異常気象による食料価格の高騰が続く中、世界初の「量子農業」技術が注目を集めています。2025年11月8日放送のテレビ東京系「ブレイクスルー」で紹介された菊池伯夫CEOの中性子線による品種改良は、従来10年以上かかっていた開発期間を最大3分の1に短縮する革新的な技術です。本記事では、この量子農業の仕組みから実際の成果、そして地球規模の課題解決への挑戦まで、番組内容を詳しく解説します。
量子農業とは？菊池伯夫が挑む中性子線による品種改良技術
量子農業とは、原子を構成する極めて小さい物質である「中性子」を農業に応用した、世界でも類を見ない革新的な品種改良技術です。この技術を開発したのが、クォンタムフラワーズ&フーズの菊池伯夫CEO。オックスフォード大学で理論物理学の博士号を取得した異色の経歴を持つ開拓者です。
クォンタムフラワーズ&フーズの菊池伯夫CEO （引用：「ブレイクスルー」より）
従来の品種改良では、例えば甘いトマトと病気に強いトマトを掛け合わせ、何度も繰り返すことで目的の品種を作り出していました。この方法では成功までに10年以上かかることも珍しくありません。しかし菊池CEOが茨城県東海村のJ-PARC（物質・生命科学実験施設）で展開する量子農業は、この常識を根底から覆します。
中性子線を植物の種子や微生物に照射することで、DNAに直接作用させ突然変異を引き起こす。この技術により、品種改良にかかる時間を最大3倍速化することに成功しているのです。現在、大手食品メーカーを含む約50社からの依頼を受けており、新たな農業ビジネスのプラットフォーマーとして急成長を遂げています。
中性子線による品種改良のメカニズム「変異率40%の衝撃」
量子農業の核心技術である中性子線照射は、どのような仕組みで品種改良を実現するのでしょうか。番組では、その最前線となる茨城県東海村の施設内部が特別に公開されました。
J-PARC施設では、世界最強クラスの中性子ビームを生成することができます。壁の奥から約7センチ角のビームとして飛んでくる中性子線を、菊池CEOが開発した特許装置で受け止め、種子や微生物に照射します。この時、中性子線が植物のDNAの二重螺旋を切断。DNAが自己修復する過程で、一部に突然変異が発生し、新たな特性を持った品種が誕生するのです。
この技術の革新性は、その変異率の高さにあります。従来のガンマ線などを使った放射線育種では、変異が起こる確率はわずか0.01%から数%程度でした。ところが中性子線を使うと、その確率が数%から最大40%にまで跳ね上がるのです。菊池CEOは「今まで10万個当てて1個か10個だったものが、10万個当てたら4万個くらい当たりくじがある」と表現しています。
なぜこれほどの差が生まれるのか。その秘密は中性子の性質にあります。ガンマ線などの放射線は電気を帯びているため、DNAを十分に切断できなかったり、逆にダメージを与えすぎたりする問題がありました。一方、中性子は電気を持たないため、DNAと直接反応することができる。この極めてユニークな性質が、効率的な品種改良を可能にしているのです。
さらに注目すべきは、8年間の研究開発で蓄積されたデータです。菊池CEOは「もはやランダムだけどランダムじゃない」と語ります。照射時間や強度を調整することで、ある程度狙った特性の変異を起こせるようになってきているのです。この技術的ノウハウこそが、同社の大きな競争優位性となっています。
レタスから小菊まで！量子農業による品種改良の成果事例
量子農業の実力は、実際の成果を見れば一目瞭然です。番組では千葉の種苗メーカー、リーフ・ラボでの品種改良の現場が紹介されました。丸尾達社長が驚きを隠せなかったのは、わずか1回目の照射で明確な成果が得られたこと。通常では考えられないスピードです。
リーフ・ラボの丸尾達社長 （引用：「ブレイクスルー」より）
同施設で開発されていたのは、野菜工場向けのレタス品種。中性子線を照射したレタスは、元の品種と比べて著しく背が低く、コンパクトな形状に変化していました。菊池CEOはこれを「変異体」と呼んでいます。このコンパクトな特性により、限られたスペースでより多くの野菜を栽培できるようになり、生産性の大幅な向上が期待できるのです。
特に重要なのは、気候変動への対応です。近年の猛暑により、従来の品種では十分に育たないケースが増えています。暑さに強く、かつコンパクトで生産性の高い品種の開発は、まさに「時代のニーズに合っている」と菊池CEOは強調します。
