JPH0984479A - スルホニルウレア系除草剤抵抗性植物及びその作出方法 - Google Patents

スルホニルウレア系除草剤抵抗性植物及びその作出方法

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JPH0984479A
JPH0984479A JP7247832A JP24783295A JPH0984479A JP H0984479 A JPH0984479 A JP H0984479A JP 7247832 A JP7247832 A JP 7247832A JP 24783295 A JP24783295 A JP 24783295A JP H0984479 A JPH0984479 A JP H0984479A
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JP
Japan
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sulfonylurea
resistance
plant
herbicide
tobacco
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Pending
Application number
JP7247832A
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English (en)
Inventor
Tomoko Abe
知子 阿部
Shigeo Yoshida
茂男 吉田
Takashi Sakamoto
坂本  隆
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 メタンスルホン酸エチルによる変異処理
により得られる、スルホニルウレア系除草剤に対し抵抗
性を有するタバコ属植物、及びその作出方法。 【効果】 スルホニルウレア系除草剤に対し抵抗性を有
する新規なタバコ属植物を提供する。このタバコ属植物
の除草剤抵抗性は優性遺伝するので、交配により任意の
タバコ属植物にスルホニルウレア系除草剤に対する抵抗
性を付与することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スルホニルウレア
系除草剤に対し抵抗性を有するタバコ属植物及びその作
出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スルホニルウレア系除草剤は、バリン、
ロイシン、イソロイシンなどのアミノ酸の生合成経路で
働くアセトラクテートシンテターゼ(ALS)を阻害す
ることにより除草活性を示す除草剤である。この除草剤
は、少量で十分な除草作用を有するため環境に対する放
出量が少なくて済む点、動物には前記アミノ酸の生合成
経路がないため動物には全く影響を及ぼさない点などか
ら安全性に優れ、現在注目されている除草剤の一つであ
る。
【0003】しかしながら、この除草剤は、植物対し非
特異的に作用するため、雑草のみならず、有用作物も枯
死させてしまうという欠点がある。このため、従来から
有効成分となる化合物の化学構造の一部を変化させるこ
とにより、特定の作物に対する除草作用を弱めるような
試みがなされてきたが(Holt,J.S.,1993,Annu.Rev.Plan
t Moi.Biol.44:203-229 )、十分な成果はあがっていな
いのが現状である。
【0004】このような問題を解決する最も有効な手段
は、作物自体にスルホニルウレア系除草剤に対する抵抗
性を付与することである。従来から、有用作物に除草剤
抵抗性を付与した例は幾つか知られている。例えば、不
定胚培養系を用いてトウモロコシにイマザキン耐性を付
与した例(Anderson,P.C. and Georgeson,M.,1989,Geno
me 31:994)、遺伝子組み換え技術によりタバコやトマト
にグリホセート耐性を付与した例(Comai,L.D.,et.al.,
1985,Nature 317:741-744)などが報告されている。ま
た、スルホニルウレア系除草剤に関しても、遺伝子組み
替え技術を用いてタバコに耐性を付与した例が知られて
いる(Haughn,G.W.et.al.,1988,Mol.Gen.Genet,211:266
-271)。しかし、組み換え作物を得るには目的とする遺
伝子が単離・同定されており、これが現在の遺伝子導入
技術で目的とする植物に組み換え可能であり、さらにこ
の形質転換された組み換え作物の継代的な安定性が確保
出来る場合に限られている。そして、(1)閉鎖系実
験、(2)非閉鎖系実験、(3)模擬的環境利用、
(4)開放系利用の4つの系で組み換え作物の環境への
影響安全性の確認が必要である。さらに食用とする場合
は人体へ安全性や食味・風味等などに問題がないか等の
検討も必要となる。このため組み換え作物の実用化には
大変長い時間と労力を要することとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来よ
