JP5991658B2 - イネf1種子の生産方法、イネf1種子、及びイネ雄性不稔系統 - Google Patents
イネf1種子の生産方法、イネf1種子、及びイネ雄性不稔系統 Download PDFInfo
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Description
また、F1雑種では雑種強勢により収量性が向上するが、一般の多収系統と比較してコシヒカリ自身の収量ポテンシャルが十分に高くないために、選抜に値するような多収系統が得られる比率は高くない。これについて、例えば、コシヒカリの1穂に着生する粒数を増やすことなどにより、そのポテンシャルをさらに向上させことが望まれる。
さらに、F1雑種を育成する場合には、通常、より大きな雑種強勢を得るために、コシヒカリより食味品質が劣る遠縁系統を片親にする必要がある。遠縁系統を片親とすると、多くの場合、当該遠縁系統が有する食味に関する劣悪形質が遺伝し、選抜の効率を大きく落とす結果となる。
(1) イネ(Oryza sativa)品種ハバタキ由来のsd1遺伝子、イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子、及びイネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子からなる群より選択される1以上の遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統、又は半糯性を示すイネ雄性不稔系統を母本とし、イネ稔性回復系統を花粉親として交配し、交配後の母本から雑種第1代種子(F1種子)を採取し、
前記イネ雄性不稔系統が、受託番号がFERM P−22217であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリえいち2号(Oryza sativa L.cultivar Koshihikari−Eichi−2go)、及び受託番号がFERM P−22218であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリかずさ3号からなる群より選択される細胞質雄性不稔系統であり、
前記イネ稔性回復系統が、BT型の雄性不稔細胞質の稔性を回復し得るイネ系統であることを特徴とするイネF1種子の生産方法、
(2) 前記イネ稔性回復系統が、イネ品種タカナリ、イネ品種桂朝2号、イネ品種水原258号、又はイネ品種ハバタキであることを特徴とする前記(1)に記載のイネF1種子の生産方法、
(3) 前記(1)又は(2)に記載のイネF1種子の生産方法により得られたことを特徴とするイネF1種子、
(4) 受託番号がFERM P−22217であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリえいち2号(Oryza sativa L.cultivar Koshihikari−Eichi−2go)。
(5) 受託番号がFERM P−22218であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリかずさ3号(Oryza sativa L.cultivar Koshihikari−Kazusa−3go)、
を、提供するものである。
イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統において挿入されている外来品種由来の染色体断片は、当該染色体断片が挿入されることによって特定の形質をイネ品種コシヒカリよりも改善されるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、挿入される外来品種由来の染色体断片は、所望の形質改善に直接寄与する遺伝子(原因遺伝子)をコードする領域を含んでいればよく、当該原因遺伝子のみを含む領域であってもよく、当該原因遺伝子とその他の遺伝子を含む領域(例えば、14.6Mbp〜29.2Mbpの長さからなる領域)であってもよい。
<イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統>
母本として用いるイネ雄性不稔系統を作出するためのイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統として、イネ品種コシヒカリえいち2号、イネ品種コシヒカリえいち2号_長領域、イネ品種コシヒカリえいち3号、イネ品種コシヒカリえいち4号、イネ品種コシヒカリえいち4号_長領域、イネ品種コシヒカリかずさ1号、イネ品種コシヒカリかずさ2号、イネ品種コシヒカリかずさ3号、及びイネ品種コシヒカリかずさ4号を得た。