また、会社にとって大きな転機となったのが、茨城県が全国有数の生産量を誇る小菊の品種改良でした。中性子線を照射した小菊は、元の品種と比べて花びらの数が劇的に変化。さらに暑さに強い品種も生み出すことに成功しました。この成果が認められ、3年前から本格的に中性子線照射サービスの提供を開始。現在では約50社の企業から依頼を受けるまでに成長しています。
丸尾社長が「効率よく、確率高く、それがすごく重要なポイント」と評価するように、量子農業は品種改良の世界に新たな可能性をもたらしているのです。
酵母や乳酸菌も！微生物の品種改良で広がるビジネス
量子農業の応用範囲は、野菜や花といった植物だけにとどまりません。菊池CEOが現在最も力を入れているのが、酵母や乳酸菌といった微生物の品種改良です。この分野こそが、量子農業の真の威力を発揮する領域だと言えるでしょう。
微生物は短時間で細胞分裂を繰り返すため、変異のスピードも非常に速いという特性があります。農作物の品種改良では従来の3分の1に短縮できる技術ですが、微生物の場合はさらに劇的です。通常1年程度かかっていた品種改良が、わずか2ヶ月、つまり6分の1の期間で完了するのです。
番組では興味深い実験が紹介されました。塩分濃度9%という濃い塩水に酵母を入れる実験です。通常の酵母はこの環境ではほぼ死滅してしまいます。ところが中性子線を当てて品種改良した酵母は、塩に強い耐性を持つように変異。シャーレ上で明らかに生育していることが確認できました。
この塩耐性酵母は、味噌や醤油といった発酵食品の製造に応用できます。また乳酸菌であれば、ヨーグルトやドリンクなどへの利用が考えられます。実際、誰もが知る大手食品メーカーから、新機能を持った微生物や生産効率を上げる微生物の開発依頼が次々と舞い込んでいるといいます。
微生物の品種改良ビジネスは現在急成長中です。食品業界における発酵技術の革新は、製品の品質向上やコスト削減に直結します。菊池CEOが「DNAを持つ植物、生物なら何でも応用できる」と語るように、この技術の可能性は計り知れません。プラットフォーマーとして、種苗会社から食品会社まで幅広い顧客を持つビジネスモデルが、ここに確立されつつあるのです。
バイオエタノール生産へ応用！環境エネルギー分野への参入
量子農業の挑戦は、さらに壮大なスケールへと広がっています。それが環境エネルギー分野、特にバイオエタノール生産への参入です。これは農業技術と微生物技術を掛け合わせた、まさに量子農業ならではの展開と言えるでしょう。
バイオエタノール （引用：「ブレイクスルー」より）
バイオエタノールは、トウモロコシやサトウキビなどの原料を発酵させて作られる再生可能エネルギーです。すでに多くの国で利用が義務化されており、今後日本でも普及の可能性が高まっています。しかし現状では生産コストが高く、化石燃料と比較して価格競争力に課題があります。
ここで菊池CEOが注目したのが、発酵プロセスで重要な役割を果たす酵母の品種改良です。バイオエタノール生産では高温環境での発酵が必要となるため、高温に耐えられる酵母が求められます。中性子線を使えば、この高温耐性を持つ酵母を短期間で開発できるのです。
さらに興味深いのは、作家の相場英雄氏との対談で明らかになった構想です。南米などで盛んに生産されているバイオエタノールについて、相場氏が「原料になっているトウモロコシで、エタノールを多く生むような品種を作ることは可能か」と質問。これに対し菊池CEOは「トウモロコシの方もそうですし、酵母の生産性を上げるような力をアップする」と答え、両面からのアプローチが可能であることを示唆しました。
つまり、原料作物そのものの生産性を向上させ、同時に発酵を担う酵母の能力も高める。この二段構えの戦略により、バイオエタノールの生産効率を飛躍的に向上させ、コストを大幅に削減できる可能性があるのです。エネルギー問題は国の力そのものに関わる重要課題。量子農業がこの分野で果たす役割は、今後ますます大きくなっていくでしょう。
菊池伯夫CEOの経歴と起業ストーリー「5年間売上ゼロの胆力」
革新的な技術を生み出した菊池伯夫CEOは、一体どのような人物なのでしょうか。その経歴は極めて異色です。
菊池CEOはイギリスの名門、オックスフォード大学で理論物理学の博士号を取得しました。9年間の留学生活の中で、中性子について深い研鑽を積んだといいます。物理学者としての道を歩んでいた菊池氏でしたが、帰国後は実家が営む電動機メーカーに入社。一度は家業を継ぐ覚悟を決めました。