り様々な試みがなされてきたが、依然としてスルホニル
ウレア系除草剤の非特異性に関する問題は解決されてい
ない。本発明は、かかる問題を解決すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、スルホニルウレア系
除草剤に対し抵抗性を有する植物を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、スルホニルウ
レア系除草剤に対し抵抗性を有する突然変異体タバコ属
植物を作出することに成功し、本発明を完成した。即
ち、本発明は、メタンスルホン酸エチルによる変異処理
により得られる、スルホニルウレア系除草剤に対し抵抗
性を有するタバコ属植物である。
【0007】また、本発明は、タバコ属植物の受精後の
子房をメタンスルホン酸エチルで処理することを特徴と
する上記記載のタバコ属植物の作出方法である。以下、
本発明を詳細に説明する。本発明のタバコ属植物は、以
下のようにして作出することができる。まず、受精後の
タバコ属植物をメタンスルホン酸エチル(EMS)で処
理し、変異を誘発させる。ここで用いるタバコ属植物は
特別な品種を用いる必要はなく、例えば、Xanthi、BY
−4、Samsun NNなどの公知の品種を用いることができ
る。EMSによる処理時期は、タバコ属植物に変異を誘
発し得る限り特に限定されないが、変異が既に分化した
細胞に生じた場合には変異の形態が多様化し、特定の変
異のみを分離することが困難になるので、受精卵の卵割
開始期にEMSが作用するように処理するのが望まし
い。具体的に受粉から24〜108時間内、好ましくは
36〜96時間内にEMS処理を行う。EMSによる処
理部位は、受精卵にEMSが作用し得る部位であれば特
に限定されないが、好ましい処理部位としては子房を挙
げることができる。子房について変異処理を行う場合に
は、柱頭を切除しEMSを含ませた脱脂綿等で子房を被
い、EMSを効率良く子房に浸透しているようにして行
うのが好ましい。また、EMSの濃度及び量は、あまり
に高濃度又は多量のEMSを用いた場合には受精卵を損
傷させ、発芽率を著しく低下させてしまうので、受精卵
を損傷させず、かつ十分高率に変異を誘発できる範囲内
になるようにする。前記したような脱脂綿等を用いた変
異処理の場合であればEMS濃度を0.1〜1.0%と
し、一つの子房処理に用いる量を0.1〜1mlとする
のが好ましい。
【0008】上記処理をした子房から種子を収穫し、こ
れをスルホニルウレア系除草剤を含む培地に播く。ここ
で用いる培地としては、スルホニルウレア系除草剤を含
み、かつ種子の発芽及び植物体の生育に必要な養分を含
むものであれば特に限定されない。好ましい培地として
は、スルホニルウレア系除草剤を添加し、1/4〜1倍
の濃度のMS培地を挙げることができる。なお、ここ
で、スルホニルウレア系除草剤とは、スルホニルウレア
構造を有する化合物をいい、例えば、ベンスルフロンメ
チル、ピラゾスルフロンメチル、クロルスルフロン、ス
ルホメツロンメチル、ネオフェンスルフロンメチル、フ
ラザスルフロン等がこれに該当する。また、このときの
温度は25〜30℃とし、光条件は、3000〜100
00ルクスで12時間日長又は連続光とする。以上のよ
うな条件で14〜30日程度経過すると、スルホニルウ
レア系除草剤耐性を有しない個体は枯死し、除草剤抵抗
性を獲得した個体のみを選抜することができる。ここで
選抜された個体は、スルホニルウレア系除草剤に対する
抵抗性を有すると考えられるが、同時に矮化や不稔性な
ど好ましくない変異を起こしている可能性があるので、
これらの個体から種子を収穫し、再度スルホニルウレア
系除草剤を含む培地を用いて選抜することが望ましい。
【0009】なお、スルホニルウレア系除草剤耐性を有
するタバコ属植物BSMR−1系統の種子は現在本出願
人が所持しており、必要に応じていつでも分譲すること
ができる。本発明のタバコ属植物の特徴は、スルホニル
ウレア系除草剤に対し抵抗性を有する点である。また、
この抵抗性は優性遺伝するため、本発明のタバコ属植物
と交配して得られるF1植物は必ず抵抗性の個体を含む
ことになる。これは、有用なF1植物を得るために極め
て重要な性質である。
【0010】
【実施例】
〔実施例1〕 変異原処理 受粉から36時間、48時間及び54時間後のタバコ
(品種:Xanthi)の子房についてEMSによる変異原処
理を行った。EMS処理は、0.1%のEMS溶液を含
ませた脱脂綿でタバコの子房を被った状態で24時間放
置することにより行った。処理から1カ月後に種子(M
1種子)を収穫した。
【0011】〔実施例2〕 除草剤耐性のスクリーニン
グ ベンスルフロンメチル(BSM)5mg/Lを添加した
1/2×MS培地100mlに滅菌処理した約100m
gのM1種子を混和し、160×250mmのトレーに
展開した。乾燥防止のためビニールで密閉したのち、連
続光下で約3週間育成した。この段階で31株の生存個
体を得た。
【0012】次に、上記31株を土耕法により約4カ月
育成した。着果がみられたのは9株だけであった。この
9株から得られた種子(M2種子)をBSM1mg/L
