JP2005110623A

JP2005110623A - レタス雄性不稔性系統、およびレタスｆ１種子の生産方法

Info

Publication number: JP2005110623A
Application number: JP2003352096A
Authority: JP
Inventors: Keimei Serizawa; 啓明芹澤; Masayuki Iizuka; 正幸飯塚
Original assignee: NAGANOKEN GENSHU CENTER; NAGANOKEN GENSHU CT; Nagano Prefecture
Current assignee: NAGANOKEN GENSHU CENTER; NAGANOKEN GENSHU CT; Nagano Prefecture
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: JP3949637B2

Abstract

【課題】レタスの品種改良の基盤となる雄性不稔系統を提供すること、ならびに該雄性不稔系統の有する雄性不稔性を利用し、レタス第一代雑種種子を生産すること。
【解決手段】レタス雄性不稔系統「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）の雄性不稔遺伝子又はその相同遺伝子を有し、雄性不稔形質を呈するレタス雄性不稔系統、および「MS1024」の有する雄性不稔性を利用したレタス第一代雑種種子の生産方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、レタス雄性不稔性系統、および該雄性不稔系統を用いたレタスF1種子の生産方法に関する。

従来からの植物品種は、自殖を進めて育成した固定種と雑種強勢を利用した雑種第一代品種（以下、F1品種という）が広く知られている。このF1品種の利点としては、雑種強勢の発現により収量性、耐病性等の農業形質が両親より優れたものになること、栽培される品種の形質が均一であること、また次世代において遺伝形質の分離が起こることにより品種育成者の利益が保護されること、等が挙げられる。これまでF1品種の育種法としては、自家不和合性を利用する方法および雄性不稔性（Male sterility：以下、「MS」ともいう）を利用する方法などがあり、素材の豊富さなどから自家不和合性が主流となっている。

アブラナ科、ナス科、ウリ科など多くの作物でF1品種が開発され、利用されている一方、レタス(Lactuca sativa L.)は世界各国で生産される重要な野菜であるにもかかわらず、F1品種化されていない数少ない作物の一つである。Ryder（非特許文献１、２、３）が述べているように、レタスのF1品種化には３つの障害がある。１つめは、F1親として優れた自家不和合性個体または雄性不稔性個体が得られていないこと、２つめは、レタスはもともと自殖性植物で、花器の構造から他殖率が低く、特異な関係にある訪花昆虫が存在しないこと、３つめは雄性不稔性と連鎖する可視的な形質が見つからず、開花時でなければ雄性不稔個体の選抜はできないことである。

近年、レタス根腐病（Fusarium oxysporum sp.lactucae）の発生が拡大し、最も有効な対策として抵抗性品種の育成に期待が高まっている。また、レタス根腐病にはレース分化が認められ、複数のレースの混合汚染地域も出現している関係上、品種育成は必然的に複合レース抵抗性が目標として進んでいる。
従って、上記の病害抵抗性品種の育成をより速やかに行えるようにするために、レタスのF1品種化、そのための雄性不稔系統の作出が望まれるところである。

E.J.Ryder, An epistatically controlled pollen sterile in lettuce (Lactuce sativa L.), Proc.Am.Soc.Hortic Sci.,83(1963) 585-589 E.J.Ryder, A recessive male sterility gene in lettuce (Lactuca sativa L.), Proc.Am.Soc.Hortic.Sci.91(1967) 366-368 E.J.Ryder, Genetic Studies in Lettuce J.Amer.Soc.Hor.Sci.,96(6):826-828 (1971)

従って、本発明の課題は、レタスの品種改良の基盤となる雄性不稔系統を提供することにある。
本発明のもう一つの課題は、該雄性不稔系統からレタスF1種子を生産することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、レタス根腐病抵抗性選抜後代の中に突然変異で出現した雄性不稔個体「733」を見つけ、この個体に近交系個体等を交配後、自殖させた後代において雄性不稔系統「MS1024」を得た。次に、この「MS1024」に雄性可稔個体を交配した結果、その後代において雄性不稔性の遺伝を確認でき、雄性不稔性系統として確立することに成功した。本発明はかかる知見により完成させたものである。

