JPH09220035A - イオンビーム照射による種属間雑種の作出方法 - Google Patents
イオンビーム照射による種属間雑種の作出方法Info
- Publication number
- JPH09220035A JPH09220035A JP8030435A JP3043596A JPH09220035A JP H09220035 A JPH09220035 A JP H09220035A JP 8030435 A JP8030435 A JP 8030435A JP 3043596 A JP3043596 A JP 3043596A JP H09220035 A JPH09220035 A JP H09220035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion beam
- irradiation
- pollen
- hybrids
- hybrid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/01—Preparation of mutants without inserting foreign genetic material therein; Screening processes therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N13/00—Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S47/00—Plant husbandry
- Y10S47/01—Methods of plant-breeding and including chromosome multiplication
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S47/00—Plant husbandry
- Y10S47/08—Treatment of plants and seeds with radioactive energy
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 花粉、葯または雌蕊のいずれかにイオンビー
ムを照射することにより、交雑不親和性を打破して種属
間雑種を作出する方法。 【解決手段】 交雑に用いる植物体の花粉、葯または雌
蕊のいずれかを、プロトンからウランまでの元素で、５
〜１０，０００ｋｅＶ／μｍの範囲のＬＥＴを有するイ
オンビームを用いて、１〜２，０００Ｇｙの線量範囲で
イオンビーム照射した後、交雑する。
ムを照射することにより、交雑不親和性を打破して種属
間雑種を作出する方法。 【解決手段】 交雑に用いる植物体の花粉、葯または雌
蕊のいずれかを、プロトンからウランまでの元素で、５
〜１０，０００ｋｅＶ／μｍの範囲のＬＥＴを有するイ
オンビームを用いて、１〜２，０００Ｇｙの線量範囲で
イオンビーム照射した後、交雑する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、花粉、葯または雌
蕊のいずれかにイオンビームを照射することにより、交
雑不親和性を打破して種属間雑種を作出する方法に関す
るものである。
蕊のいずれかにイオンビームを照射することにより、交
雑不親和性を打破して種属間雑種を作出する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近縁、遠縁を問わず他の種や属に見出さ
れる遺伝子を目的とする種に導入するために、これまで
各種の種間及び属間交雑が行われてきた。しかし、花粉
の不発芽や花粉管の伸長阻害などにより受精が起こらな
かったり、受精しても受精胚の崩壊や発育不全のために
種子が得られなかったり、種子が得られても発芽しない
とか、発芽しても植物体として成熟するまでに致死する
など、植物が進化の過程で獲得した生殖的隔離機構によ
る交雑不親和性が障害となり、種属間雑種を得ることが
非常に困難であるか、又は不可能であった。
れる遺伝子を目的とする種に導入するために、これまで
各種の種間及び属間交雑が行われてきた。しかし、花粉
の不発芽や花粉管の伸長阻害などにより受精が起こらな
かったり、受精しても受精胚の崩壊や発育不全のために
種子が得られなかったり、種子が得られても発芽しない
とか、発芽しても植物体として成熟するまでに致死する
など、植物が進化の過程で獲得した生殖的隔離機構によ
る交雑不親和性が障害となり、種属間雑種を得ることが
非常に困難であるか、又は不可能であった。
【０００３】このような交雑不親和性を打破する方法と
して、従来は（１）交雑花数を増やしたり、正逆交雑や
橋渡し交雑、両親あるいは片親の染色体倍加後の交雑を
試みること、（２）授粉時にオーキシンやジベリレンな
どのホルモン処理を行うこと、（３）交雑後の胚、胚
珠、子房などを人工培地で生育させること、（４）細胞
融合して再分化個体を得ること、又は（５）交雑前ある
いは交雑後に、蕾、子房、花柱、花粉などγ線やＸ線で
