JPH0769A - 除草剤に抵抗性のイネおよびその育種方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤に抵抗性の
新規イネを作出し、これを栽培することでイネ科雑草の
選択的な防除を可能とする。 【構成】 脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤に抵抗性の
新規イネおよびその種子。イネ培養細胞を利用して前記
除草剤抵抗性のイネを育種する方法。このイネを栽培し
ている圃場に該除草剤を施用し、イネ科雑草を選択的に
除草する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脂肪酸合成阻害作用を
示す除草剤に抵抗性のイネおよびその種子、その育種方
法、ならびにこのイネを栽培した圃場に該除草剤を施用
してイネ科雑草の選択的な防除を可能にする方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】イネ圃場において、イネと近縁種のＥch
inochloa属に属するヒエなどのイネ科雑草を選択的に防
除することが強く要望されているが、そのような除草剤
は開発されておらず、処理薬量，処理時の植物の生育ス
テージ等の感受性の差を利用してイネ科雑草を防除する
ことが行われている。しかしながら、一般的に移植水稲
に対して選択性が大きくても、直播水稲に対して選択性
が小さく、乾田直播の場合には、メヒシバ，エノコログ
サ等のイネ科雑草の防除も困難となる。またレッドライ
スはイネと同種のために殆ど防除が不可能であった。

【０００３】他方、除草剤を含む培地に植物細胞を培養
して該除草剤に抵抗性の変異細胞を選抜し、この細胞よ
り除草剤抵抗性の植物個体を再生させる方法が近年開発
されてきており、タバコ，トマト，トウモロコシ等への
応用に成功している。

【０００４】一方、イネに関しては、特開昭６４−８５
０２４号公報に、ベンスルフロンメチル又はグリホセー
トのような除草剤を含む培地にイネカルスを培養し、該
除草剤に抵抗性のイネを育種する方法が記載されてい
る。

【０００５】しかしながら、上記特許公報で対象として
いるベンスルフロンメチルは、もともとイネに対して安
全な除草剤であり、ヒエに対しても効力が弱いという欠
点を有している。また、グリホセートは、茎葉処理で有
効な除草剤であるので、土壌処理用除草剤としては使え
ない、という問題点がある。

【０００６】脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤は、土壌
処理、茎葉処理のいずれにおいても、イネ科雑草に強い
殺草力を示すことが知られており、幅広い生育ステージ
において有効であることも知られている。しかしなが
ら、イネ科植物全般に対して薬害が著しいために、その
使用が限られているのが現状である。これらの除草剤に
対する抵抗性をトウモロコシに付与する試みは、ＰＣＴ
国際特許公開ＷＯ９２１６１０１号に開示されている。
しかし、イネに対して成功した報告は未だない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、脂肪酸合成
阻害作用を有する除草剤に抵抗性を示すイネを提供する
とともに、このイネを栽培した圃場に該除草剤を施用し
てイネ科雑草の選択的な防除を可能とする方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、脂肪酸合
成阻害作用を示す除草剤を含む培地にイネ細胞を培養
し、該除草剤に抵抗性のイネ培養細胞を選抜し、これを
再分化させて該除草剤に抵抗性のイネおよびその種子を
創製した。

【０００９】脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤、特にア
セチルＣｏＡカルボキシラーゼ阻害作用を示す除草剤と
しては、フェノキサプロップ、ジクロホップ、クロホッ
プ、トリホップ、フェンチアプロップ、フルアジホッ
プ、ハロキシホップ、キザロホップ、クロラジホップの
ようなアリールオキシフェノキシ脂肪酸類；ベンゾイル
プロップ、フラムプロップのようなＮ−ベンゾイル−Ｎ
−フェニルアミノ酸類；これらの塩、エステル，アミド
などの誘導体；アロキシジム、セトキシジム、クロプロ
キシジム、シクロキシジム、クレソジム、トラルコキシ
ジムのようなシクロヘキサンジオン類が挙げられる。