具体的には、イネ品種ハバタキに対してイネ品種コシヒカリを複数回戻し交配させた後、得られた雑種の種子をさらに栽培し、圃場に移植できる程度に成育させた後、各栽培個体の葉からDNAを回収し、SP−4009及びSP−477がコシヒカリ由来アレルのホモ染色体領域であり、G2003、G2002、及びSP−1259がハバタキ由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体1個を選抜した。この選抜された栽培個体が、sd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換した新品種であり、本発明者はこの新品種を「イネ品種コシヒカリえいち4号_長領域」と命名した。イネ品種コシヒカリえいち4号_長領域の染色体中のハバタキ由来染色体断片に置換されている領域と表1に記載のDNAマーカーとの位置関係は、図1の3段目の通りである。
具体的には、イネ品種ハバタキに対してイネ品種コシヒカリを複数回戻し交配させた後、得られた雑種の種子をさらに栽培し、圃場に移植できる程度に成育させた後、各栽培個体の葉からDNAを回収し、SP−156及びSP−4030がコシヒカリ由来アレルのホモ染色体領域であり、SP−2032、SP−4028、及びSP−4038がハバタキ由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体1個を選抜した。この選抜された栽培個体が、Gn1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換した新品種であり、本発明者はこの新品種を「イネ品種コシヒカリえいち2号_長領域」と命名した。イネ品種コシヒカリえいち2号_長領域の染色体中のハバタキ由来染色体断片に置換されている領域と表2に記載のDNAマーカーとの位置関係は、図2の3段目の通りである。
イネ品種CHINSURAH BORO 2にイネ品種コシヒカリを6回戻し交配し、圃場における生育特性が、雄性不稔であることを除きコシヒカリと同等の形質を示すCMS−コシヒカリを育成した。
CMS−コシヒカリを母本として、コシヒカリの半糯性突然変異であるミルキークイーンを2回戻し交配を行い、玄米形質が粳型と半糯型に分離する種子を得た。その後、この種子から半糯性を示す玄米を選抜した。この選抜された玄米が、半糯性を有するイネ品種コシヒカリの細胞質雄性不稔系統であり、該系統をCMS−ミルキークイーンとして育成した。
CMS−コシヒカリを母本とし、イネ品種コシヒカリえいち2号、イネ品種コシヒカリえいち2号_長領域、イネ品種コシヒカリえいち3号、イネ品種コシヒカリえいち4号、イネ品種コシヒカリえいち4号_長領域、イネ品種コシヒカリかずさ2号、イネ品種コシヒカリかずさ3号、又はイネ品種コシヒカリかずさ4号を花粉親として連続戻し交配を行った。得られた後代個体の中から、雄性不稔性を示す栽培個体を選抜した。これらの選抜された各栽培個体の葉からDNAを回収し、DNAマーカーを調べ、花粉親と同じ領域が、外来品種由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体をそれぞれ1個体ずつ選抜した。これらの選抜された栽培個体は、雄性不稔である以外は、基本的に花粉親と同じ形質を備える新品種である。本発明者は、イネ品種コシヒカリえいち2号を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリえいち2号」、イネ品種コシヒカリえいち2号_長領域を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリえいち2号_長領域」、イネ品種コシヒカリえいち3号を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリえいち3号」、イネ品種コシヒカリえいち4号を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリえいち4号」、イネ品種コシヒカリえいち4号_長領域を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリえいち4号_長領域」、イネ品種コシヒカリかずさ1号を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリかずさ1号」、イネ品種コシヒカリかずさ2号を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリかずさ2号」、及びイネ品種コシヒカリかずさ3号を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「CMS−イネ品種コシヒカリかずさ3号」と命名した。
上記で得られたイネ細胞質雄性不稔系統(CMS系統)を母本とし、花粉親として独自に育成した回復系中間母本系統ST−1、ST−2、又はST−4をそれぞれ交配してF1雑種の種子を得た。対照として、CMS−コシヒカリを母本とし、ST−1、ST−2、又はST−4を花粉親として交配してF1雑種の種子を得た。得られたF1種子を栽培し、2006年度、2007年度、及び2008年度の愛知県における圃場試験において形質の検討を行った。検討は、種苗法(平成10年法律第83号)第5条第1項に基づく品種登録出願のための特性審査に準拠して行った。