即ち本発明は以下の発明を包含する。
(1) レタス雄性不稔系統「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）の雄性不稔遺伝子又はその相同遺伝子を有し、雄性不稔形質を呈するレタス雄性不稔系統。
(2) レタス雄性不稔系統「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）である、(1)に記載のレタス雄性不稔系統。
(3) (1)又は(2)に記載のレタス雄性不稔系統を母本とし、レタス雄性可稔系統を花粉親として交配し、交配後の母本から雑種第一代種子（F1種子）を採取することを特徴とする、レタスF1種子の生産方法。
(4) (3)に記載の方法により得られたレタスF1種子。
(5) 特許生物寄託センターに寄託番号：FERM P-19542として寄託されている、(4)に記載のレタスF1種子。

本発明によれば、レタス雄性不稔系統が提供される。本発明のレタス雄性不稔系統は、花粉を全く生成できないタイプの雄性不稔性を示すが、他の系統との交雑では自殖系統と同等程度の採取量があり、雌性の能力に問題はない。よって、本発明による雄性不稔系統は、現存するすべてのレタス系統の片親として利用することができ、短期間で新しい雑種品種を育成することが可能となる。特に、現在多くのレタス生産地で問題となっているレタス根腐病などの病害に対する抵抗性品種の育成を短期間で迅速に行う上で非常に有用である。

1. 雄性不稔系統の確立
本発明によれば、レタス雄性不稔系統「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）の雄性不稔遺伝子又はその相同遺伝子を有し、雄性不稔形質を呈するレタス雄性不稔系統が提供される。

該雄性不稔遺伝子又はその相同遺伝子を有する個体を母本とし、雄性可稔個体を花粉親とする後代における分離は、F2世代において雄性可稔：雄性不稔=3:1で、B1F1世代において雄性可稔：雄性不稔=1:1となる。

また、上記の「相同遺伝子」とは、「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）の雄性不稔遺伝子の塩基配列からなるＤＮＡと相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ雄性不稔形質を付与する活性を有するタンパク質をコードするＤＮＡを含む。ここで、ストリンジェントな条件とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。例えば、相同性が高い核酸、上記雄性不稔遺伝子の塩基配列と約70％以上、好ましくは約80％以上、より好ましくは約90％以上、最も好ましくは約95％以上の相同性を有する塩基配列からなるＤＮＡの相補鎖がハイブリダイズし、それより相同性が低い核酸の相補鎖がハイブリダイズしない条件が挙げられる。より具体的には、ナトリウム濃度が150〜900mM、好ましくは600〜900mMであり、温度が60〜68℃、好ましくは65℃での条件をいう。

本発明のレタス雄性不稔系統は、代表的にはレタス雄性不稔系統「MS1024」であるが、これを母本として他のレタス品種を交雑及び交雑後代の選抜等により育成された「MS1024」の雄性不稔遺伝子を有し、その雄性不稔性形質を継承する雄性不稔系統も含まれる。

２．レタス第一代雑種種子の生産
１．で得られた雄性不稔系統は単因子劣性の遺伝様式を示すので、F1種子の採種に利用できる。すなわち、該雄性不稔系統を母本とし、雄性可稔系統を花粉親として交配することによってレタスF1種子が得られる。

F1種子生産のための交配において、花粉親として使用する雄性可稔系統として現在、市販されているすべての固定種を利用でき、例えば、パトリオット（日東農産）、Ｖレタス（カネコ種苗）、ゴールドコスミー（ツルタ種苗）、晩抽レッドファイヤー（タキイ種苗）、テルミー（サカタのタネ）等が挙げられる。また、雄性可稔性のほかに、所望の形質（耐病性、晩抽性、多収性等）を付与してレタスを改質することができるものが好ましい。