放射線照射することなどの処理が行われてきた。
して、従来は（１）交雑花数を増やしたり、正逆交雑や
橋渡し交雑、両親あるいは片親の染色体倍加後の交雑を
試みること、（２）授粉時にオーキシンやジベリレンな
どのホルモン処理を行うこと、（３）交雑後の胚、胚
珠、子房などを人工培地で生育させること、（４）細胞
融合して再分化個体を得ること、又は（５）交雑前ある
いは交雑後に、蕾、子房、花柱、花粉などγ線やＸ線で
放射線照射することなどの処理が行われてきた。
【０００４】（１）は古典的な技術を用いて極く低い頻
度で得られる雑種を見出そうとするものであり、多大な
労力と時間を要するという問題がある。（２）はホルモ
ン処理によって胚や胚乳の発達を特異的に促進させるも
のであるが、用いるホルモンの種類や濃度に明確な基準
がなく、また不明な点が多く、最適な条件を決定するこ
とが困難であるという問題がある。（３）は雑種胚の生
長が停止してしまう前に、人工培養することで胚を救済
しようとする方法であるが、培養条件が確立されていな
いものには適用できないという問題や、熟練を要するた
めに大量に処理することが困難であるという問題があ
る。（４）は種間に限らず属間の雑種を得ることも出来
る画期的方法であるが、プロトプラストの単離から培
養、選抜、再分化など多くのプロセスで確立すべき条件
が多く、これらの条件を確立することが困難な場合が多
い。更に、脱分化状態で進行する培養過程で染色体や遺
伝子の変異や脱落が起こりやすいという避けがたい問題
がある。（５）の放射線処理法は、処理によって雑種形
成頻度を増大させようというものであり、操作は比較的
簡単であるが、照射線量によっては突然変異により目的
とする雑種の特性が大きく変化してしまうという問題が
ある。
度で得られる雑種を見出そうとするものであり、多大な
労力と時間を要するという問題がある。（２）はホルモ
ン処理によって胚や胚乳の発達を特異的に促進させるも
のであるが、用いるホルモンの種類や濃度に明確な基準
がなく、また不明な点が多く、最適な条件を決定するこ
とが困難であるという問題がある。（３）は雑種胚の生
長が停止してしまう前に、人工培養することで胚を救済
しようとする方法であるが、培養条件が確立されていな
いものには適用できないという問題や、熟練を要するた
めに大量に処理することが困難であるという問題があ
る。（４）は種間に限らず属間の雑種を得ることも出来
る画期的方法であるが、プロトプラストの単離から培
養、選抜、再分化など多くのプロセスで確立すべき条件
が多く、これらの条件を確立することが困難な場合が多
い。更に、脱分化状態で進行する培養過程で染色体や遺
伝子の変異や脱落が起こりやすいという避けがたい問題
がある。（５）の放射線処理法は、処理によって雑種形
成頻度を増大させようというものであり、操作は比較的
簡単であるが、照射線量によっては突然変異により目的
とする雑種の特性が大きく変化してしまうという問題が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように放射線
処理法は、植物全体あるいは蕾、子房、花柱、花粉など
を照射する以外の操作は通常の交雑と同じであるため
に、比較的操作が簡単である。照射花粉を用いる場合に
は、花粉は多量に採取でき、少量の花粉で授粉が可能で
あるため、種々の母体に授粉することで多種類の交雑組
み合わせで雑種が得られるという利点がある。また、人
工培養法や細胞融合法のように、培養系の確立が非常に
困難であり、限られた系統にしか適用できないというこ
とがなく、種々の植物に広く適用することが可能であ
る。
処理法は、植物全体あるいは蕾、子房、花柱、花粉など
を照射する以外の操作は通常の交雑と同じであるため
に、比較的操作が簡単である。照射花粉を用いる場合に
は、花粉は多量に採取でき、少量の花粉で授粉が可能で
あるため、種々の母体に授粉することで多種類の交雑組
み合わせで雑種が得られるという利点がある。また、人
工培養法や細胞融合法のように、培養系の確立が非常に
困難であり、限られた系統にしか適用できないというこ
とがなく、種々の植物に広く適用することが可能であ
る。
【０００６】しかし、従来の放射線処理法は、γ線やＸ
線などの低ＬＥＴ放射線を使用していたために一定部位
への照射が不可能であり、雑種作出に適正な線量を決定
するのが難しい。また、交雑不親和性を打破できる線量
では、幾つかの遺伝子に変異が生じるため、両親の遺伝
子を正しく受け継ぐ雑種を得ることが困難であった。更
に、低線量では遺伝子の変異を抑制できるものの交雑不
親和性の打破効果が小さく、効率よく雑種を作出できな
いという問題がある。
線などの低ＬＥＴ放射線を使用していたために一定部位
への照射が不可能であり、雑種作出に適正な線量を決定
するのが難しい。また、交雑不親和性を打破できる線量
では、幾つかの遺伝子に変異が生じるため、両親の遺伝
子を正しく受け継ぐ雑種を得ることが困難であった。更
に、低線量では遺伝子の変異を抑制できるものの交雑不
親和性の打破効果が小さく、効率よく雑種を作出できな
