JP2006075106A

JP2006075106A - 高α−トコフェロール含有ダイズ品種の製造方法

Info

Publication number: JP2006075106A
Application number: JP2004263971A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kitamura; 啓介喜多村
Original assignee: Hokkaido University NUC
Current assignee: Hokkaido University NUC
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】種子中のα−トコフェロール含有量が高められたハイブリッドダイズを提供する。
【解決手段】種子中のα−トコフェロール含有量を制御する共優性遺伝子を有する第１親ダイズ植物と実用ダイズ品種である第２親ダイズ植物とを交配させることを特徴とする、α−トコフェロールの種子含有量が高められたハイブリッドダイズの製造法。
【選択図】なし

Description

本発明は、高いα−トコフェロール（α−Ｔｏｃ）含有量を示すダイズ新品種の育種方法に関する。

ダイズは、植物種子の中でも蛋白質の含有比率が高いことから、植物性蛋白質資源として極めて重要な植物資源である。と同時に、ダイズは、高蛋白質という価値に留まらず、種々の好ましい栄養素を含んでいることも、広く知られている。その様なダイズの栄養素の一つとして、ビタミンＥ（トコフェロール）が挙げられる。

トコフェロールは脂溶性の抗酸化物質であり、式１で表されるように、クロマン環のメチル基の数と位置によって区別可能な、α−トコフェロール（Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝ＣＨ_３、β−トコフェロール（β−Ｔｏｃ、Ｒ_１＝Ｒ_３＝ＣＨ_３、Ｒ_２＝Ｈ）、γ−トコフェロール（Ｒ_１＝Ｈ、Ｒ_２＝Ｒ_３＝ＣＨ_３）ならびにδ−トコフェロール（δ−Ｔｏｃ、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｈ、Ｒ_３＝ＣＨ_３）の４種の同族体が存在する。

これら４種のトコフェロールはいずれもビタミンＥ活性を有しているが、その活性の強さは、α−トコフェロールを１００として表すと、β−Ｔｏｃが３０〜５０、γ−Ｔｏｃが１０、δ−Ｔｏｃは僅かに２である。この生理活性の相違は、肝臓内でのトコフェロール結合蛋白質（α−ＴＴＰ）との親和性においてα−Ｔｏｃが特異的に選択され、低密度リポタンパク質（ＶＬＤＬ）に組み入れられることが原因であると考えられている。
ダイズ以外の植物において、α−Ｔｏｃの含有量を高めようとする試みが報告されている。具体的な例としては、ゲラニルゲラニルレダクターゼ（特許文献１）、２−メチル−６−フィチルプラストキノール／２−メチル−６−ソラニルプラストキノール−９メチルトランスフェラーゼ（特許文献２）、あるいはトコフェロールメチルトランスフェラーゼ（特許文献３）などの遺伝子を遺伝子組換え技術を用いて組み換えた植物が報告されている。また、ダイズ種子中のα−Ｔｏｃ含有量を遺伝子組換え手法によって高めた例も報告されている（非特許文献１）
特表２００１−５２１７４５号特表２００２−５２５０３８号特表２００４−５１４４０１号エネナーム（Ｅｅｎｅｎｎａａｍ）ら、ザプラントセル（ＴｈｅＰｌａｎｔＣｅｌｌ）、第１５巻、２００３年、米国、第３００７〜３０１９頁

重要な食料資源であるダイズにおいても、高α−Ｔｏｃ含有量という形質を有するダイズの利用は、ダイズの食料資源としての価値を更に高めるものとなる。しかしながら、現在、生育、収量、耐害虫性などの食料資源として種々の有利な形質を有することを理由に広範囲に栽培されている品種である実用ダイズ、例えば品種登録名「トヨコマチ」や「いちひめ」などについて、その種子中に含まれているトコフェロールの種類を調べてみると、総トコフェロール含有量の７０％程がγ−Ｔｏｃであり、α−Ｔｏｃは５％程度でしかない。また、遺伝子組換え手法により生産されるトランスジェニック植物については、安全性の問題等から、食料資源として直ちに利用可能となるものではない。

本発明は、かかる状況下で、実用ダイズ品種の持つ栽培特性を保持しつつ、α−Ｔｏｃ含有量が高められた新たなダイズ品種とその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、ジーンバンク機関に保存されている既存ダイズ品種の中に、α−Ｔｏｃ含有量が実用品種に比べて高いという、高α−Ｔｏｃ含有量という形質を有する品種が存在していることを見いだした。さらに、これらを親として実用品種と交配させることにより、この形質が単一の共優性遺伝子に支配されている可能性を認め、当該共優性遺伝子を安定に保持した、高α−Ｔｏｃ含有量という形質を有するハイブリッドダイズを得ることに成功し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、種子中のα−トコフェロール含有量を制御する共優性遺伝子を有する第１親ダイズ植物と実用ダイズ品種である第２親ダイズ植物とを交配させることを特徴とする、α−トコフェロールの種子含有量が高められたハイブリッドダイズの製造法に関する。

