自然界の植物は宇宙から微量の放射線を浴びることでゆっくりと「進化（突然変異）」しながら「地球環境の変化」に適応していきます。農作物もまた地球環境の変化に合わせ、自然界での突然変異（進化）と品種間の交配によって長い年月をかけて「進化＝改良」が重ねられてきました。
しかし、近年の「急速な」気候変動で栽培環境が悪化し、農作物が高温や病害虫をはじめとした深刻な被害を受けています。このことは、収量や品質の低下による経済的損失だけでなく、農業・酪農資材の高騰や、農家の減少、特産物の消滅、原材料高騰、物価の上昇、食の自給率低下、食糧問題など地球規模の様々な課題に波及しています。

気候変動対策として、農作物を新たな環境に適合させるための品種改良ニーズは高まる一方です。しかし、品種改良とは原理上ゆっくりしたものであるため、急速な環境変化には対応しきれない現状があります。
これらの課題を解決するためQFFは従来の半分以下の期間で新系統を創出し、飛躍的に効率良く品種改良を行うことができる中性子線育種技術を開発しました。

中性子線育種は植物に自然に起きる「突然変異」を利用した品種改良技術で、放射線の一種である量子線（中性子線）を使います。ガンマ線や重イオン線など従来の放射線では植物（花や野菜、穀物など）の新系統を創り出すまでの期間が３〜５年以上かかりますが、中性子線は約半分の１〜３年、品種により最短１年^※1です。突然変異率が1〜39％と抜群に高い中性子線は、確率論で必ず一定の効果が出るため開発期間を圧倒的に短縮できます。微生物の育種では従来の1/6程度の2ヶ月、条件により最短１週間^※2で新たな系統を創り出すことができます。

中性子線育種で使用する速中性子線は高LET線で、大きなエネルギーで植物のDNAの二本鎖を複数か所切断するため、１回の照射で「大きな突然変異」を「高効率」で得やすい特長があります。イネ（日本晴）、シロイヌナズナの場合の突然変異率は第二世代の実績値で3〜26%。これは、現在主流のEMS（化学変異剤）、ガンマ線や重イオン線（放射線）による突然変異率の15〜300倍です。
この高い変異率により新系統を作り出すまでの期間を大幅に短縮できることから、中性子線による育種はガンマ線や重イオン線に代わる次世代技術として今後の活用が期待されます。さらに、速中性子線は従来の放射線とは引き起こすDNA損傷の種類が異なり、働く修復系も異なることから、これまで獲得できなかった「未知の変異体」の取得が期待できます。

QFFは主に、東北大学（下記）、茨城大学（下記）、筑波大学、高エネルギー加速器研究機構（KEK）と中性子線を用いた共同研究を行っています。さらに、QFFの先導により、国内の科学者および大学、研究機関、科学施設等でアライアンスネットワークを結成し「オープンイノベーション」の形で日本初の中性子線技術の実現を果たし、現在も積極的に中性子線を用いた植物や農作物の研究を行っています。
強力なパートナー

近年、気候変動対策として農産物の品種改良ニーズは高まる一方です。また、代替食料や代替燃料の開発、脱炭素化、有用物質の生産、スマートセル開発等、地球環境課題への取り組みが加速し、微細藻類、酵母、乳酸菌、カビ等の微生物やコオロギなど昆虫の品種改良ニーズも急速に高まっています。

そこでQFFは今まで実質、国や研究機関、種苗会社でしか行えなかった放射線育種を様々な企業様にご活用いただけるよう、商用の中性子線育種サービスとして世界初の“スピーディ育種”を2021年に開始しました。特許技術のため、QFFのみがご提供できる技術（サービス）です。

スピーディ育種は他の放射線より突然変異率が格段に高い「中性子線」を使うため、求める形質を得るまでの期間を大幅に短縮できることから、低コストで品種改良を行えることが特長です。更なるスピーディ化と効率化を測るため、ゲノム編集やEMS（化学変異剤）処理を組み合わせることも可能です。多様な課題に対応した共同研究開発も積極的に行っています。
品種改良技術の比較表（開発効率・開発期間等）