いという問題がある。
【０００７】本発明は、高ＬＥＴ放射線であるイオンビ
ームを用いることによって、目的とする遺伝子に変異を
起こさせることなく交雑不親和性を打破することによっ
て、健全な雑種を効率よく作出する方法を提供すること
を目的とする。
ームを用いることによって、目的とする遺伝子に変異を
起こさせることなく交雑不親和性を打破することによっ
て、健全な雑種を効率よく作出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、上記の課
題を解決すべく、従来のγ線やＸ線などの低ＬＥＴ放射
線に代えて高ＬＥＴのイオンビームを使用することによ
って、効率よく健全な雑種を作出する方法を発見した。
本発明のイオンビーム照射による雑種作出方法は、従来
のγ線やＸ線に比べて、雑種の獲得効率が高く、かつ得
られた雑種が両親の遺伝子を正しく受け継ぐものである
という点で有利である。
題を解決すべく、従来のγ線やＸ線などの低ＬＥＴ放射
線に代えて高ＬＥＴのイオンビームを使用することによ
って、効率よく健全な雑種を作出する方法を発見した。
本発明のイオンビーム照射による雑種作出方法は、従来
のγ線やＸ線に比べて、雑種の獲得効率が高く、かつ得
られた雑種が両親の遺伝子を正しく受け継ぐものである
という点で有利である。
【０００９】本発明において用いられるイオンビームと
は、現在加速することが可能なプロトンからウランまで
の元素のイオンを加速器を用いて加速したビームをい
う。ビームのエネルギーは、照射対象物の大きさによっ
て選択する。例えば、葯、蕾、子房、花柱などを植物体
に着生したまま直接照射する場合には、使用する植物の
照射対象物の大きさを予め計測し、照射ターゲットに対
応した飛程を持ったイオンビームを用いることによって
充分な効果が得られる。
は、現在加速することが可能なプロトンからウランまで
の元素のイオンを加速器を用いて加速したビームをい
う。ビームのエネルギーは、照射対象物の大きさによっ
て選択する。例えば、葯、蕾、子房、花柱などを植物体
に着生したまま直接照射する場合には、使用する植物の
照射対象物の大きさを予め計測し、照射ターゲットに対
応した飛程を持ったイオンビームを用いることによって
充分な効果が得られる。
【００１０】花粉などを葯から取り出して照射したのた
授粉させる方法が最も簡便であるが、その場合にも同様
な方法により、細胞質あるいは核など照射ターゲットの
深さに対応したイオンビームで照射することが効果を得
るのに必要である。真空に耐える花粉などでは、真空容
器内に入れてイオンビームを照射することが出来るが、
通常は真空容器からイオンビームを大気中に取り出して
対象物を照射する。
授粉させる方法が最も簡便であるが、その場合にも同様
な方法により、細胞質あるいは核など照射ターゲットの
深さに対応したイオンビームで照射することが効果を得
るのに必要である。真空に耐える花粉などでは、真空容
器内に入れてイオンビームを照射することが出来るが、
通常は真空容器からイオンビームを大気中に取り出して
対象物を照射する。
【００１１】照射に必要な線量は、対象物の放射線感受
性によって決定される。花粉を照射する場合には、花粉
を乾燥状態で１０〜２，０００Ｇｙの線量範囲で照射
し、最適な線量を決定することが必要である。通常植物
体に着生した状態の照射対象物を照射する場合には、乾
燥状態のものよりも放射線感受性が高く、１〜１００Ｇ
ｙの線量範囲から適正線量を決定することが望ましい。
性によって決定される。花粉を照射する場合には、花粉
を乾燥状態で１０〜２，０００Ｇｙの線量範囲で照射
し、最適な線量を決定することが必要である。通常植物
体に着生した状態の照射対象物を照射する場合には、乾
燥状態のものよりも放射線感受性が高く、１〜１００Ｇ
ｙの線量範囲から適正線量を決定することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】イオンビームの生物作用は、γ線
やＸ線などの低ＬＥＴ放射線と比べて致死効果や突然変
異誘発効果が数倍〜数１０倍高いことが知られている。
それは局所的にイオンビームのエネルギーが細胞や組織
等に付与され、ＤＮＡなどに大きな損傷を与えるためで
ある。例えば、ＬＥＴが１ｋｅＶ／μｍであるＸ線とＬ
ＥＴが１０ｋｅＶ／μｍであるイオンビームを用いて、
細胞１個を同一線量で照射したとすると、Ｘ線１００個
分のエネルギーがイオンビームでは１個で与えられるこ
とになる。イオンビームでは１個でも充分破壊的なエネ
ルギーを局所的に付与することから、生物に対する影響
が大きいばかりでなく、エネルギー付与が局所的である
ことから、細胞の特定の部位までの損傷は起こるが、そ
れ以外の部位は健全であり、副次的な影響を与えること
が少ない。これが交雑不親和性を打破するのに、低ＬＥ
Ｔのγ線などよりもイオンビームの方がより健全な雑種
が得られる理由である。
やＸ線などの低ＬＥＴ放射線と比べて致死効果や突然変
異誘発効果が数倍〜数１０倍高いことが知られている。
それは局所的にイオンビームのエネルギーが細胞や組織
