JP2958457B1 - 一代雑種種子の生産及び種子親系統の生産、維持・増殖方法 - Google Patents

一代雑種種子の生産及び種子親系統の生産、維持・増殖方法

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Abstract

【要約】 【課題】 異型花自家不和合性を示す植物において、一
代雑種種子の生産及び種子親系統の生産、維持・増殖を
行う技術の開発。 【解決手段】 .異型花自家不和合性を示す植物にお
いて、不和合性を利用して一代雑種種子を生産する。
.上記の手段において、異型花自家不和合性を示す
植物のうち、ソバを用いる。.異型花自家不和合性を
示す植物において、長柱花個体のみから構成される種子
親系統の生産、維持・増殖を行う。.上記の手段に
おいて、異型花自家不和合性を示す植物のうち、ソバを
用いる。.異型花自家不和合性を示す植物において、
長柱花個体のみから構成される系統を種子親として用い
て一代雑種種子を生産する。.上記の手段におい
て、異型花自家不和合性を示す植物のうち、ソバを用い
る。.異型花自家不和合性を示す植物において、長柱
花個体のみから構成される系統を生産し、該系統を種子
親として用いて一代雑種種子を生産する。.上記の
手段において、異型花自家不和合性を示す植物のうち、
ソバを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、異型花自家不和合
性を示す植物において、一代雑種種子の生産及び種子親
系統の生産、維持・増殖を行う技術に関する。
【0002】
【従来の技術】他殖性作物における一代雑種の利用は育
種上極めて大きな効果があり、トウモロコシやナタネ等
においてはこの技術を用いて優良な品種が作出されてい
る。しかし、そのためには、一代雑種種子を効率的に採
種する技術の確立が不可欠である。最も一般的に用いら
れているのは、細胞質雄性不稔系統の利用であるが、こ
うした細胞質が発見されていない植物種も多い。そうし
た植物の中で、同型花自家不和合性を示すキャベツ等の
十字花科のいくつかの野菜では、不和合性を利用した一
代雑種種子生産方法が開発され、実際の育種に利用され
ている。
【0003】異型花自家不和合性も一代雑種種子生産に
利用可能と考えられるが、産業レベルで大規模に一代雑
種を採種できる方法はない。その理由の一つは、長柱花
個体または短柱花個体のみで構成される系統の作出方法
が確立されていないことである。受精生理学的研究にお
いて、長柱花個体どおしを手で交配し、少数の種子を得
た例はあるが、長柱花個体のみで構成される系統の育成
には応用されていない。現在、一代雑種種子を得るため
に、実験室レベルでは、異なる系統を手で交配する、あ
るいは、1つの系統の集団から、長柱花個体または短柱
花個体を抜き取り、媒介昆虫により他系統の花粉を授粉
する、という手段を用いているが、大量の種子を生産す
るには、多大な労力を必要とし、産業的に利用するのは
事実上不可能な状況にある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、従来、効率的な一代雑種種子生産方法がなかっ
た異型花自家不和合性を示す植物において、産業的に利
用が可能な一代雑種種子の生産及び種子親系統の生産、
維持・増殖方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の手段を講じている。
【0006】A.異型花自家不和合性を示す植物におい
て、不和合性を利用して一代雑種種子を生産することを
特徴としている。
【0007】B.上記Aの手段において、異型花自家不
和合性を示す植物のうち、ソバを用いることを特徴とし
ている。
【0008】C.異型花自家不和合性を示す植物におい
て、長柱花個体のみから構成される種子親系統の生産、
維持・増殖を行うことを特徴としている。
【0009】D.上記Cの手段において、異型花自家不
和合性を示す植物のうち、ソバを用いることを特徴とし
ている。
【0010】E.異型花自家不和合性を示す植物におい
て、長柱花個体のみから構成される系統を種子親として
用いて一代雑種種子を生産することを特徴としている。
【0011】F.上記Eの手段において、異型花自家不
和合性を示す植物のうち、ソバを用いることを特徴とし
ている。
【0012】G.異型花自家不和合性を示す植物におい
て、長柱花個体のみから構成される系統を生産し、該系
統を種子親として用いて一代雑種種子を生産することを
特徴としている。
【0013】H.上記Gの手段において、異型花自家不
和合性を示す植物のうち、ソバを用いることを特徴とし
ている。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明は、長柱花個体が劣性ホモ
の遺伝子に支配されていることに基づき、隔離条件下で
長柱花個体のみの個体を選抜し、人工授粉または自然交
雑により相互に交雑させることで長柱花個体のみから構
成される系統を育成し、さらに、この系統を他の系統か
らは隔離された状態で、人工的に、あるいは自然条件下
で交雑させ、種子を増殖することにより長柱花個体系統
