JPH01132320A - イネ雑種種子の効率的な生産方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、イネ雑種種子の生産を効率よく行なう方法に
関するものである。より詳細には、細胞質雄性不稔であ
るイネを用いてイネ雑種種子の生産を効率よく行い、細
胞質雄性不稔であるイネを維持することに関するもので
ある。

（従来の技術） イネは自家受粉性の植物である。雑種種子を得るために
は開花直前に雄しべを取り除く（除雄）必要があり、大
量に雑種の種子を得ることは不可能であった。この問題
を克服するために雄性不稔の導入が計られ、このことに
よって除雄の手作業から解放され雑種種子の生産の効率
が飛躍的に上がった。

一般に、植物は雑種（ハイブリッド、雑種第一代＝Ｆ１
）にすると飛躍的にその性質が強壮となり、収量と品質
が上昇することが知られている。その性質をイネで利用
したのがハイブリッドライスである。

ハイブリッドライスを生産するためには細胞質雄性不稔
系統の維持が不可欠である。細胞質雄性不稔系統を維持
するための方法として、母親と父親を植え交配させ、種
子の収穫時に、母親の植物体上に実った１１種子と父親
の植物体上に実った種子（不必要）を分別して、別々に
収穫することによって種子の生産を行っている。

この技術の欠点は、この２種類の親の分別を、人の手に
依って行っていることである。そのために種子の生産効
率の上昇させるには限度がある。

さら、収穫時にこの２種類の種子を確実に分別するには
、両親株を植える畝を明確に分ける必要があるので、両
親株間の距離を小さくすることができず、そのために受
粉率が低く、面積当りの雑種種子の生産量も少なかった
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の課題は、上記の従来の技術の欠点を解消したイ
ネ雑種種子の効率的生産方法を提供することである。す
なわち、種子もしくは両親の植物体の分別を人の手に依
らずに行ない、また、受粉率を向上させるために望まし
い方法である、すなわち、畝毎に分けて植えられていた
両親株を、混在させて植えること、即ち両親株の混植の
方法でも適用できる種子の生産方法を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、上述の課題を解決するために鋭意検討し
た。

植物は除草剤の投与によって枯死するが、品種や種によ
って感受性が違うことが知られている。

そこで除草剤に対する感受性の違う二つの親を作出し、
受粉後に父親系統を選択的に枯死させることによって、
効率よくイネの雑種種子の生産を行なわせることを試み
、この方法によって、本発明の課題が解決できることを
見出し、本発明を完成させるに至った。

植物の遺伝子の存在場所として、細胞核内の染色体上と
、細胞質内に存在する遺伝因子が知られている。二つの
親系統間に明確な除草剤に対する感受性の違いを作り出
させるための遺伝子の存在場所としてこれら二つの遺伝
子の存在場所を必要に応じて使い分けることができる。

雑種（バイブツリドライス）の採種体系としては、母親
と花粉親から構成される二基法と、母親、母親の維持系
統および花粉親から構成される三基法とがある。三基法
においては母親種子の中に母親の維持系統の種子が混入
することがある。このような混入が生じた場合、雑種の
純度が低下する。この問題点をも解決する方法としては
、除草剤抵抗性遺伝子を、母親の細胞質に賦与する方法
が有用である。このことにより育苗時等に除草剤を投与
することによって母親の種子中に混入した母親の維持系
統が除去され、しかも純度の高い雑種種子が混植によっ
て効率よく生産されうる。

以下に具体的なこのような除草剤耐性の性質を有するイ
ネの作出方法と、効率的な雑種種子の生産方法について
述べる。

除草剤耐性イネの作出の方法として、遺伝子組換えによ
る方法、突然変異を利用する方法等が挙げられるが、以
下、本発明の方法を突然変異を利用する方法により具体
的に説明する。

イネの懸濁培養細胞をＸ−線（１５−１００Ｋｒａｄ　
）または、エチルメタンスルホネート（ＥＭＳ、　０．
２５χ）で、従来知られている方法により処理を行う。

これら処理をした細胞、あるいは無処理の細胞を除草剤
（例えば、アトラジン、クロロスルフォン、スルフォメ
チュロンメチル、グリホサート、パスタ、パラコート、
シマジンなど）を細胞の選抜に適当な量を添加した増殖
培地で培養する。