等に付与され、ＤＮＡなどに大きな損傷を与えるためで
ある。例えば、ＬＥＴが１ｋｅＶ／μｍであるＸ線とＬ
ＥＴが１０ｋｅＶ／μｍであるイオンビームを用いて、
細胞１個を同一線量で照射したとすると、Ｘ線１００個
分のエネルギーがイオンビームでは１個で与えられるこ
とになる。イオンビームでは１個でも充分破壊的なエネ
ルギーを局所的に付与することから、生物に対する影響
が大きいばかりでなく、エネルギー付与が局所的である
ことから、細胞の特定の部位までの損傷は起こるが、そ
れ以外の部位は健全であり、副次的な影響を与えること
が少ない。これが交雑不親和性を打破するのに、低ＬＥ
Ｔのγ線などよりもイオンビームの方がより健全な雑種
が得られる理由である。
【００１３】γ線などでは、交雑不親和性の打破に必要
な線量を照射した場合、細胞にほぼ均一に放射線が照射
されるため、副次的な影響として突然変異が起こる場合
が多く、その結果、両親の遺伝子を健全に受け継いだ雑
種を得ることが困難になる。イオンビームを照射するこ
とにより、健全な雑種を高い収率で得ることが出来るの
は、γ線などよりも交雑不親和性の原因となっているタ
ーゲットだけを効率よく破壊することが出来ることに依
っている。
な線量を照射した場合、細胞にほぼ均一に放射線が照射
されるため、副次的な影響として突然変異が起こる場合
が多く、その結果、両親の遺伝子を健全に受け継いだ雑
種を得ることが困難になる。イオンビームを照射するこ
とにより、健全な雑種を高い収率で得ることが出来るの
は、γ線などよりも交雑不親和性の原因となっているタ
ーゲットだけを効率よく破壊することが出来ることに依
っている。
【００１４】イオンビームで使用するＬＥＴは、５〜１
０，０００ｋｅＶ／μｍの範囲が可能である。特に、５
〜３００ｋｅＶ／μｍのＬＥＴが通常の照射対象物では
最も有効である。それはＬＥＴが増大すると１個のイオ
ンで与えられるエネルギーが増大し、局所的な損傷を起
こしやすくなるからである。
０，０００ｋｅＶ／μｍの範囲が可能である。特に、５
〜３００ｋｅＶ／μｍのＬＥＴが通常の照射対象物では
最も有効である。それはＬＥＴが増大すると１個のイオ
ンで与えられるエネルギーが増大し、局所的な損傷を起
こしやすくなるからである。
【００１５】種々の組み合わせの中では、イオンビーム
照射で得られた種属間雑種でも、遠縁雑種の一般的特性
として、種子を形成しない場合が起こる。遠縁雑種での
不稔性は染色体の不対合によるものであり、これらの雑
種は、コルヒチンなどで染色体倍加処理を行い複２倍体
化することにより、種子を形成させることが出来る。イ
オンビーム照射で得られる雑種においても、同様な方法
で種子を形成させることができ、後代植物は円滑に育成
できる。
照射で得られた種属間雑種でも、遠縁雑種の一般的特性
として、種子を形成しない場合が起こる。遠縁雑種での
不稔性は染色体の不対合によるものであり、これらの雑
種は、コルヒチンなどで染色体倍加処理を行い複２倍体
化することにより、種子を形成させることが出来る。イ
オンビーム照射で得られる雑種においても、同様な方法
で種子を形成させることができ、後代植物は円滑に育成
できる。
【００１６】以下、実施例によって本発明を更に詳細に
説明するが、本発明はイオンビーム作用の原理に基づく
ものであり、発明の範囲はそれらの実施例にのみ限定さ
れるものではない。
説明するが、本発明はイオンビーム作用の原理に基づく
ものであり、発明の範囲はそれらの実施例にのみ限定さ
れるものではない。
【００１７】
【実施例１】交雑には試料として、タバコ栽培種Ｎｉｃ
ｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ，（ＢＹ−４）とタ
バコ野生種Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｇｏｓｓｅｉ Ｄｏｍ
ｉｎ．を用いた。本栽培種と野生種との通常の交雑で
は、野生種を母体とした場合、種子は得られかつ発芽す
るが、幼苗は子葉を展開した時点で褐変、致死して成熟
植物体を得ることがほとんど不可能である。
ｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ，（ＢＹ−４）とタ
バコ野生種Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｇｏｓｓｅｉ Ｄｏｍ
ｉｎ．を用いた。本栽培種と野生種との通常の交雑で
は、野生種を母体とした場合、種子は得られかつ発芽す
るが、幼苗は子葉を展開した時点で褐変、致死して成熟
植物体を得ることがほとんど不可能である。
【００１８】そこで、交雑不親和性の打破に対するイオ
ン照射の影響を明らかにするため、栽培種Ｎ．ｔａｂａ
ｃｕｍの完熟花粉を６ＭｅＶのＨｅ2+イオンで照射し、
野生種Ｎ．ｇｏｓｓｅｉに授粉した時の稔実さく率、種
子胚芽率、植物体の生存率をγ線で照射した場合の結果
と比較して表１に示す。
ン照射の影響を明らかにするため、栽培種Ｎ．ｔａｂａ
ｃｕｍの完熟花粉を６ＭｅＶのＨｅ2+イオンで照射し、
