JP5055555B2 - 優性の矮性形質を示すイネ属植物、およびその利用 - Google Patents
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Description
(1)突然変異誘発処理によって作出された、Slr1遺伝子に変異を有する、優性の矮性形質を示すイネ属植物、
(2)Slr1遺伝子の変異が、Slr1遺伝子のDELLAドメイン、TVHYNPドメイン、及びSAWドメインからなる群より選択される少なくとも一つのドメインに存在する変異である、上記(1)に記載のイネ属植物、
(3)Slr1遺伝子の変異が、配列番号:1記載のアミノ酸配列の49位、99位、106位、および576位のアミノ酸からなる群より選択される少なくとも一つのアミノ酸を置換する変異である、上記(1)または(2)に記載のイネ属植物、
(4)Slr1遺伝子の変異が、配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異より選択される少なくとも一つの置換変異である、上記(1)または(2)記載のイネ属植物、
(5)矮性形質が、親品種の草丈の80%以下の草丈となる矮性形質である、上記(1)から(4)のいずれかに記載のイネ属植物、
(6)下記(a)から(c)の工程を含む、優性の矮性形質を示すイネ属植物のスクリーニング方法
(a)イネ属植物の種子、カルス、幼苗、植物体の一部から、Slr1遺伝子を調製する工程
(b)上記(a)工程で調製したSlr1遺伝子の変異を検出する工程
(c)Slr1遺伝子の変異が検出されたイネ属植物を選抜する工程、
(7)下記(a)から(c)の工程を含む、優性の矮性形質を示すイネ属植物の製造方法
(a)イネ属植物の受精卵、種子、またはカルスに突然変異誘発処理を行う工程
(b)該突然変異誘発処理を行ったイネ属植物について、請求項6に記載のスクリーニング方法を実施する工程
(c)Slr1遺伝子の変異が検出されたイネ属植物の受精卵、種子、またはカルスから、植物体を再生する工程、
(8)突然変異処理がNMU処理、ガンマ線照射、培養変異である、上記(7)に記載の方法、
(9)上記(7)または(8)に記載の方法によって製造された、優性の矮性形質を示すイネ属植物、
(10)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)または(9)のいずれかに記載のイネ属植物の子孫またはクローンであるイネ属植物、
(11)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(9)、または(10)のいずれかに記載のイネ属植物の繁殖材料、
(12)Slr1遺伝子に変異を有する、矮性の形質を示すイネ属植物を、他のイネ属植物と交配させることを特徴とする、半矮性イネ属植物の製造方法、
(13)
下記(a)から(h)のいずれかに記載の単離されたポリヌクレオチド
(a)配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVがMに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(b)配列番号:1記載のアミノ酸配列における99位のLがFに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(c)配列番号:1記載のアミノ酸配列における106位のMがKに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(d)配列番号:1記載のアミノ酸配列における576位のGがVに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(e)配列番号:2記載の塩基配列における145位のGがAに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(f)配列番号:2記載の塩基配列における295位のCがTに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(g)配列番号:2記載の塩基配列における317位のTがAに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(h)配列番号:2記載の塩基配列における1727位のGがTに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド、
(14)配列番号:2記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖に相補的であり、配列番号:2記載の塩基配列の145位、295位、317位、および1727位からなる群より選択されるいずれかの塩基を含む位置にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド、
(15)配列番号:2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖に相補的な少なくとも15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチド、
(16)上記(13)に記載のポリヌクレオチドを有するベクター、
(17)上記(13)に記載のポリヌクレオチドまたは上記(16)に記載のベクターが導入された細胞、
(18)上記(17)に記載の細胞を有する形質転換植物体、