このような処理によって生じた除草剤耐性細胞をさらに
増殖培地上で増殖させ、増殖した細胞塊（カルス）を植
物体再生培地（分化培地）に移植する。分化した植物体
は馴化した後に温室に植え出す。　突然変異を誘起させ
る方法として、上記のＸ線、ＥＭＳによる処理方法のほ
か、γ−線などの放射線、ニトロソウレア、ニトロソグ
アニジン、エチレンイミンなどを利用しても同様の効果
が得られる。

再生した植物体は次に述べるような方法で除草剤に対す
る耐性を再確認する。アトラジン、スルフォニルウレア
、もしくはグリホサ−ト等の各々の細胞の選抜に用いら
れた除草剤を含む溶液（Ｔｗｅｅｎ　２０を５％の濃度
で含む）を成熟したイネ植物体に噴霧または塗布する。

このとき同時に対照の耐性形質を有しないイネも処理し
ておき約２週間抜に植物体が枯死したかどうかを確認す
る。

このようにして得た除草剤に対する耐性の性質は、多く
の株で安定に遺伝する。そこで−旦このようにして得ら
れた除草剤耐性の形質は、従来の交雑育種の方法によっ
て他の栽培品種に導入することが出来る。

このようにして得た雄性不稔でかつ除草剤耐性のイネの
品種を母親に用いて雑種種子の生産を行う。方法として
次が例示される。

第一の方法は、従来の畝別に母親系統と父親系統を植え
る方法で植え、開花後１ｏ日目にに除草剤を圃場全体に
散布する。散布後３週間で父親系統の枯死を確認する。

また種子の収穫時にも父親系統が枯死していることを再
度確認した上で種子を収穫する。

第二の方法は、母親系統と父親系統の種子を混ぜて苗を
作り、圃場に定植する（混植）。開花後１０日目に圃場
全体に除草剤を散布する。３週間後、および収穫時に播
種した父親系と同じ割合で枯死した個体が存在すること
を確認し、種子を収穫する。

（作用） 本発明の方法によれば、雑種種子の生産において、収穫
時および収穫後の選抜を全く行わなくても、９９％以上
Ｇの純度で雑種種子が得られる。また混植してもこの効
果は変わらずそればかりでなく、混植することによって
母親株の上の雌しべにに受粉する率が上昇し着果する割
合も従来の平均４５％に比べると平均８５％と飛躍的に
上昇し、生産量が増大する。

（実施例） 以下、本発明の方法を実施例により具体的に説明する。

実施例Ｉ Ｃｈｉｎｓｕｒａ　Ｂｏｒｏ　ｎ由来の細胞質雄性不稔
因子を有するイネ（ＭＴ−ＣＭＡ　５）種子からカルス
を誘導した。このカルスをＲ２液体培地（ｍ成は以下の
増殖培地と同様で寒天を含まない培地）で１週間毎に継
代し懸濁培養細胞を得た。懸濁細胞に６０ＫｒａｄのＸ
−線を照射し、アトラジン５０ｐｐｍを含む増殖培地で
１ケ月間培養した。Ｒ２の無機塩類、カゼイン加水分解
物、ショｌ１（３％）、寒天（０，８％）および２．４
−Ｄ（ｌｐｐｍ）を含む培地を増殖培地（以下これを増
殖培地と呼ぶ）とした。生き残ったカルスを同じくアト
ラジン５０ｐｐｍを含む培地へ移植し増殖させた。得ら
れたカルスを分化培地へ移し植物体を再生させた。Ｒ６
の無機塩類およびショＩ！（３％）を含む培地を分化培
地（以下これを分化培地と呼ぶ）とした。これらの再生
植物体に１１０００ｐｐアトラジンを散布しアトラジン
抵抗性植物を選抜した。これらの抵抗性の株は株分けで
増殖させ、系統の維持を行った。また朽培養法により固
定化を行った。このようにして５３の雄性不稔の系統を
得た。この中から、正常な急性を有するイネ（ＭＴ−Ｂ
５）との交配実験から、抵抗性の性質が確実に母性遺伝
する３個の系統（ＭＴ−ＣＭＡ５−八Ｒ１、ＭＴ−ＣＭ
Ａ５−ＡＲ２，ＭＴ−ＣＭＡ５−ＡＲ３”）が得られた
。このようにして得られた除草剤耐性の系統を母親とし
、常法に従い混植によりＦ１種子を得るための交配を行
った。

