000種類のエンドウ豆(pea)の種子コレクションから、従来の農業で使われなくなっていた51種類の古いエンドウ豆品種をAI解析で再発見した。新たに開発したAI手法は、種子の形状・色・サイズなどを通常写真から自動で測定し、タンパク質含量などの化学的特性と組み合わせて解析することで、高いデンプンおよびタンパク質含量を持つ有望な品種を迅速に特定できる。これらの古い品種は、現在の商業栽培品種と比べてレグミンやビシリンなどの主要タンパク質バランスに大きな多様性があり、植物性たんぱく質食品や持続可能な栽培体系への応用ポテンシャルが高いとされる。本研究は、遺伝資源バンクの未利用資源を活用する新たな方法を示し、将来の植物性食品開発や食料システムの持続可能性に貢献する可能性がある。

<関連情報>

北欧遺伝子バンクからの系統の戦略的選択によるエンドウ豆の種子組成のマッピング Mapping pea seed composition through strategic selection of accessions from the Nordic gene bank

Qinhui Xing, Zhi Ye, Bo Yuan, Xiaoxiao Liu, Morten Arendt Rasmussen, Jacob Judas Kain Kirkensgaard, Michael Lyngkjær, Ulrika Carlson-Nilsson, Cecilia Hammenhag, Rene Lametsch
Food Chemistry  Available online: 11 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145478

Graphical abstract

AIを用いて古いエンドウ豆品種を再発見、植物由来食品の未来に光(Researchers revive old pea varieties in huge seed collection: ‘An untapped gold mine for the future’)

Highlights

  • Algorithm screening identified accessions with wide protein and starch variation.
  • Seed shape (solidity) strongly correlates with starch content.
  • Protein content had a minimal correlation with morphology in 1448 pea accessions.
  • WAXS reveals starch structural differences distinguishing pea shape.
  • Proteomics revealed significant variations in vicilin and legumin among accessions.

Abstract

This study aims to utilise natural variation in pea seed composition from NordGen collections to identify key traits for optimized plant-based ingredients functionality while minimizing refined extraction processes. Given the impracticality of chemically analysing 1942 accessions, an algorithm-assisted approach was employed, using image-derived features and datasets to pre-select 51 accessions. Protein content, thousand kernel weight, perimeter, and G-value were determined as primary criteria via PCA, capturing variations in protein composition and other key components. Protein and starch content ranged from 21.2 to 36.9 % and 21.0–48.1 %, respectively. Image analysis linked geometry to composition, aiding pea selection and application. X-ray scattering differentiates peas based on starch structure. Proteomic profiling revealed that legumin and vicilin varied most, with legumin dominant in smooth peas and vicilin in wrinkled ones, enabling control of their ratio through selection. This study highlights the potential of using natural variation of seed composition for less-refined plant-based ingredients for various applications.

1202農芸化学
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