野生種Ｎ．ｇｏｓｓｅｉに授粉した時の稔実さく率、種
子胚芽率、植物体の生存率をγ線で照射した場合の結果
と比較して表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】Ｎ．ｇｏｓｓｅｉ×Ｎ．ｔａｂａｃｕｍで
は、非照射花粉を用いた場合、稔実さくが得られ、種子
の発芽も良いが、それらは全て幼苗期に致死してしま
う。
は、非照射花粉を用いた場合、稔実さくが得られ、種子
の発芽も良いが、それらは全て幼苗期に致死してしま
う。
【００２１】γ線照射した花粉では、稔実さく率は線量
と共に低下するが、非照射と比べて種子発芽率の低下が
著しく、雑種植物体の生存率も極めて低い。その結果、
成熟雑種植物体の獲得率は３．７×１０-5と非常に低く
なる。
と共に低下するが、非照射と比べて種子発芽率の低下が
著しく、雑種植物体の生存率も極めて低い。その結果、
成熟雑種植物体の獲得率は３．７×１０-5と非常に低く
なる。
【００２２】一方、Ｈｅ2+イオン照射した花粉の場合に
は、稔実さく率は低下するものの種子発芽率が非照射よ
りも高く、雑種植物体の生存率はγ線の場合よりも高
い。このため、成熟雑種植物体の獲得率はγ線よりも約
３０倍高く、１．１×１０-3となる。これらはγ線照射
とイオンビーム照射との間で花粉への影響に違いがある
ことを示している。
は、稔実さく率は低下するものの種子発芽率が非照射よ
りも高く、雑種植物体の生存率はγ線の場合よりも高
い。このため、成熟雑種植物体の獲得率はγ線よりも約
３０倍高く、１．１×１０-3となる。これらはγ線照射
とイオンビーム照射との間で花粉への影響に違いがある
ことを示している。
【００２３】γ線では発芽率の低下が著しいことから、
染色体異常や突然変異の誘起といったような交雑不親和
性の打破以外の影響があると考えられるのに対して、イ
オンビームでは、稔実さく率は低下するものの発芽率が
極めて高いことから、交雑不親和性の打破に特異的な効
果があると考えられる。
染色体異常や突然変異の誘起といったような交雑不親和
性の打破以外の影響があると考えられるのに対して、イ
オンビームでは、稔実さく率は低下するものの発芽率が
極めて高いことから、交雑不親和性の打破に特異的な効
果があると考えられる。
【００２４】
【実施例２】実施例１と同様に、タバコ栽培種Ｎ．ｔａ
ｂａｃｕｍと野生種Ｎ．ｇｏｓｓｅｉを用いて、雑種幼
苗の生存率に対するイオン照射効果をＬＥＴとの関係で
調べた。栽培種の慣熟花粉を各種ＬＥＴのイオンビーム
で照射し、野生種Ｎ．ｇｏｓｓｅｉに授粉して得られた
種子の発芽率と幼苗生存率を調べた結果を表２に示す。
ｂａｃｕｍと野生種Ｎ．ｇｏｓｓｅｉを用いて、雑種幼
苗の生存率に対するイオン照射効果をＬＥＴとの関係で
調べた。栽培種の慣熟花粉を各種ＬＥＴのイオンビーム
で照射し、野生種Ｎ．ｇｏｓｓｅｉに授粉して得られた
種子の発芽率と幼苗生存率を調べた結果を表２に示す。
【００２５】照射する線量は８００Ｇｙと一定にして、
ＬＥＴを１５〜１，８００ｋｅＶ／μｍの範囲で変化さ
せると、種子の発芽率については、イオンビームの打ち
込み深度に対応して低下する傾向が見られ、明確なＬＥ
Ｔ依存性は見られないが、生存率については、１５０ｋ
ｅＶ／μｍ付近のＬＥＴで最大となった。このことか
ら、イオン照射においては、ＬＥＴが低くとも１％前後
の生存率を得ることが出来るが、至適なＬＥＴを選択す
ることによって、生存率を更に上昇できる。生存率の上
昇は多数の成熟雑種植物を獲得するために必要な条件で
あり、照射後に優良雑種を選抜する可能性を増大させる
ものである。
ＬＥＴを１５〜１，８００ｋｅＶ／μｍの範囲で変化さ
せると、種子の発芽率については、イオンビームの打ち
込み深度に対応して低下する傾向が見られ、明確なＬＥ
Ｔ依存性は見られないが、生存率については、１５０ｋ
ｅＶ／μｍ付近のＬＥＴで最大となった。このことか
ら、イオン照射においては、ＬＥＴが低くとも１％前後
の生存率を得ることが出来るが、至適なＬＥＴを選択す
ることによって、生存率を更に上昇できる。生存率の上
昇は多数の成熟雑種植物を獲得するために必要な条件で
あり、照射後に優良雑種を選抜する可能性を増大させる
ものである。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【実施例３】γ線照射とＬＥＴ１５０ｋｅＶ／μｍのＨ
ｅ2+イオンの照射で得られた成熟雑種の形態的特性を比
較したものが表３である。
ｅ2+イオンの照射で得られた成熟雑種の形態的特性を比
較したものが表３である。
【００２８】
【表３】
【００２９】表３に見られるように、イオン照射で得ら
れた雑種では、花色が両種の中間色になり、毛茸数が両
種の中間になるというように、野生種と栽培種の中間型
の形質になることが多く、それ以外の形質についても両
親のどちらかの形質を受け継いでいることが分かる。
れた雑種では、花色が両種の中間色になり、毛茸数が両
種の中間になるというように、野生種と栽培種の中間型
の形質になることが多く、それ以外の形質についても両