【００１０】イネ培養細胞は、完熟種子、未熟種子、
根、葯又は花粉を殺菌の後、適当な培地で培養すること
によりカルスとして誘導することができる。基本培地と
しては、既知のいずれの培地も使用することができ、特
に、ＭＳやＮ６の基本培地を用いて良好に生育させるこ
とができる。ビタミン類は基本培地に含まれるものを使
用すればたりる。アミノ酸類の添加は再分化能の維持に
効果があり、１〜５０mMのプロリンの添加は特に効果的
である。炭素源としては１〜５％のショ糖を添加し、５
％までのソルビトールやマンニトールを浸透圧調節剤と
して加えてもよい。ホルモンとして２，４−ジクロロフ
ェノキシ酢酸を０．１〜１０mg／ｌの濃度、特に１〜４
mg／ｌの濃度で含む培地が好都合である。これにナフタ
リン酢酸、インドール酢酸、インドール酪酸のような他
のオーキシンや、カイネチン、ベンジルアデニンのよう
なサイトカイニンを微量加えてもよい。カルスの誘導は
通常固体培地上で行うが、液体培地を使用することも可
能である。また、同じ組成の培地を用いてカルスの維
持、増殖を行うことができる。培養は、明所下または暗
所下のいずれでもよいが、通常暗所下で行う。なお、固
体培地を用いる場合には、０．１〜０．６％のゲルライ
トまたは０．３〜２％の寒天を培地に加える。

【００１１】選抜に用いるイネ培養細胞としては、固体
培養したカルス、液体培養した細胞を用いることがで
き、選抜に先立って、紫外線、Ｘ線、ガンマ線照射や、
エチルメタンスルホネートなどの化学薬剤で処理して突
然変異を誘導してもよい。

【００１２】抵抗性細胞の選抜には、カルス小塊や小片
を除草剤含有培地で培養する方法を用いることができ
る。しかし、この方法は、再分化能を維持することがで
きるものの、カルス小塊や小片の作製に多大な労力を要
するとともに、同一小塊内に異なったタイプの抵抗性細
胞が共存する場合、得られた抵抗性カルスが異なった細
胞の混合物であるキメラになりやすいという問題があ
る。また、液体培地で継代を繰り返す方法でも抵抗性細
胞が得られるが、キメラになりやすい点は同じである。
またこのような方法を使用する場合、感受性細胞が混入
してくることがあるが、これは薬剤の濃度を徐々に上げ
て選抜することで除くことができる。

【００１３】培養細胞より公知の方法でプロトプラスト
を調製して、これを使用すれば、同じ細胞で構成された
クローンを得ることも可能であるが、その後の培養，再
分化が難しいので必ずしも得策ではない。比較的容易に
クローンに近い変異株を得る方法は、増殖した細胞より
細かい細胞集塊を選別または細断化し、これを薬剤を含
む固体培地の上に広げて培養する方法である。具体的に
は、固体培地または液体培地で培養したカルスを、目開
き０．１〜２mm、好ましくは０．５mm程度の篩に通し、
数十の細胞よりなる小集塊を得る。これをシャーレの固
体培地の上に、新鮮重で０．０１〜２ｇ、好ましくは
０．０５〜０．５ｇづつ、細胞数で１０⁶〜１０⁷ 個ず
つをまき、１〜３ヶ月培養する。この方法では抵抗性の
安定した変異株が多数得られる。

【００１４】薬剤濃度は、無選抜株のイネの生育を阻害
する濃度から決定する。脂肪酸合成阻害作用を示す除草
剤は、一般にイネ培養細胞に対して０．０５〜１mg／ｌ
で生育抑制を示し、１mg／ｌ以上では完全に生育を止め
るので、薬剤濃度を一点で選抜する場合はもとより、濃
度を徐々に上げて選抜する場合でも、最終的には１mg／
ｌ以上の薬剤を添加し、抵抗性細胞株を得る。

【００１５】得た脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤に抵
抗性のカルスおよび細胞株は速やかに再分化させてイネ
植物体にもどす。分化培地としては、カルス培養培地と
基本的に同じであるが、オーキシン類を含まない培地、
あるいは０．１mg／ｌ以下の２，４−ジクロロフェノキ
シ酢酸または１mg／ｌ以下のナフタリン酢酸を含む固体
培地を使用し、これに選抜細胞を移植し、１０日〜２ヶ
月間明所下で培養して、植物体を分化させる。このと
き、１〜１０mg／ｌのサイトカイニン類を添加すること
はさらに効果的である。分化したイネ個体は草丈が５〜
２０cmになり、根が十分伸長するまで新鮮な別の培地で
生育させる。これを土壌を入れたポットに移植し、湿度
を徐々に低下させて順化させてから、屋外あるいは温室
で栽培する。