CMS−コシヒカリえいち4号を母本として得られたF1雑種と、CMS−コシヒカリを母本として得られたF1雑種と、イネ品種コシヒカリの稈長を比較した。各系統の稈長の測定結果を図12に示す。この結果、対照品種であるコシヒカリの稈長は99.6cmであったのに対して、CMS−コシヒカリとST−2又はST−4を交配させて得られたF1雑種の稈長は、それぞれ123.0cm、115.3cmであった。一方、CMS−コシヒカリえいち4号と、ST−2又はST−4とを交配させて得られたF1雑種の稈長は、それぞれ106.9cm、108.8cmであり、CMS−コシヒカリを母本としたF1雑種よりも6.5〜16.1cm短くなっており、同時に収穫時における倒伏程度が軽減されていた。また、コシヒカリえいち4号を母本として得られたF1雑種系統は、稈長が短くなる以外は、コシヒカリを母本として得られたF1雑種系統と同じ形質を示した。
これらの結果から、sd1遺伝子がコードされる領域がハバタキ由来の染色体断片で置換されているイネ雄性不稔系統を用いることにより、ハバタキ由来のsd1遺伝子を有さないイネ雄性不稔系統を用いた場合よりも、稈長が短く、耐倒伏性が改善されたF1雑種が得られることが明らかである。
CMS−コシヒカリえいち3号又はCMS−コシヒカリを母本とし、ST−2又はST−4を花粉親としてF1雑種を得、これらのF1雑種の到穂日数を調べた。各系統の到穂日数の測定結果を図14に示す。4月16日に播種した本試験における対照品種コシヒカリの到穂日数は104日であったのに対して、CMS−コシヒカリとST−2又はST−4から得られたF1雑種の到穂日数は、135日又は132日であった。一方、CMS−コシヒカリえいち3号とST−2又はST−4から得られたF1雑種の到穂日数は、107日又は101日であり、CMS−コシヒカリを母本としたF1雑種よりも10〜28日程度短く、早生化されていた。このように、CMS−コシヒカリえいち3号を母本としたF1雑種は、コシヒカリとほぼ同程度の到穂日数であり、愛知県における栽培に適応可能な熟期を示した。また、CMS−コシヒカリえいち3号を母本としたF1雑種系統の形質は、到穂日数が小さくなること、及び、早生になることにより植物体が小さくなる傾向を示したが、それ以外の形質については、基本的にCMS−コシヒカリを母本としたF1雑種と同じであった。
これらの結果から、hd1遺伝子がコードされる領域がハバタキ由来の染色体断片で置換されているイネ細胞質雄性不稔系統を用いることにより、ハバタキ由来のhd1遺伝子を有さないイネ細胞質雄性不稔系統を用いた場合よりも、早生化されたF1雑種が得られることが明らかである。
CMS−コシヒカリえいち2号又はCMS−コシヒカリを母本とし、ST−2又はST−4を花粉親としてF1雑種得、これらのF1雑種の着粒数を調べた。各系統の着粒数の測定結果を図15に示す。この結果、対照品種であるコシヒカリの主茎における1穂粒数は138.5粒であったのに対して、CMS−コシヒカリとST−2又はST−4から得られたF1雑種の主茎における1穂粒数は、それぞれ284.0粒、257.4粒であった。一方、CMS−コシヒカリえいち2号とST−2又はST−4から得られたF1雑種の1穂粒数は、それぞれ314.8粒、327.0粒であり、CMS−コシヒカリを母本としたF1雑種よりも30〜70粒多くなっており、1穂重、及び収量性が向上していた。また、CMS−コシヒカリえいち2号を母本としたF1雑種系統の形質は、着粒数が多くなった以外は、基本的にCMS−コシヒカリを母本としたF1雑種と同じであった。
CMS−コシヒカリ、CMS−コシヒカリえいち2号、CMS−コシヒカリえいち3号、CMS−コシヒカリえいち4号、CMS−コシヒカリかずさ1号、CMS−コシヒカリかずさ2号、又はCMS−コシヒカリかずさ3号を母本とし、ST−2を花粉親として得られたF1雑種の、稈長、1穂粒数、及び到穂日数を表4に示す。対照として、コシヒカリの結果も合わせて示した。この結果、ハバタキ由来のsd1遺伝子を含むCMS−コシヒカリかずさ1号及びCMS−コシヒカリかずさ3号から得られたF1雑種系統は、CMS−コシヒカリえいち4号から得られたF1雑種系統と同様に、CMS−コシヒカリから得られたF1雑種系統よりも稈長が有意に短くなっていた。また、ハバタキ由来のhd1遺伝子を含むCMS−コシヒカリかずさ1号及びCMS−コシヒカリかずさ2号から得られたF1雑種系統は、CMS−コシヒカリえいち3号から得られたF1雑種系統と同様に、CMS−コシヒカリから得られたF1雑種系統よりも到穂日数が短くなっていた。また、ハバタキ由来のGn1遺伝子を含むCMS−コシヒカリかずさ3号から得られたF1雑種系統は、CMS−コシヒカリえいち2号から得られたF1雑種系統と同様に、CMS−コシヒカリから得られたF1雑種系統よりも1穂粒数が多くなっていた。ハバタキ由来のGn1遺伝子とハバタキ由来のhd1遺伝子を含むCMS−コシヒカリかずさ2号から得られたF1雑種系統では、元品種であるコシヒカリよりも若干晩生であるものの、CMS−コシヒカリから得られたF1雑種系統よりも顕著に早生であることに加えて、1穂粒数がコシヒカリよりも非常に多くなっていた。