を生産する方法である。
【0015】さらに、本発明は、長柱花個体のみからな
る系統(系統A)の近隣に、短柱花個体のみ、または、
長柱花個体双方を含む系統(系統B)を栽培し、系統A
に稔実した種子を採取することによって、系統Bの花粉
で受精した系統Aの種子(系統Aと系統Bとの一代雑種
種子)を生産する方法である。
【0016】[実験について]異型花自家不和合性植物
の一つであるソバの品種キタワセソバの個体群から短柱
花個体を抜き取り、長柱花個体のみにし、網室で完全に
隔離したのち昆虫を放飼したところ、相互に交雑し、通
常の栽培条件の4分の1程度の稔実がみられた。収穫し
た種子を播種したところ、次代はすべて長柱花個体とな
った。さらに、これらは、他のソバ系統とは距離的に隔
離された自然条件下の圃場において、相互に交雑し結実
した。したがって、大規模な栽培で長柱花個体のみから
構成される系統の増殖・維持が可能であることが明らか
になった。
【0017】キタワセソバ以外の、国内外のソバ6品種
を用いた場合でも、長柱花個体の個体間のみの交雑で種
子を生産することが可能であった。
【0018】キタワセソバの長柱花個体のみから成る集
団とさまざまな距離をとり、花粉親として、短柱花個
体、長柱花個体両方を含む通常の集団を栽植したとこ
ろ、距離が離れるに従い、稔実率が低下したが、すべて
の試験区で種子形成がみられた。また、次代の花柱性の
調査を行ったところ、すべての試験区で、短柱花個体と
長柱花個体が1:1の割合で分離した。このことから、
短柱花個体からの受粉が可能な場合、長柱花個体のみか
ら構成される集団はほぼすべて、短柱花個体の花粉によ
り受精していることが明らかになった。
【0019】以上のことから、長柱花個体のみで構成さ
れる系統を育成し、さらに、その系統に隣接させて短柱
花個体を含む別の系統を栽培することで、大規模な一代
雑種種子の生産が可能であることが示された。
【0020】[異型花自家不和合性について]被子植物
において、正常な雌雄両性器官を備えている両全花植物
を自家受粉した際に受精しない現象を、自家不和合性と
いう。自家不和合性は種によってそれぞれ特徴があり、
花の形、遺伝様式などで分類されるが、異型花自家不和
合性は、花柱(めしべ)が長くて花糸(おしべ)が短
い、長柱花個体をもつ個体と、花柱が短くて花糸の長
い、短柱花個体をもつ個体からなる集団で、同じ型の花
をもつ個体間の交配では種子をつけない性質をいう。
【0021】長柱花個体には劣性ホモのss、短柱花個
体はヘテロのSsの遺伝子型が与えられていて、両柱花
個体間の交雑では、ssとSsが1:1の割合で出現す
る。したがって、通常は、長柱花個体と短柱花個体が
1:1の集団が維持されることになるが、長柱花個体の
みで交雑した場合は、その後代(子孫)はすべて長柱花
個体となる。
【0022】[一代雑種について]2つの異なる自殖系
統(あるいは近親交配系統)の間で交配を行い、得た種
子から育成した雑種のことで、他殖性作物の大きな特徴
である雑種強勢が最も効果的に、しかも斉一に発現す
る。近年、他殖性作物のトウモロコシやテンサイ、一部
の野菜などでは、優良な一代雑種品種が次々と育成され
ている。しかし、効率的な一代雑種種子の採種法が確立
されていないソバなどの他殖性作物では、理論的に、あ
るいは実験室レベルでは一代雑種の有用性は認められつ
つも、産業的に利用することは事実上不可能になってい
る。
【0023】実験例 実験材料 : 植物種 :ソバ(Fagopyrum esculentum Moench) 品種 :キタワセソバ、キタユキ、牡丹そば、しなの夏
そば、Shatilovskaya 5、Ballada、Sumchanka、北海3
号 媒介昆虫:サシバエ
【0024】実験1 [方法]圃場に栽培した開花直後のキタワセソバの長柱花
個体20個体を、網室で覆い、外界からの昆虫が接触で
きないように隔離した。次に、既に開花している花を除
去した後、100頭のサシバエを放飼した。そして約9
0日後、成熟期を迎えた植物体を収穫し、花房数および
稔実種子数を調査した。収穫した種子は、温室または圃
場に播種し、花柱性の調査を行うと同時に、自然条件下
で放任受粉させた。成熟期に、無作為に20個体を選
び、花房数および稔実種子数を調査した。 [結果]長柱花のみにしたソバの個体群の中で、強制的に
相互交配させることにより、種子を得ることが可能であ
った(表1)。稔実種子数については、各個体間で大き
な差異が見られたが、ほぼ全ての個体から採種できた。
また、これから得られた種子を、温室、および他のソバ
畑から充分な距離がある圃場2箇所に播種したところ、
調査個体は全て長柱花で、長柱花どうしの交雑により種
子が形成されていたことが実証された(表2)。さら
に、圃場で栽培したものを自然条件下で栽培を続けたと
ころ、稔実が認められた(表2)。通常の、長柱花と短
柱花を混合して栽培した場合に比べ、収量は花房あたり
で約半分程度となった(表2)が、充分な種子増殖およ
び系統の維持ができる水準にあると考えられた。これに
より、長柱花のみから構成される系統を作出、維持する
方法が確立された。
【表1】
【表2】