【００１６】このようにして得たイネは、すべて脂肪酸
合成阻害作用を示す除草剤に抵抗性となる。しかし、こ
の個体から得た稔実種子より発芽した次世代個体は、通
常抵抗性個体と感受性個体が３：１の比率で分離するの
で、再度抵抗性個体を選抜する必要がある。そのため、
上記で得たイネ種子を、上記選抜に使用したと同じ除草
剤を含む培地または培土に播種し、１週間ほど栽培する
と、抵抗性のイネ個体は通常の生育を示すが、感受性の
個体は全く生育しないので、抵抗性のイネ個体を容易に
選抜することができる。あるいは、該種子の発芽後１〜
３週間後にイネ体に該除草剤を施用し、感受性のイネ個
体を枯死させる方法でも抵抗性のイネ体を容易に選抜す
ることができる。選抜した抵抗性イネ個体から再度種子
を採取し、同じ検定を行うことで、次世代が抵抗性個体
と感受性個体に分離せず、抵抗性個体のみとなり、抵抗
性形質がホモに固定されたイネおよびその種子を得るこ
とができる。なお、カルス誘導の材料として花粉や葯を
用いた場合は、抵抗性個体から感受性個体の分離が起こ
らないので、抵抗性形質を固定する方法は行う必要がな
い。

【００１７】さらに、固定されたイネの抵抗性形質は、
交配後、戻し交配をする当業者に既知の方法で他品種の
イネに導入することができる。また、上記抵抗性形質は
優性遺伝するので、抵抗性形質が固定されたイネ種子を
栽培し、これに他品種のイネを交配させて薬剤抵抗性の
Ｆ１イネ種子を得ることもできる。

【００１８】抵抗性形質が固定されたイネ種子は、直播
や移植を行う通常の方法により栽培することができ、こ
のイネを栽培した圃場に前記除草剤を施用することによ
り、イネに薬害をおこすことなくイネ科雑草を選択的に
防除することができる。処理時期は出芽前から出穂期ま
での幅広い期間で可能で、播種または移植前の土壌混
和、あるいは出芽後または移植後の土壌処理、茎葉処理
の方法で、目的に応じて製剤化された薬剤を投与するこ
とができる。また、所望ならばベンスルフロンメチルや
ベンタゾンなどの薬剤との混合により、広葉やカヤツリ
グサ科に属する雑草の同時防除も可能である。

【００１９】なお、本発明の脂肪酸合成阻害作用を示す
除草剤に抵抗性のイネおよびその種子は、三共株式会社
農業科学研究所（所在地−滋賀県野洲郡野洲町野洲１０
４１）において育種・保存・管理されており、試験又は
研究のために実施しようとする者は、分譲を受けること
ができる。

【００２０】

【作用】本発明により創製されたイネは、脂肪酸合成阻
害作用を示す除草剤に抵抗性であるので、この除草剤の
処理によってイネは薬害を受けることがなく、イネ科雑
草を選択的に防除することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２２】

【実施例１】 フェノキサプロップエチル抵抗性のイネ（日本晴）の作
出 （１）カルスの誘導、培養 イネ（日本晴）完熟種子より籾殻を除いた玄米を、７０
％エタノールに１分間、続いて２％次亜塩素酸水溶液に
１５分間浸して殺菌し、これを無菌水で数回洗浄してか
ら、胚を上側にしてのカルス誘導固体培地３０ml上に置
床した。カルス誘導培地はＮ６培地を基本とし、１２mM
のプロリン、１００mg／ｌのカザミノ酸、２mg／ｌの
２，４−ジクロロフェノキシ酢酸、３％のショ糖、０．
２５％のゲルライトを添加し、pH５．７に調製したもの
を使用した。これを２５℃の暗条件で培養し、２週間後
に胚盤部分に形成されたカルスを同組成の培地に移植し
た。３週間後のカルスが増殖した時点で、ゲルライトを
除いた同組成のの液体培地５０mlにカルスを移植し、振
とう培養した。以後、７〜１０日毎に継代培養を行い、
カルスを増殖、維持した。