親のどちらかの形質を受け継いでいることが分かる。
【００３０】しかし、γ線照射で得られた雑種では、両
親のどちらかの形質を受け継ぐ以外に、萼のねじれが生
じたり、葉縁が円滑ではなく波状で鋸の様になるなど、
両親には存在しない形質が現れてくる。このことは、γ
線照射の雑種では、不親和性の打破が生じると同時に染
色体異常や各種の突然変異が生じていることを示すもの
である。
親のどちらかの形質を受け継ぐ以外に、萼のねじれが生
じたり、葉縁が円滑ではなく波状で鋸の様になるなど、
両親には存在しない形質が現れてくる。このことは、γ
線照射の雑種では、不親和性の打破が生じると同時に染
色体異常や各種の突然変異が生じていることを示すもの
である。
【００３１】これに対して、イオン照射の雑種では両親
に存在しない形質が現れてくることはなく、効果的に不
親和性の打破だけが起こる。これがイオン照射による交
雑不親和性の打破の特徴であり、このことから、イオン
ビーム照射が野生種から栽培種への遺伝子導入にとって
非常に好都合で、かつ有効な手段であると言える。
に存在しない形質が現れてくることはなく、効果的に不
親和性の打破だけが起こる。これがイオン照射による交
雑不親和性の打破の特徴であり、このことから、イオン
ビーム照射が野生種から栽培種への遺伝子導入にとって
非常に好都合で、かつ有効な手段であると言える。
【００３２】
【実施例４】タバコ野生種には各種の強い耐虫性遺伝子
があるが、栽培種には耐虫性遺伝子が非常に少ない。そ
こで、イオン照射及びγ線照射で得られた雑種におい
て、実施例３に示したような形態的特性だけでなく、
Ｎ．ｇｏｓｓｅｉの持つタバコ型モモアカアブラムシ耐
性がどのように導入されているかを調べるために、耐虫
性試験を行った。その結果が表４である。
があるが、栽培種には耐虫性遺伝子が非常に少ない。そ
こで、イオン照射及びγ線照射で得られた雑種におい
て、実施例３に示したような形態的特性だけでなく、
Ｎ．ｇｏｓｓｅｉの持つタバコ型モモアカアブラムシ耐
性がどのように導入されているかを調べるために、耐虫
性試験を行った。その結果が表４である。
【００３３】
【表４】
【００３４】表４から明らかなように、野生種Ｎ．ｇｏ
ｓｓｅｉでは、アブラムシが生存できるのは接種後１日
間のみで、２日目には全て致死するのに対して、栽培種
Ｎ．ｔａｂａｃｕｍではアブラムシが致死することはな
く、１日目でも１００％生存して脱皮を行い生長し続け
た。これに対して、放射線照射で得られた雑種では、ア
ブラムシは最長でも３〜４日間生存できるだけでその後
は全て致死した。これは明らかにＮ．ｇｏｓｓｅｉの遺
伝子が雑種へ導入されたことを示している。
ｓｓｅｉでは、アブラムシが生存できるのは接種後１日
間のみで、２日目には全て致死するのに対して、栽培種
Ｎ．ｔａｂａｃｕｍではアブラムシが致死することはな
く、１日目でも１００％生存して脱皮を行い生長し続け
た。これに対して、放射線照射で得られた雑種では、ア
ブラムシは最長でも３〜４日間生存できるだけでその後
は全て致死した。これは明らかにＮ．ｇｏｓｓｅｉの遺
伝子が雑種へ導入されたことを示している。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、前記のような条件でイ
オンビーム照射することにより、その後の処理は従来の
人工交雑方法を踏襲するだけで、植物の種や属の類縁の
程度に関係なく、種々の組み合わせで健全な雑種を効率
よく作出でき、耐病虫性を始めとした各種の遺伝子を有
効利用することが出来る。
オンビーム照射することにより、その後の処理は従来の
人工交雑方法を踏襲するだけで、植物の種や属の類縁の
程度に関係なく、種々の組み合わせで健全な雑種を効率
よく作出でき、耐病虫性を始めとした各種の遺伝子を有
効利用することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅好 京都府京都市西京区大原野東竹の里町２丁 目１番１−704 (72)発明者 山下 孝生 大阪府大阪市福島区吉野１丁目19番地23号 (72)発明者 中村 明夫 滋賀県大津市中庄２丁目14番９号
Claims (2)
- 【請求項１】 交雑に用いる植物体の花粉、葯または雌
蕊のいずれかをイオンビームで照射した後、交雑するこ
とによって雑種を作出する方法。 - 【請求項２】 プロトンからウランまでの元素で、５〜
１０，０００ｋｅＶ／μｍの範囲のＬＥＴを有するイオ
ンビームを用いて、１〜２，０００Ｇｙの線量範囲で照
射することによる請求項１に記載の雑種作出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030435A JPH09220035A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | イオンビーム照射による種属間雑種の作出方法 |