これらの結果から、母本において、それぞれの領域が単独に置換された場合と同じように、複数の領域が置換された場合でも、それぞれの領域の効果は、F1雑種においても得られることが明らかである。
<食味の評価>
CMS−コシヒカリ又はCMS−ミルキークイーンを母本とし、ST−1、ST−2、又はST−4を花粉親として交配させてF1雑種の種子を得た。得られたF1雑種を栽培して得られた玄米を、食味官能試験へ供試した。食味官能試験においては、対照として、複数産地で栽培されたコシヒカリの玄米をブレンドしたものを用いた。試験結果を表5に示す。この結果、CMS−コシヒカリから得られたF1雑種の玄米の食味総合値は、それぞれ、コシヒカリと同等、または、やや劣るという結果であった。これに対して、CMS−ミルキークイーンから得られたF1雑種の玄米の食味総合値は、いずれも、CMS−コシヒカリから得られたF1雑種よりも良好であった。粘りの項目が強くなる傾向が観察されたことから、食味総合値の向上をもたらしたのは、半糯性遺伝子の導入であることが推測された。なお、CMS系統の違いによる、玄米形質以外における有意な形質の差異は観察されなかった。
これらの結果から、半糯性を示すイネ細胞質雄性不稔系統を母本として用いることにより、半糯性を示さないイネ細胞質雄性不稔系統を母本として用いた場合よりも、F1雑種の食味を改善し得ることが明らかである。
<F1雑種の到穂日数>
CMS−コシヒカリ又はCMS−コシヒカリえいち3号を母本とし、イネ品種クサノホシ、イネ品種クサホナミ、イネ品種タカナリ、イネ品種ニシアオバ、イネ品種ふくひびき、イネ品種ホシアオバ、イネ品種桂朝2号、イネ品種水原258号、又はイネ品種夢あおば花粉親として交配させてF1雑種の種子を得た。得られたF1雑種を栽培し、到穂日数を調べた。対照として、コシヒカリと各花粉親も栽培し、それぞれの到穂日数を調べた。各系統の到穂日数の測定結果を図17に示す。5月13日に播種した本試験における対照品種コシヒカリの到穂日数は84日であったのに対して、供試したCMS−コシヒカリを母本として得られたF1雑種系統の多くは、倒穂日数が長くなり、晩生化し、95日以内を示したのはわずか1系統のみであった。これに対して、CMS−コシヒカリえいち3号を母本として得られたF1雑種系統では、いずれも花粉親やCMS−コシヒカリを母本として得られたF1雑種系統よりも倒穂日数が短くなっており、早生化していた。特に、CMS−コシヒカリえいち3号を母本として得られたF1雑種系統は、全て倒穂日数が90日以内に抑えられていた。
これらの結果から、ハバタキ由来のhd1遺伝子を含むイネ雄性不稔系統を母本として用いることにより、CMS−コシヒカリを母本とした場合よりも、F1雑種を早生化し得ること、よって、コシヒカリに近い熟期の系統を育成する上で、選抜効率を大きく向上させる効果があることが明らかとなった。
FERM P−22218
Claims (5)
- イネ(Oryza sativa)品種ハバタキ由来のsd1遺伝子、イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子、及びイネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子からなる群より選択される1以上の遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統、又は半糯性を示すイネ雄性不稔系統を母本とし、イネ稔性回復系統を花粉親として交配し、交配後の母本から雑種第1代種子(F1種子)を採取し、
前記イネ雄性不稔系統が、受託番号がFERM P−22217であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリえいち2号(Oryza sativa L.cultivar Koshihikari−Eichi−2go)、及び受託番号がFERM P−22218であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリかずさ3号からなる群より選択される細胞質雄性不稔系統であり、
前記イネ稔性回復系統が、BT型の雄性不稔細胞質の稔性を回復し得るイネ系統であることを特徴とするイネF1種子の生産方法。 - 前記イネ稔性回復系統が、イネ品種タカナリ、イネ品種桂朝2号、イネ品種水原258号、又はイネ品種ハバタキであることを特徴とする請求項1に記載のイネF1種子の生産方法。
- 請求項1又は2に記載のイネF1種子の生産方法により得られたことを特徴とするイネF1種子。
- 受託番号がFERM P−22217であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリえいち2号(Oryza sativa L.cultivar Koshihikari−Eichi−2go)。
- 受託番号がFERM P−22218であるイネ細胞質雄性不稔系統CMS−コシヒカリかずさ3号(Oryza sativa L.cultivar Koshihikari−Kazusa−3go)。
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