【００２３】（２）抵抗性細胞株の選抜 液体培養で増殖させたカルスを、スプーンでつぶしなが
ら目開き０．５mmの篩に通し、小集塊になった細胞を得
た。この細胞を無菌水１００ml当り１２．５ｇ新鮮重の
濃度で懸濁した。２mg／ｌの濃度にフェノキサプロップ
エチル〔化学名：エチル（±）−２−［４−［（６−ク
ロロ−２−ベンゾキサゾリル）オキシ］フェノキシ］プ
ロパネート〕を添加した上記カルス培養固体培地３０ml
を入れた直径９cmのシャーレに、前記培養細胞懸濁液
１．６mlずつをまき、暗所下で培養した。

【００２４】イネ培養細胞は、フェノキサプロップエチ
ル濃度が０．１mg／ｌの培地で、約８５％の生育阻害を
受け、０．３mg／ｌの培地では殆ど生育できなかった
が、２mg／ｌの培地で１〜３ヶ月培養することで、８０
ｇ新鮮重の細胞から２１の抵抗性細胞株が得られた。こ
れを同組成の固体培地に移植し、増殖させた。

【００２５】（３）選抜細胞株の抵抗性検定 選抜株および無選抜株について、フェノキサプロップエ
チル、フルアジホップブチル〔化学名：ブチル（±）−
２−［４−［（５−トリフルオロメチル−２−ピリジニ
ル）オキシ］フェノキシ］プロパネート〕、セトキシジ
ム〔化学名：（±）−２−［１−（エトキシイミノ）ブ
チル］−５−［２−（エチルチオ）プロピル］−３−ヒ
ドロキシ−２−シクロヘキセン−１−オン〕を下記濃度
で含むカルス培養固体培地に、１〜２mmのカルス小片を
３個ずつ植付け、１ヶ月間培養した後にカルス重量を測
定した。

【００２６】フェノキサプロップエチル ０．５、１、
２、５、１０、２０、５０mg／ｌ フルアジホップブチル １、５、２５mg／ｌ セトキシジム ２、１０、５０mg／ｌ その結果、選抜株はいずれも５０mg／ｌフェノキサプロ
ップエチル添加培地上で、薬剤無添加の培地上と同じよ
うに生育した。一方、無選抜株は０．５mg／ｌ添加の培
地でも生育できなかった。他の２種の除草剤添加培地で
の生育は図１に示す。フルアジホップブチル添加培地に
おいても多くの株が良好に生育し、抵抗性であった。セ
トキシジム添加培地では生育は劣ったものの、抵抗性が
認められるものがあった。

【００２７】（４）抵抗性細胞株からの植物体再分化 選抜株の中から、上記検定でフェノキサプロップエチル
とフルアジホップブチルに強い抵抗性があり、セトキシ
ジムにも抵抗性の認められたＮｏ．１７を選抜し、これ
を分化培地に移植して、２７℃、３０００lux の明所下
で培養した。分化培地はＮ６培地を基本とし、０．２％
カザミノ酸、２％ショ糖、３％ソルビトール、１μM ナ
フタリン酢酸および１０μM カイネチンを添加した固体
培地を用いた。その結果、１０日目位から細胞の緑化が
始まり、以後茎葉の分化、発根が起こった。草丈が２cm
程度になったところで、新鮮な分化培地に移植し、さら
に培養することで、草丈約１５cmの健全なイネ苗が得ら
れた。

【００２８】再分化苗は、一辺６cmのプラスチック容器
につめた滅菌培土に移植した。２週間にわたって湿度を
徐々に下げながら栽培した後、１／５０００アールのワ
グネルポットに移植して常法で栽培し、多数の稔実種子
を得た。

【００２９】（５）次世代の抵抗性検定 上記のようにして得た種子を催芽させ、前記の除草剤を
含む０．５％寒天培地３０ml当り１０粒ずつを播種し
た。これを２７℃、３０００lux の明所で１週間栽培し
た。結果を表１に示す。次世代種子より発芽した植物体
の約３／４はフェノキサプロップエチル存在下で正常な
生育を示した。また、前記の２種の除草剤以外に、一般
名キザロホップエチル〔化学名：エチル（±）−２−
［４−［（６−クロロ−２−キノキサリニル）オキシ］
フェノキシ］プロパネート〕を加えて抵抗性を検定した
ところ、このイネの大半は、他の薬剤の存在下でも生育
でき、幅広い脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤に抵抗性
であることを示した。一方、比較のために用いた無選抜
のイネ（日本晴）は、検定した濃度では全く生育しなか
った。