交配は、花粉親のレタス雄性可稔系統の花粉が、母本であるレタス雄性不稔系統の雌蕊に授粉されればよく、通常の方法が適用できる。例えば、風媒、虫媒等による受粉、花粉親の花粉を採取して母本の雌蕊に散布または点着させる人工交配等の方法が挙げられる。
また、レタスF1採種においては、通常の方法が適用できる。例えば、レタス雄性不稔個体と雄性可稔個体を１列ごとに交互に定植し、交配させた後、母本のみから採種する。

以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら限定するものでない。
（実施例１）レタス雄性不稔系統の作出及び交配
(1)レタス雄性不稔系統の確立及びその特性
2001年秋、長野県野菜花き試験場育成ロメインレタス系統のレタス根腐病抵抗性選抜後代の中に突然変異で出現した雄性不稔個体「733」を見つけた。この「733」に近交系「735」を交配し、近交系F1種子「916」を得た。

2002年春に「916」を自殖し、F2種子「1024」を採種した。2002年夏と2003年春に「1024」を展開し、分離してきた雄性不稔個体を取得した（以後、本雄性不稔個体を「MS1024」と記す）。この「MS1024」は、平成15年9月30日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6 郵便番号 305−8566）にFERM P-19543として寄託されている。

また、雄性可稔個体（Normal 1024:以後、「N1024」と記す）、「6056」（東北農業研究センターから譲渡）、「パトリオット」（日東農産株式会社）、及び「ゴールドコスミー」（ツルタ種苗株式会社）を栽培した。

供試植物は、セルトレイで育苗し、その後温室内で12cmスーパーポット及びドレーンベットに移植、生育させた。雄性不稔性の特性調査は、F1、F2、B1F1の各世代について、１雌蕊当たりの付着花粉粒数、１頭花当たりの自殖種子数、1頭花当たりの交雑種子数を調査した。１系統・品種当たり1〜3株を供試し、１雌蕊当たりの付着花粉粒数の調査は雌蕊５本について、１頭花当たりの種子数の調査は頭花10個について調査した。花弁の色や形態的な異常については、栽培中に逐次観察した。調査結果を表１に示す。

表１に示されるように、「MS1024」の雌蕊上には全く花粉の付着が見られなかった。また、葯鞘の中にも花粉粒は見られなかったことから、「MS1024」の雄性不稔性は花粉を全く形成されないことに起因する花粉不稔である。これに対し、「N1024」、「パトリオット」、「ゴールドコスミー」の雌蕊上には442〜582個の花粉粒の付着があった。「6056」の雌蕊上には140.6個と他の系統・品種に比較してかなり少ない花粉粒の付着しかなかった。

雄性不稔個体「MS1024」の雌蕊柱頭の形態と花粉粒の付着状況の写真を図１に示す。また、雄性可稔個体の「パトリオット」の雌蕊柱頭の形態と花粉粒の付着状況の写真を図２に示す。

１頭花当たりの自殖種子数は、「MS1024」は0個、「N1024」では17.3個あった。「6056」では0.09個と自殖種子の採種は困難であった。「パトリオット」は10.1個、「ゴールドコスミー」は14.6個と十分な採種量が得られた。

花弁色はいずれの系統も黄色で、「MS1024」と「N1024」には違いは見られなかった。また、「6056」は個体間で頭花の大きさや花弁の形態異常など観察されたが、「MS1024」と「N1024」には花弁の奇形等の異常は見られず、花弁の形態の違いによる区別はできなかった。
従って、「MS1024」の雄性不稔性は、花粉の生成能力、種子の生産能力から判断して、レタスのF1品種を育成するための能力を有していると考えられた。

(2) 雄性不稔系統を用いた交配
2002年夏に、上記「MS1024」を母本として、「6056」、「パトリオット」、「ゴールドコスミー」を花粉親として交配し、F1種子を採種した。
2002年秋には「MS1024」に各F1個体を交配してB1F1種子を、また、各F1個体の自殖によりF2種子をそれぞれ得た。
手交配によるF1種子の採種量を表２に、自殖によるF2種子の採種量を表３に示す。