特に、第１親ダイズ植物が、独立法人行政法農業生物資源研究所ジーンバンクに保存されているＤＯＢＵＲＵＤＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯ（保存番号０００３４２８３）、ＤＯＢＲＯＧＥＡＮＣＥ（保存番号０００３４３３０）、ＫＥＳＺＴＨＥＬＹＩＡＰＲＯＳＺＥＭＵＳＡＲＧＡ（保存番号０００３４１８７）、ＶＩＣＵＳＯＮ（保存番号０００３４３６３）、ＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１（保存番号０００３４２５６）、及びＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１０（保存番号０００３４２６３）よりなる群から選ばれ、第２親ダイズ植物が、品種登録名トヨコマチ、品種登録名いちひめ及びＨａｒｏｓｏｙよりなる群から選ばれる、上記製造方法に関する。

本発明によってα−Ｔｏｃ含有量が高められた改良実用ダイズの製造を可能としたのは、既存品種の中から見いだされた、高α−Ｔｏｃ含有量という形質を有するダイズ品種である。

本発明者らは、ダイズのトコフェロール組成の品種間差を、寄託機関である独立法人行政法農業生物資源研究所ジーンバンクに寄託されているダイズ品種について行ったところ、意外にもＤＯＢＵＲＵＤＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯ（保存番号０００３４２８３）、ＤＯＢＲＯＧＥＡＮＣＥ（保存番号０００３４３３０）、ＫＥＳＺＴＨＥＬＹＩＡＰＲＯＳＺＥＭＵＳＡＲＧＡ（保存番号０００３４１８７）、ＶＩＣＵＳＯＮ（保存番号０００３４３６３）、ＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１（保存番号０００３４２５６）、及びＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１０（保存番号０００３４２６３）の各ダイズ種子を栽培して得られる種子中のトコフェロール量の分析過程において、実用品種である「トヨコマチ」あるいは「いちひめ」に比較して、種子中のα−Ｔｏｃ含有量が３〜１０倍高いことを確認した（表１）。

また、これら新たに確認されたダイズ品種と他のダイズ品種とを掛け合わせてＦ１ハイブリッド種子を得、これからさらにダイズを成長させて得られたＦ２種子における高α−Ｔｏｃ含有量という形質の分離比を確認したところ、当該形質はＦ２において安定に保たれていた。このことから、高α−Ｔｏｃ含有量という形質は、上記の新たに確認された品種に存在する単一の共優性遺伝子（ここではＴｐｈ遺伝子と称する）によって支配されているものと推察される。

本発明では、上記の新たに確認された品種とその他のダイズ品種、特に栽培特性に優れる実用品種とのハイブリッドダイズを製造することにより、当該共優性遺伝子Ｔｐｈを安定に保持して高α−Ｔｏｃ含有量という形質を有すると共に、実用品種の有する栽培特性も引き継いだ優良ダイズを製造することができる。

上記の新たに確認されたダイズ品種の中には、例えばＤＯＢＲＵＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯやＤＯＢＲＯＧＥＡＮＣＥのように、実用品種に比べてγ−Ｔｏｃ含有量が有意に高い品種も存在する。このγ−Ｔｏｃには、例えばインシュリン分泌細胞の保護効果やナトリウム利尿ホルモン作用等の特有の生理作用も報告されている他、血漿中のγ−Ｔｏｃ濃度と前立腺ガンとの関係に関する報告もある。従って、本発明において、α−Ｔｏｃ含有量とγ−Ｔｏｃ含有量の何れもが高いという形質を有する上記２種類のダイズ品種を第１親とすることにより、栽培特性に優れ、かつ高α−Ｔｏｃ含有量、高γ−Ｔｏｃ含有量という形質を有する新品種を得ることができる。かかる新品種は、従来使用されている実用品種に比して、食料資源としてより有利である。

本発明は、遺伝子組換え手法を用いることなく、高α−Ｔｏｃ含有量という形質を安定に保持したハイブリッドダイズを、従来の交配法によって簡便に提供することができる。

以下、実施例をあげてさらに本発明を説明する。

（１）高α−Ｔｏｃ含有ダイズ品種の同定
独立法人行政法農業生物資源研究所ジーンバンクに寄託されているダイズ品種から計品種を選択して、それらの種子を入手した。
品種別に３〜５粒の種子を紙袋に入れ、木槌で荒く粉砕した後、乳鉢ですりつぶして微粉砕粉を調製した。この微粉砕粉１００ｍｇをネジ蓋付ガラス試験管にとり、８０％エタノール溶液１ｍＬを加えて振とう後、１０分間超音波処理を行った。ここにｎ−ヘキサン２ｍＬを加えて激しく２〜３回攪拌後、遠心分離（３０００ｇ×１５分間）してヘキサン層を回収した。