しかし、大学で培った中性子の知見をビジネスの世界で活かしたいという想いが消えることはありませんでした。そして7年前、量子農業という前人未踏の分野に挑む会社を起業したのです。当時、中性子を植物の種子に当てるという事例はほとんど存在しませんでした。
起業当初の困難は想像を絶するものでした。最初の5年間は研究開発期間。様々な大学や企業と組んで実証実験を繰り返し、エビデンスを積み上げる日々が続きました。この間、売上はほぼゼロ。投資家からの理解も得られず、菊池CEO自身を含む創業メンバーの自費で運営を続けるしかなかったのです。
相場氏が「5年って、僕は多分くじけると思う」と率直に語ったように、この期間は並大抵の精神力では乗り越えられません。菊池CEOは「胆力を持ってやっている。根性ですね」とシンプルに答えます。科学者としての確信と、事業家としての不屈の精神。この両輪があったからこそ、量子農業という革新的なビジネスを確立できたのでしょう。
現在は会社設立8年目。3年前にサービスを本格始動してからは、約50社との取引実績を築き、将来有望な品種が生まれた際のライセンス料収入も見込めるビジネスモデルが確立されています。5年間の苦闘が、今まさに実を結びつつあるのです。
世界50社が注目！量子農業ビジネスの展開と今後の展望
量子農業ビジネスは今、急速にグローバル展開を進めています。国内約50社との取引実績を足がかりに、菊池CEOは世界市場を見据えた壮大な構想を描いています。
現在、クォンタムフラワーズ&フーズはJ-PARCの施設を利用していますが、この巨大な加速器設備をあちこちに作ることは現実的ではありません。そこで菊池CEOが着目したのが、小型加速器の開発です。すでにビームラインを共同で運用している企業が小型の加速器を製造しており、これを海外に輸出して現地で品種開発を行うプラットフォームを構築する計画です。
注目すべきは、すでにヨーロッパの顧客から注文を受けているという点です。世界初の量子農業技術は、国境を越えて認められつつあります。菊池CEOが展開を考えているのは、北米、ヨーロッパ、アジア、そして南米。つまり、気候変動による食料問題や、バイオエタノールなどエネルギー需要が高い地域を戦略的にカバーする計画なのです。
ビジネスモデルとしては、自社で品種開発を行うだけでなく、中性子照射のプラットフォーマーとして機能することを重視しています。種苗会社、食品会社、エネルギー企業など、顧客の数だけビジネスチャンスがある。この柔軟な戦略が、急成長の原動力となっています。
「世界中どこでもいずれは出ていかなければならない」と語る菊池CEO。地球規模の社会課題を解決しながらビジネスも成立させる。科学者であり企業家でもある菊池氏にとって、研究と社会課題解決が直結することが最高のモチベーションだといいます。量子農業は今、地球規模での食料危機、エネルギー問題という人類共通の課題に、確かな解決策を提示し始めているのです。
まとめ｜地球規模の食料危機に挑む量子農業の可能性
菊池伯夫CEOが切り拓いた量子農業は、単なる技術革新にとどまりません。それは地球温暖化による食料危機、エネルギー問題という人類が直面する喫緊の課題に対する、科学的で実践的な解決策なのです。
中性子線を使った品種改良により、変異率を最大40%まで高め、開発期間を最大3分の1に短縮。野菜や花から酵母や乳酸菌まで、DNAを持つあらゆる生物に応用可能なこの技術は、農業だけでなく食品業界、そしてエネルギー分野にまで影響を与えようとしています。
5年間売上ゼロという苦難を乗り越え、現在約50社との取引を実現。さらに海外展開も本格化し、世界中から注目を集めています。プラットフォーマーとしてのビジネスモデルは、持続可能性と拡張性を兼ね備えています。
番組の最後、菊池CEOは自身にとってのブレイクスルーを「地球規模の社会課題を解決し続けること」と定義しました。科学者としての知見と、企業家としての実行力を併せ持つ開拓者の挑戦は、まだ始まったばかりです。量子農業が切り拓く未来に、世界中が期待を寄せています。
※ 本記事は、2025年11月8日放送（テレビ東京系）の人気番組「ブレイクスルー」を参照しています。
※ 株式会社クォンタムフラワーズ&フーズの公式サイトはこちら
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