(19)上記(18)に記載の形質転換植物体の子孫またはクローンである植物体、
(20)上記(19)に記載の形質転換植物体の繁殖材料、
(21)下記(a)および(b)の工程を含む、上記(18)に記載の形質転換植物体の製造方法
(a)上記(13)に記載のポリヌクレオチドまたは上記(16)に記載のベクターを植物細胞に導入する工程
(b)該細胞から植物体を再生させる工程、
(22)上記(13)に記載のDNAを植物細胞内で発現させることを特徴とする、植物を矮化する方法。
より好ましくは、配列番号:1記載のアミノ酸配列の49位、99位、106位、および576位のアミノ酸からなる群より選択される少なくとも一つのアミノ酸を置換する変異であり、さらに好ましくは、配列番号:1記載におけるアミノ酸配列の49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異からなる群より選択される少なくとも一つの置換変異であり、最も好ましくは、配列番号:2記載の塩基配列における145位のGからAへの置換変異、295位のCからTへの置換変異、317位のTからAへの置換変異、1727位のGからTへの置換変異からなる群より選択される少なくとも一つの置換変異である。Slr1遺伝子のドメインを図1に示す。
Slr1遺伝子の調製に用いるイネ属植物の部位に制限はなく、例えば、種子、カルス、シュート、根、葉、穂、花から、本スクリーニングの被検試料となるSlr1遺伝子を調製することができる。
(a)配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVがMに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(b)配列番号:1記載のアミノ酸配列における99位のLがFに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(c)配列番号:1記載のアミノ酸配列における106位のMがKに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(d)配列番号:1記載のアミノ酸配列における576位のGがVに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(e)配列番号:2記載の塩基配列における145位のGがAに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(f)配列番号:2記載の塩基配列における295位のCがTに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(g)配列番号:2記載の塩基配列における317位のTがAに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(h)配列番号:2記載の塩基配列における1727位のGがTに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
である。上記(a)から(h)に記載されたポリヌクレオチドは、本発明者らによって、相互に対立するSlr1遺伝子変異体として発見された。なお、上記(a)から(h)に記載された置換変異を複数有するポリヌクレオチドも本発明のポリヌクレオチドに含まれる。
なお本明細書において引用された全ての先行技術文献は、参照として本明細書に組み入れられる。
3種類の日本型品種イネ(金南風、台中65号、日本晴)に各種の突然変異誘発処理(MNU受精卵処理、γ線受精卵処理、培養変異)を施した。上記突然変異誘発処理により複数の矮性変異体が得られたため、突然変異誘発処理により得られた矮性の変異体を正常な草丈を示す野生型のイネと交配してF1個体のそれぞれの草丈を観察し、矮性の形質の遺伝様式の検討を行った。さらにF1個体の次世代を展開し、その表現型の分離様式を観察した。その結果、4系統の矮性変異体(SLRD1-SLRD4)が優性変異による矮性変異体であることが明らかになった。
上記4種類の変異体について、優性の矮性をもたらした遺伝子変異の特定を試みた。SLRD1-SLRD4の各突然変異体および作出親から、草丈の調節に関連している遺伝子を単離し、cDNA配列を決定した。cDNA 配列の決定には、以下のプライマーを使用した。
SLR1U:CCGGAATTCCGGATGAAGCGCGAGTACCAA(配列番号:3)
SLR1L: GGAATTCCTTACAAACACACGCTGCTAC(配列番号:4)
各突然変異体の草丈調節遺伝子のcDNA配列を作出親の正常な遺伝子配列と比較した。その結果、上記4種類の変異体の原因遺伝子は相互に対立性を示し、いずれも第4染色体に座乗するSlr1遺伝子の点突然変異に起因していた。SLRD1は、Slr1遺伝子のDELLAドメインの1遺伝子変異に起因し、該遺伝子変異はSlr1タンパク質アミノ酸配列の49位のバリンをメチオニンに変異させるものであった。SLRD2は、Slr1遺伝子のTVHYNPドメインの1遺伝子変異に起因し、該遺伝子変異はSlr1タンパク質アミノ酸配列の106位のメチオニンをリシンに変異させるものであった。SLRD3は、Slr1遺伝子のTVHYNPドメインの1遺伝子変異に起因し、該遺伝子変異はSlr1タンパク質アミノ酸配列の99位のロイシンをフェニルアラニンに変異させるものであった。SLRD4は、Slr1遺伝子のSAWドメインの1遺伝子変異に起因し、該遺伝子変異はSlr1タンパク質アミノ酸配列の576位のグリシンをバリンに変異させるものであった。