【0025】実験2 [方法]実験1と同様な方法で、網室内で長柱花個体のみ
にした国内外の6種のソバ品種(キタユキ、牡丹そば、
しなの夏そば、Shatilovskaya 5、Ballada、Sumchank
a)の相互交配を行ったのち、成熟期、無作為に20個
体を選び、花房数および稔実種子を調査した。 [結果]品種間で種子形成効率に差異はあったものの、実
験1に用いたキタワセソバと同様、用いた6つの品種す
べてで、長柱花のみにした個体群の相互交配により種子
を得ることができた(表3)。これにより、遺伝子型に
関係なく、長柱花個体のみから構成される系統の作出が
可能であることが示された。
【表3】
【0026】実験3 [方法]長柱花と短柱花と両方の個体を含む通常のキタワ
セソバ(花粉源)から、0〜12mの距離をとって、長
柱花個体のみのキタワセソバ20個体を栽培し、その間
には、4倍体ソバ系統の北海3号を栽植した。自然状態
で交配させた後、成熟期に、無作為に20個体を選び、
花房数おうよび稔実種子数を調査した。さらに、得られ
た種子のうち無作為に100粒を選び、温室で播種栽培
し、花柱性の調査を行った。 [結果]ソバでは、4倍体と2倍体の間の交雑で種子がで
きないことが知られており、調査個体上の種子は、通常
のキタワセソバの花粉によるものか試験区内の長柱花ど
うしの交雑によるもののどちらかである。表4に示すよ
うに、花粉源から試験区内の距離が遠ざかるに従って、
すなわち花粉源からの受粉が困難になるに従い、稔実率
が下がる傾向にあった。また、結実した種子に由来する
植物体は、距離に関係なく、長柱花と短柱花が1:1の
割合で出現した。このことは、稔実した種子のほぼ全て
が短柱花の花粉によって受精したものであることを示
す。以上から、長柱花個体のみから構成される集団は、
短柱花からの受粉が受けられる可能性があった場合、長
柱花からの受粉に優先して短柱花からの花粉に受精する
ことが明らかになった。すなわち、長柱花個体のみから
構成される系統Aの近隣に、短柱花を含む異なる系統B
を栽植すれば、A系統の個体のほとんど、あるいは、す
べては、B系統の花粉により受精され、効率的に一代雑
種種子が得られる。
【表4】
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明による一代雑
種種子の生産及び種子親系統の生産、維持・増殖方法に
よれば、異型花自家不和合性を示す植物において、産業
レベルでの一代雑種種子の生産が可能となる。これによ
り、高生産性を示し、かつ、生育・品質の斉一な品種の
開発が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 育種学雑誌、第48巻、別冊1号、1998 年、第334頁 育種学雑誌、第46巻、別冊1号、1996 年、第110頁 育種学雑誌、第35巻、別冊2号、1985 年、第286−287頁 中島哲男監修「新しい植物育種技 術」、(1987年)、養賢堂、第477−478 頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A01H 1/00 - 5/00 BIOSIS(DIALOG) JICSTファイル(JOIS)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異型花自家不和合性を示す植物において
    一代雑種種子を生産する方法であって、 隔離条件下で上記植物から長柱花個体のみを選抜し、 人工授粉または自然交雑により相互に交雑させることで
    長柱花個体のみから構成される系統を育成し、 上記系統を他の系統から隔離された状態で人工的に或い
    は自然条件下で交雑させ、 種子を増殖することにより長柱花個体系統を生産し、 長柱花個体のみからなる系統(系統A)の近隣に、短柱
    花個体のみ、または、短柱花個体と長柱花個体の双方を
    含む系統(系統B)を栽培し、 系統Aに稔実した種子を採種することによって、系統B
    の花粉で受精した系統Aの種子(系統Aと系統Bの一代
    雑種種子)を生産することを特徴とする一代雑種種子の
    生産方法。
  2. 【請求項2】 異型花自家不和合性を示す植物は、複数
    のソバ品種を含むことを特徴とする請求項1記載の一代
    雑種種子の生産方法。
  3. 【請求項3】 前記複数のソバ品種は、キタワセソバ、
    キタユキ、牡丹そば、しなの夏そば、Shatilovskaya
    5、Ballada、Sumchankaであることを特徴とする請求項
    2記載の一代雑種種子の生産方法。
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中島哲男監修「新しい植物育種技術」、(1987年)、養賢堂、第477−478頁
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育種学雑誌、第46巻、別冊1号、1996年、第110頁
育種学雑誌、第48巻、別冊1号、1998年、第334頁

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