表２に示すように、「MS1024」同士の交配からは雑種種子は得られなかったが、「MS1024」と「ゴールドコスミー」の交配では15.0個と十分な種子が得られた。一方、「MS1024」と「6056」の交配では採種量は少なかった。

表３に示すように、調査したすべての組合せ系統において、F2世代の採種量は１頭花当たり15.0〜21.4個と十分なものであった。

（実施例２）レタス雄性不稔性の遺伝
2002年夏及び2003年夏の2回、実施例１で採種したF2種子、B1F1種子を温室内で栽培し、雄性不稔の分離状況を調査した。
雄性不稔性の確認は、ルーペによる露出した雌蕊の観察と採種量により判断した。また、特定の株について雄性不稔性の開花時期による変動、部位による変動について観察した。
P、F1、F2及びB1F1世代の雄性不稔性の分離を表４に示した。

表４に示すように、F1集団は十分な稔性を示した。「MS1024」×「パトリオット」と「MS1024」×「N1024」のそれぞれのF2集団については2002、2003年の２回調査したが、いずれの調査でも雄性可稔：雄性不稔＝3：1に適合する分離が観察された。B1F1集団については、2003年に3系統を供試したがすべてで分離比1：1に適合する観察値が得られた。これらの結果は雄性不稔性が単一の劣性遺伝子に支配されていることを示している。これまでに７つの雄性不稔性遺伝子が報告されているが、「MS1024」の雄性不稔性遺伝子はこれらとは異なったものと判断し、ms-serizawaと命名した。

なお、レタス固定種「パトリオット」、レタスF1種子（MS1024×パトリオット）は、平成15年9月30日付で独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（茨城県つくば市東１丁目１番地１中央第６郵便番号 305-8566）にFERM P-19544、FERM P-19542としてそれぞれ寄託されている。

（実施例３）レタス第一代雑種の特性
2002年秋に、実施例１で採種したF1種子を温室内でレタス根腐病抵抗性検定を行い、抵抗性程度を調査した。2003年春に、これらのF1系統をほ場で栽培し、雑種形成率、収量性、芯長について調査した。P、F1世代の特性について表５に示した。

表５に示すように、レタス根腐病レース１に対しては発病度がそれぞれ「MS1024」×「ゴールドコスミー」では32.5、「MS1024」×「Ｖレタス」では19、「MS1024」×「98-0827」では4であった。「MS1024」とのF1組合せ系統は、レース１に対して発病度で両親系統との中間的な数値を示したが、組合せ親によってはより強い抵抗性を発現させることができる。レース２に対しては発病度がそれぞれ「MS1024」×「ゴールドコスミー」では7.5、「MS1024」×「晩抽レッドファイヤー」では0、「MS1024」×「レジナ」では0と、どの組合せ系統も十分な抵抗性を示したが、組み合わせる系統により、更に抵抗性を強く発現させることができた。

供試したF1組合せ系統の雑種形成率は100％で、１株の自殖個体も出現しなかった。
従って、「MS1024」の雄性不稔性は純度100％のF1種子を生産するのに十分な能力を有しているものと考えられた。
また、表５にあるように、F1組合せ系統の多くは、全重、芯長、葉枚数の形質において、両親系統の中間的な値を示した。

雄性不稔個体「MS1024」の雌蕊の形態の写真を示す。雄性可稔個体「パトリオット」の雌蕊の形態の写真を示す。

Claims

レタス雄性不稔系統「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）の雄性不稔遺伝子又はその相同遺伝子を有し、雄性不稔形質を呈するレタス雄性不稔系統。
レタス雄性不稔系統「MS1024」(特許生物寄託センター寄託番号：FERM P-19543）である、請求項１に記載のレタス雄性不稔系統。
請求項１又は２に記載のレタス雄性不稔系統を母本とし、レタス雄性可稔系統を花粉親として交配し、交配後の母本から雑種第一代種子（F1種子）を採取することを特徴とする、レタスF1種子の生産方法。
請求項３に記載の方法により得られたレタスF1種子。
特許生物寄託センターに寄託番号：FERM P-19542として寄託されている、請求項４に記載のレタスF1種子。