【００３０】

【表１】

【００３１】さらに、除草剤を含まない培土で栽培した
２．５葉期のこのイネの茎葉に同じ除草剤を散布し、茎
葉散布時の抵抗性を検定した。その結果、次世代イネの
約３／４は５００mg／ｌのフェノキサプロップエチル散
布でも何ら薬害は認められなかったが、比較の無選択の
イネは２０mg／ｌの散布で著しい生育抑制を、５０mg／
ｌの散布で枯死した。また、タイヌビエも同濃度で枯死
した。

【００３２】（６）抵抗性の固定 上記検定法で前記の除草剤に抵抗性を示した次世代イネ
を栽培し、種子を得た。この種子を上記検定法で再度試
験したところ、栽培した次世代個体の約１／３の個体か
ら得た種子はすべて抵抗性を示し、抵抗性形質が固定さ
れたことが確かめられた。

【００３３】

【実施例２】 フェノキサプロップエチル抵抗性イネ（コシヒカリ）の
作出 （１）カルスの誘導、培養 実施例１と同様にしてカルスを誘導し、固体培地にてこ
れを３週間毎に継代培養した。ただし、培地は実施例１
のもののショ糖濃度を１％に下げ、３％のソルビトール
を添加したものを使用した。

【００３４】（２）抵抗性細胞株の選抜 実施例１と同じようにして選抜を行い、８９ｇ新鮮重の
培養細胞から２mg／ｌのフェノキサプロップエチル添加
培地で生育できる１７２の細胞株を選抜した。

【００３５】（３）抵抗性細胞株からの植物体再分化 選抜株を実施例１と同じ分化培地に移植し、植物体を再
生させた。再生植物体を常法どおり栽培し、前記の除草
剤に抵抗性のイネ（コシヒカリ）種子を得た。

【００３６】

【実施例３】 イネ科雑草の選択的防除効果 実施例１で作出した抵抗性形質が固定されたイネ（日本
晴）種子とイネ科雑草種子を同一容器に播種した後、フ
ェノキサプロップエチルを１kg/ha の量で土壌処理、あ
るいは草丈が５cm程度になった所で、５００mg／ｌのフ
ェノキサプロップエチル溶液を０．５kg/ha になるよう
に茎葉散布し、その後の生育を調査した。その結果、表
２に示すように、いずれの処理でも雑草を効果的に防除
できた。

【００３７】

【表２】

【００３８】殺草効果は、正常生育( ０) 〜完全枯死(
５) の６段階で評価した。

【００３９】

【発明の効果】本発明によるイネを栽培することで、従
来防除が難しかったタイヌビエを初めとする圃場のイネ
科雑草を効果的に防除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フルアジホップブチルまたはセトキシジムを添
加した培地での、イネ（日本晴）選抜カルスの生育を示
す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤に抵抗
   性のイネおよびその種子。
2. 【請求項２】 脂肪酸合成阻害作用が、アセチルＣｏＡ
   カルボキシラーゼ阻害作用である請求項１記載のイネお
   よびその種子。
3. 【請求項３】 除草剤が、アリールオキシフェノキシ脂
   肪酸類、Ｎ−ベンゾイル−Ｎ−フェニルアミノ酸類、あ
   るいはそれらの塩、エステルまたはアミド、並びにシク
   ロヘキサンジオン類から選ばれる除草剤である請求項１
   記載のイネおよびその種子。
4. 【請求項４】 脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤を含む
   培地にイネ細胞を培養し、該除草剤に抵抗性のイネ培養
   細胞を選抜し、これを再分化させることを特徴とする該
   除草剤に抵抗性のイネおよびその種子の育種方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のイネ種子を栽培し、これ
   に他品種のイネを交配させる脂肪酸合成阻害作用を示す
   除草剤に抵抗性のイネ種子の育種方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載のイネを栽培した圃場に、
   脂肪酸合成阻害作用を示す除草剤を施用し、イネ科雑草
   を防除する方法。