Slr1遺伝子の上記ドメインおよび上記突然変異部位を図1に示す。
SLRD1と日本型正常品種との交雑F1(雑種第1代)、およびSLRD2とインド型正常品種との交雑F1(雑種第1代)を作製した。上記2種のF1植物体の表現型は草丈に対し不完全優性を示し、いずれも半矮性を示した。日本型正常品種とのF1植物体の写真を図3に、インド型正常品種とのF1植物体の写真を図4に示す。
Claims (17)
- Slr1遺伝子において、配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異より選択される少なくとも一つの置換変異を有し、優性の矮性形質を示すイネ。
- 矮性形質が、親品種の草丈の80%以下の草丈となる矮性形質である、請求項1に記載のイネ。
- 下記(a)から(c)の工程を含む、優性の矮性形質を示すイネのスクリーニング方法。
(a)イネの種子、カルス、幼苗、植物体の一部から、Slr1遺伝子を調製する工程
(b)上記(a)工程で調製したSlr1遺伝子の変異を検出する工程
(c)Slr1遺伝子の変異であって、配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異より選択される少なくとも一つの置換変異が検出されたイネを選抜する工程 - 下記(a)から(c)の工程を含む、優性の矮性形質を示すイネの製造方法。
(a)イネの受精卵、種子、またはカルスに突然変異誘発処理を行う工程
(b)該突然変異誘発処理を行ったイネについて、請求項3に記載のスクリーニング方法を実施する工程
(c)Slr1遺伝子の変異であって、配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異より選択される少なくとも一つの置換変異が検出されたイネの受精卵、種子、またはカルスから、植物体を再生する工程 - 突然変異処理がNMU処理、ガンマ線照射、培養変異である、請求項4に記載の方法。
- 請求項4または5に記載の方法によって製造された、優性の矮性形質を示すイネ。
- 請求項1、2、または6のいずれかに記載のイネの子孫またはクローンであって、Slr1遺伝子の変異において、配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異より選択される少なくとも一つの置換変異を有するイネ。
- 請求項1、2、6、または7のいずれかに記載のイネの繁殖材料。
- Slr1遺伝子において、配列番号:1記載のアミノ酸配列における49位のVからMへの置換変異、99位のLからFへの置換変異、106位のMからKへの置換変異、および576位のGからVへの置換変異より選択される少なくとも一つの置換変異を有する、矮性の形質を示すイネを、他のイネと交配させることを特徴とする、半矮性イネの製造方法。
- 下記(a)から(h)のいずれかに記載の単離されたポリヌクレオチド。
(a)配列番号:1記載のイネSlr1蛋白質のアミノ酸配列における49位のVがMに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(b)配列番号:1記載のイネSlr1蛋白質のアミノ酸配列における99位のLがFに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(c)配列番号:1記載のイネSlr1蛋白質のアミノ酸配列における106位のMがKに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(d)配列番号:1記載のイネSlr1蛋白質のアミノ酸配列における576位のGがVに置換されたアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド
(e)配列番号:2記載のイネSlr1遺伝子の塩基配列における145位のGがAに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(f)配列番号:2記載のイネSlr1遺伝子の塩基配列における295位のCがTに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(g)配列番号:2記載のイネSlr1遺伝子の塩基配列における317位のTがAに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド
(h)配列番号:2記載のイネSlr1遺伝子の塩基配列における1727位のGがTに置換された塩基配列を含むポリヌクレオチド - 請求項10に記載のポリヌクレオチドを有するベクター。
- 請求項10に記載のポリヌクレオチドまたは請求項11に記載のベクターが導入された細胞。
- 請求項10に記載のポリヌクレオチドまたは該ポリヌクレオチドを有するベクターが導入されたイネ細胞を有する形質転換イネ植物体。
- 請求項13に記載の形質転換イネ植物体の子孫またはクローンであるイネ植物体。
- 請求項14に記載の形質転換イネ植物体の繁殖材料。
- 下記(a)および(b)の工程を含む、請求項13に記載の形質転換イネ植物体の製造方法。
(a)請求項10に記載のポリヌクレオチドまたは請求項11に記載のベクターをイネ細胞に導入する工程
(b)該細胞からイネ植物体を再生させる工程 - 請求項10に記載のポリヌクレオチドをイネ細胞内で発現させることを特徴とする、イネを矮化する方法。
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