両親の出穂開花後２０日目に採種圃場全面に４０ｋｇ／
ｈａのアトラジンを散布した。採種時には父親系統は完
全に枯死していた。Ｆ１種子は２８％の結実率で得るこ
とが出来た。

実施例２ 実施例１に示した懸濁培養細胞を０．２５χＥＭＳで２
時間処理をした。この細胞をグリホサート０．５ｍｈを
含む増殖培地で１ケ月間培養養した。生き残ったカルス
をグリホサート１ｍＭを含む増殖培地へ移植し更に選抜
を行った。得られたカルスを分化培地へ移し植物体を再
生させた。これらの再生植物体に０．１ｎ＋　１のラウ
ンドアップ（グリホサートを主剤とする除草製剤）を塗
布しグリホサートに抵抗性の３５個体を選抜した。この
ような個体を株分けによって系統保存し、一方で正常な
イネ（ＭＴ−８５）との交配、自殖等の操作をおこない
、グリホサートに対する抵抗性が安定に保持され、かつ
細胞質雄性不稔である２系統（ＭＴ−ＣＭ５−ＧＲＩ、
　ＭＴ−ＣＭＡ５−ＧＲ２）を得た。これら抵抗性の系
統は株分けによって維持した。

このようにして得た系統を母木とし、常法に従い条別植
えにより１１種子の生産のための交配を行った。両親の
出穂開花後１０日目、３０日目に採種圃場全面に各々２
０１　／ｈａのラウンドアップを散布した。採種時には
父親系統は完全に枯死していた。

このときの１１種子の結実率は３０．０％であった。

実施例　３ 野敗稲（中国由来）由来の細胞質雄性不稔因子を有する
イネ（ＭＴ−ＣＭＡ９）種子から実施例１に従い懸濁培
養細胞を得た。懸濁細胞をベンスルフロンメチル０．１
ｍＭを含む増殖培地で１ケ月間培養する。生き残ったカ
ルスを同じくベンスルフロンメチル０．１ｍＭを含む培
地へ移植し増殖させる。得られたカルスを分化培地へ移
し植物体を再生させた。

これらの再生植物体に１１０００ｐｐのベンスルフロン
メチルを散布し、強い抵抗性を有する６２個体の植物を
選抜た。これらの株は株分けによって系統保存し、一方
で正常な食性を有するイネ（ＭＴ−８９）との交配実験
、後代の自殖などから、ベンスルフロンメチルに対する
抵抗性が安定に保持され、かつ細胞質雄性不稔である４
系統（ＭＴ−ＣＭＡ９−ＢＲＩ、　ＭＴ−Ｃ旧９−ＢＩ
？２．　ＭＴ−ＣＭＡ９−ＢＩ？３．　ＭＴ−ＣＭＡ９
−ＢＲ４）を得た。

このようにして得た抵抗性の系統を母木とし、常法に従
い条別植えにより１１種子を得るための交配を行った。

　両親の出穂開花後２０日目に採種圃場全面に０．５ｋ
ｇ／ｈａのベンスルフロンメチルを散布した。１ケ月後
、父親系統が完全に枯死したのを確認した。このとき１
１種子は４３％の結実率であった。

実施例　４ 実施例３で得られたベンスルフロンメチル抵抗性植物（
種子の色は正常色、この個体の上に着果する種子も正常
色）を母親とし、種子に黄色い着色をする形質を有する
イネを父親とし常法に従い、混植および条別植えにより
１１種子を得るための交配を行った。このとき両親の比
率を変化させて着果率に対する影響も調べた。両親の出
穂開花後１０日目に採種圃場全面に０．５ｋｇ／ｈａの
ベンスルフロンメチルを散布した。種子が成熟した時点
で圃場の全種子を無選別で収穫した。