| US08/790,733 US5735078A (en) | 1996-02-19 | 1997-01-27 | Method of producing intergeneric or interspecific hybrids by ion beam irradiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030435A JPH09220035A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | イオンビーム照射による種属間雑種の作出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09220035A true JPH09220035A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12303873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8030435A Pending JPH09220035A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | イオンビーム照射による種属間雑種の作出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5735078A (ja) |
| JP (1) | JPH09220035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100334934C (zh) * | 2004-03-27 | 2007-09-05 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种栽培植物以固沙的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104904372B (zh) * | 2015-06-15 | 2016-08-24 | 北京市辐射中心 | 一种促进新铁炮百合种子萌发的方法 |
| CN114831022A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-02 | 广西壮族自治区林业科学研究院 | 一种秋水仙素对桃金娘诱变效应的探究方法 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP8030435A patent/JPH09220035A/ja active Pending
-
1997
- 1997-01-27 US US08/790,733 patent/US5735078A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100334934C (zh) * | 2004-03-27 | 2007-09-05 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种栽培植物以固沙的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5735078A (en) | 1998-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Eng et al. | Polyploidization using colchicine in horticultural plants: A review | |
| Richards | Eutriploid facultative agamospermy in Taraxacum | |
| Awoleye et al. | Nuclear DNA content and in vitro induced somatic polyploidization cassava (Manihot esculenta Crantz) breeding | |
| Zhang et al. | Pollination with gamma-irradiated pollen and development of fruits, seeds and parthenogenetic plants in apple | |
| Ehlenfeldt et al. | The use of Endosperm Balance Number and 2n gametes to transfer exotic germplasm in potato | |
| REED et al. | Interspecific hybrids in Nicotiana through in vitro culture of fertilized ovules: N. stocktonii× N. tabacum; N. nesophila× N. tabacum; N. repanda× N. tabacum | |
| Cuny et al. | Effects of gamma irradiation of pollen on parthenogenetic haploid production in muskmelon (Cucumis melo L.) | |