回収ヘキサン３０μｌを、アセトニトリル：メタノール＝７５：２５の混合液を移動相とした逆相カラム（ＩｎｅｒｔｓｉｌＯＤＳ−３）で分離し、２９５ｎｍの紫外線吸収によって４種のトコフェロール同族体を検出した。各成分の定量は分離ピーク面積を利用して内部標準との面積比から求めた。代表的な流出ピークパターンとして、実用品種「トヨコマチ」とＤＯＢＲＯＧＥＡＮＣＥの測定結果を図１に示す。

その結果、ＤＯＢＵＲＵＤＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯ（保存番号０００３４２８３）、ＤＯＢＲＯＧＥＡＮＣＥ（保存番号０００３４３３０）、ＫＥＳＺＴＨＥＬＹＩＡＰＲＯＳＺＥＭＵＳＡＲＧＡ（保存番号０００３４１８７）、ＶＩＣＵＳＯＮ（保存番号０００３４３６３）、ＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１（保存番号０００３４２５６）、及びＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１０（保存番号０００３４２６３）などにおいて、α−Ｔｏｃ含有量の高いことが確認された（表１）。

（２）高α−Ｔｏｃ含有ダイズ新品種の育種
ＤＯＢＵＲＵＤＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯを第１親ダイズ（Ｐ２雌）として、ならびに登録品種名「トヨコマチ」を第２親ダイズ（Ｐ１雄）として、それぞれ選択した。除雄した第２親ダイズに第１親ダイズの花粉を受粉させて第一世代ハイブリッド種子を得、この種子を播種して植物体を再生し、Ｆ２種子を回収して、（１）と同様にしてトコフェロール含有量を測定した（表２）。この中から、Ｐ１並みのα−Ｔｏｃ含有量とＰ２並みのγ−Ｔｏｃ含有量を示す種子として１０〜１５粒が回収された。
胚軸を含む残りの種子を播種（半粒法）し、植物体を育成した。以下、系統育種法により世代促進を行い、高α−Ｔｏｃ含有量かつ高γ−Ｔｏｃ含有量を維持している品種を選抜、育成して固定した。

ＤＯＢＵＲＵＤＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯを第２親ダイズ（一回親）として、登録品種名「トヨコマチ」を第２親ダイズ（反復親）として交配を行い、高α−Ｔｏｃ含有量と高γ−Ｔｏｃ含有量を示すＢ１Ｆ２種子を選択した。同Ｂ１Ｆ２種子の胚軸を含む残りの種子を播種（半粒法）してＢ１Ｆ２植物体を育成し、この中から生育に優れる固体を選択した。この固体と反復親とを用いて戻し交配を行ってＢ２Ｆ２種子を養成し、高α−Ｔｏｃ含有量と高γ−Ｔｏｃ含有量を示すＢ２Ｆ２種子を選択した。同Ｂ２Ｆ２種子の胚軸を含む残りの種子を播種（半粒法）してＢ２Ｆ２植物体を育成し、この中から生育に優れる固体を選択した後、再び反復親を用いて戻し交配を行い、Ｂ３Ｆ２種子を養成し、半粒法によって高α−Ｔｏｃ含有量と高γ−Ｔｏｃ含有量を示すＢ３Ｆ２植物を数十個体得た。以下、系統育種法により世代促進を行い、生育、収量、熟期等の生理・生態的な農業形質は反復親に類似し、粒径や百粒重等の外観形質は反復親とは明らかに異なる、高α−Ｔｏｃ含有量かつ高γ−Ｔｏｃ含有量品種を選抜、育成して固定した。

図１は、実施例（１）で測定した種子中に含まれるトコフェロールの流出パターンを示す。図中左は実用品種「トヨコマチ」の、右はＤＯＢＲＯＧＥＡＥＮＣＥの流出パターンである。

Claims

種子中のα−トコフェロール含有量を制御する共優性遺伝子を有する第１親ダイズ植物と実用ダイズ品種である第２親ダイズ植物とを交配させることを特徴とする、α−トコフェロールの種子含有量が高められたハイブリッドダイズの製造法。
第１親ダイズ植物が、独立法人行政法農業生物資源研究所ジーンバンクに保存されているＤＯＢＵＲＵＤＺＡ１４ＰＡＮＣＥＶＯ（保存番号０００３４２８３）、ＤＯＢＲＯＧＥＡＮＣＥ（保存番号０００３４３３０）、ＫＥＳＺＴＨＥＬＹＩＡＰＲＯＳＺＥＭＵＳＡＲＧＡ（保存番号０００３４１８７）、ＶＩＣＵＳＯＮ（保存番号０００３４３６３）、ＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１（保存番号０００３４２５６）、及びＮＯＶＯＳＡＤＳＫＡ１０（保存番号０００３４２６３）よりなる群から選ばれる、請求項１記載の方法。
第２親ダイズ植物が、登録品種名トヨコマチ、登録品種名いちひめ及びＨａｒｏｓｏｙよりなる群から選ばれる、請求項１に記載の方法。
請求項１〜３の何れかに記載の方法により製造されたα−トコフェロールの種子含有量が高められたハイブリッドダイズ。