を含む1/2×MS培地20mlに約10mg混ぜ90
mm滅菌シャーレに展開した。約1カ月連続光下で育成
後、観察判定により抵抗性系統を調べたところ、1株の
みが抵抗性を示した。この抵抗性系統をBSMR−1と
命名した。以上のスクリーニング工程の結果を表1に示
す。
【0013】
【表1】表1 BSM抵抗性タバコのスクリーニング
【0014】〔実施例3〕 抵抗性系統の遺伝子型の検
定 実施例2で得られたBSMR−1株がどのような遺伝子
型をもつか、また、その遺伝様式が核遺伝子支配なのか
オルガネラ遺伝子支配なのか等を調べるため、戻し交配
を行った。即ち、BSMR−1株と感受性個体(劣性ホ
モ個体)を正逆交配し、得られた種子を滅菌後、BSM
1mg/L含む1/2×MS培地20mlに約20mg
混ぜ90mm滅菌シャーレに展開した。連続光下で2週
間育成し、その表現型をカウントした。また、同様の条
件で自家交配した場合の表現型についても調べた。試験
は3連で行った。この結果を表2に示す。
【0015】
【表2】表2 BSMR−1株(M1)の戻し交配によ
る遺伝子の検定 表2に示すように自家交配で〔抵抗性〕:〔感受性〕=
3:1、戻し交配で〔抵抗性〕:〔感受性〕=1:1の
表現型の分離を示し、このBSMR−1株の抵抗性の形
質と遺伝子型は優性ヘテロでメンデルの遺伝法則に従う
ものであった。また、正逆交配しても抵抗性形質は1:
1に分離し母性遺伝ではないため、この抵抗性の遺伝子
は葉緑体やミトコンドリアなどのオルガネラ中に存在す
るものでなく、核の染色体に存在することが判明した。
【0016】〔実施例4〕 BSMR−1株の交差抵抗
性 BSMR−1株が他のALS阻害剤に対して抵抗性を示
すかを個体レベルでその交差抵抗性を調べてみた。異な
った化学構造を有する一般的なALS阻害剤であるスル
ホニルウレア系、フェノキシピリミジン系、イミダゾリ
ノン系の3系統の薬剤を供試薬剤として用いた。スルホ
ニルウレア系の阻害剤としては、ベンスルフロンメチ
ル、ピラゾスルフロンエチル、クロルスルフロン、フェ
ノキシピリミジン系の阻害剤としては、ピリミノバッ
ク、ビスピリバック、イミダゾリノン系の阻害剤として
は、イマザクイン、イマザピル、イマゼサピルを用い
た。これらの薬剤を、表3に示す濃度になるように添加
した1/2×MS培地20mlに滅菌処理した約20m
gのBSMR−1から得られたM2種子(BSMR−1
(M2))を混ぜ、90mm滅菌シャーレに展開した。
連続光下で2週間育成し、生存株の中から比較的大きい
ものを25個体得らんで生体重を測定した。得られたデ
ータの対無処理区比率から50%阻害濃度(I50)を求
め、モル濃度に換算して、pI50値(50%阻害濃度の
対数に負の符号を付けた値:−log(I50))で表し
た。この場合、阻害活性が高いものほどpI50値は大き
い数字で表される。また、測定は感受性株(S)と抵抗
性株(R)についてセットで行い、両者の阻害活性(I
50)の比(R/S比)を求めた。この結果から表4に示
すように、BSMR−1株はスルホニルウレア系の除草
剤に対して特異的な抵抗性を有することが判明した。
【0017】
【表3】表3 BSM抵抗性タバコ種子の交差抵抗性試
験(共試薬剤の処理度)
【0018】
【表4】表4 BSM抵抗性タバコ種子の交差抵抗性試
験(阻害活性pI50及びR/S比)
【0019】
【発明の効果】本発明は、スルホニルウレア系除草剤に
対し抵抗性を有する新規なタバコ属植物を提供する。こ
のタバコ属植物の除草剤抵抗性は優性遺伝するので、交
配により任意のタバコ属植物にスルホニルウレア系除草
剤に対する抵抗性を付与することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタンスルホン酸エチルによる変異処理
    により得られる、スルホニルウレア系除草剤に対し抵抗
    性を有するタバコ属植物。
  2. 【請求項2】 タバコ植物の受精後の子房をメタンスル
    ホン酸エチルで処理することを特徴とする請求項1記載
    のタバコ属植物の作出方法。
JP7247832A 1995-09-26 1995-09-26 スルホニルウレア系除草剤抵抗性植物及びその作出方法 Pending JPH0984479A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109258451A (zh) * 2018-09-21 2019-01-25 玉溪中烟种子有限责任公司 一种烟草花粉自动化制备方法及其装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109258451A (zh) * 2018-09-21 2019-01-25 玉溪中烟种子有限责任公司 一种烟草花粉自动化制备方法及其装置
CN109258451B (zh) * 2018-09-21 2020-04-10 玉溪中烟种子有限责任公司 一种烟草花粉自动化制备方法及其装置

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