| Warchoł et al. | The effect of auxin and genotype on the production of Avena sativa L. doubled haploid lines | |
| DAL et al. | Effect of different irradiation sources and doses on haploid embryoinduction in Altinbas (Cucumis melo L. var. inodorus) melons | |
| Kundu et al. | Induction of haploid plants in citrus through gamma-irradiated pollen and ascertainment of ovule age for maximum recovery of haploid plantlets | |
| Ebrahimzadeh et al. | Parthenogenetic haploid plant production in styrian pumpkin by gamma irradiated pollen | |
| Ishizaka et al. | Amphidiploids between Cyclamen persicum Mill. and C. hederifolium Aiton induced through colchicine taeatment of ovules in vitro and plants | |
| Sari et al. | Doubled haploid production in watermelon | |
| Roy et al. | β-N-Oxalyl-L-α, β-diaminopropionic acid in somaclones derived from internode explants of Lathyrus sativus | |
| Caglar et al. | Progress in the production of haploid embryos, plants and doubled haploids in cucumber (C. sativus L.) by gamma irradiated pollen, in Turkey | |
| Faris et al. | The effect of gamma irradiation dose on cucumber (Cucumis sativus L.) haploid embryo production | |
| DE69507146T3 (de) | Zytoplasmische männliche-sterile Pflanzenzelle der Compositae Familie und Verfahren zur Herstellung der Pflanze | |
| Çürük et al. | Production of diploid and amphidiploid interspecific hybrids of eggplant and Solanum torvum, and pollen fertility. | |
| Liu et al. | Isolation of diploid and tetraploid cytotypes from mixoploids based on adventitious bud regeneration in Populus | |
| CN102239802B (zh) | 西瓜单倍体的生产方法及其专用培养基 | |
| JPH09220035A (ja) | イオンビーム照射による種属間雑種の作出方法 | |
| Kolesnikova et al. | Haploid biotechnology as a tool for creating a selection material for sugar beets | |
| Yahata et al. | Production of haploid plant of ‘Banpeiyu’pummelo [Citrus maxima (Burm.) Merr.] by pollination with soft X-ray-irradiated pollen | |
| Griffiths et al. | Cross compatibility between diploid and tetraploid perennial ryegrass (Lolium perenne L.) | |
| Bagheri et al. | Production of haploid embryos and plants in Iranian melon (Cucumis melo L.) through irradiated pollen-induced parthenogenesis. |