得られた種子は表面の色で明確に父親が自殖して着果し
たものかＦｌの雑種のものであるかを識別することが出
来た。その識別の結果、得られた種子は全てＦｌであり
父親の自殖に由来するものは含まれていなかった。本方
法を用いた１１種子の結実率を表１に示す。

表１ 条別植え比率　　　　　　　　混植比率母木／父本　結
実率　　　冊本／父本　結実率実施例５ 実施例１で得られた除草剤抵抗性の形質を、従来法の核
置換の技術を用いて、他の品種に移した。ＭＴ−ＣＭＡ
５−ＡＲ２の株を母親として、アキタコマチを父親とし
て１１種子を得た。二〇Ｆ１を母親とし、再度アキタコ
マチを父親として交配を行った。このような、形成した
雑種に繰り返し父親系統の花粉をかける戻し交配の操作
を合計５回行った。その結果、形態、成熟期、種子の形
質等、アキタコマチと識別することのできない系統（Ｍ
Ｔ−ＣＭＡ５１−ＡＲ２）を得た。この系統は細胞質雄
性不稔であり、かつアトラジン耐性であった。

このようにして新たに形成した系統を母親とし、常法に
従い１１種子を得るための交配を行った。

両親の出穂開花後２０日目に採種圃場全面に４０　ｋｇ
／ｈａのアトラジンを散布した。採種時には父親系統は
完全に枯死していた。１１種子は３５％の結実率で得る
ことができた。

実施例６ 実施例２で得られた除草剤抵抗性の形質を、従来法の交
配の技術を用いて、他の品種に移した。

ＭＴ−ＣＭ＾５−ＧＲ２の株を母親として、サトホナミ
を父親として１１種子を得た。このＦｌを母親とし、再
度サトホナミを父親として交配を行った。このような、
形成した雑種に繰り返し父親系統の花粉をかける戻し交
配の操作を合計５回行った。その結果、形態、成熟期、
種子の形質等、サトホナミと識別することのできない系
統（ＭＴ−ＣＭＡ５２−ＧＲ２）を得た。この系統は細
胞質雄性不稔であり、かつグリホセート耐性であった。

このようにして新たに形成した系統を母親とし、常法に
従いＦ１種子を得るための交配を行った。

両親の出穂開花後２０日目に採種圃場全面に２０１／ｈ
ａのグリホサートを散布した。採種時には父親系統は完
全に枯死していた。Ｆ１種子は３１％の結実率で得るこ
とができた。

（発明の効果） 本発明の方法によって、イネ雑種種子を得るに当って、
父親系統を花粉供給後に除草剤を用いて選択的に枯死さ
せ、母親系統のみを生存させ、その植物体上に形成する
種子のみを容易に得る技術が完成した。この方法によっ
て雑種種子を得る労力を著しく低減させることができる
ようになっただけでなく、混植することが可能となり受
粉率ひいては結実率も顕著に向上し単位面積当りの種子
の生産量が飛躍的に増大した。

また除草剤抵抗性遺伝子を母親の細胞質に賦与すること
によって、三基法においては、より純度の高い種子を得
ることが可能となった。

特許出願人　　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）除草剤抵抗性の遺伝子を、イネ雑種種子の生産に関
   与する親系統に導入し、両親系統間での除草剤に対する
   感受性の違いを利用して、片方の親系統を種子の収穫前
   に枯死させ、イネの雑種種子を効率よく生産させる方法
   。 ２）除草剤抵抗性の遺伝子が、細胞質に賦与された母親
   系統を用いる特許請求の範囲第１項に記載のイネの雑種
   種子を効率よく生産させる方法。 ３）除草剤抵抗性の遺伝子が、核に賦与された母親系統
   を用いる特許請求の範囲第１項に記載のイネの雑種種子
   を効率よく生産させる方法。