JPWO2014050116A1 - 細胞質雄性不稔ユーストマ及びその作出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ユーストマは観賞価値および市場価値が高い花卉植物として知られており、特に切花用品種においては多種多様な形質を有する品種が作出されており、切花の主要品目の一つに数えられる(非特許文献1参照)。
切花としての需要が高いユーストマの栽培品種においても、耐病性や高品質性を持たせるため、雑種第一代交配品種が主流である。
また、生産における播種作業を効率化するため、育成者には純度の高い種子の供給が求められている。
雑種第一代交配品種の採種は、まず人手による種子親の除雄後、花粉親の花粉を、除雄した種子親の柱頭へ授粉させることにより行われる。
通常、種子親を除雄できる期間は開花直前期に限定され、かつ天候に左右されやすいため、除雄には、除雄可能な期間の予測がつき難いという作業性の問題がある。また、この作業は人手により行われるため、除雄しきれずに残存した花粉が原因となって意図せぬ自家受粉種子が発生する場合があり、自家受粉種子の混入による種子の品質の低下が問題となっていた。
上記の理由から、ユーストマでは、人手による種子親の除雄が不要である、雄性不稔性を利用した採種方法の開発が望まれている。
非特許文献2の技術を応用し、不定芽再生により維持されている雄性不稔のトルコギキョウによるF1品種を作出する方法が開示されている(特許文献1)。しかし当該方法に従い作出されたF1品種は目的としない形質を伴うため、当該方法には商品性がある草姿や草丈を要求される切花品種の育種に利用することができないという問題がある。
ユーストマでは、花持ちの良い品種として、柱頭の部分が閉じたままであることにより、受粉することを妨げ花の老化を遅くする変形雌ずいを有するユーストマが知られている(特許文献2)。
花持ちを良くするためには、雄ずいの花糸が短い系統を育成するか、又は前述の変形雌ずいのように物理的に柱頭に受粉しないよう植物の器官の構造を変えた系統を利用することが必要であった。
(1)細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物、またはその後代。
(2)配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を有することを特徴とする、(1)に記載のEustoma属植物、またはその後代。
(3)前記Eustoma属植物またはその後代が、配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を有するEustoma属植物を種子親、任意のEustoma属植物を花粉親とした交雑後代から作出された細胞質雄性不稔植物であることを特徴とする、(1)または(2)に記載のEustoma属植物、またはその後代。
(4)前記Eustoma属植物またはその後代が、配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を有するEustoma属植物を種子親、E. grandiflorumを花粉親とした交雑後代から作出された細胞質雄性不稔植物であることを特徴とする、(1)〜(3)のいずれかに記載のEustoma属植物、またはその後代。
(5)(1)〜(4)のいずれかに記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
(6)(1)〜(4)のいずれかに記載のEustoma属植物またはその後代の種子。
(7)(1)〜(4)のいずれかに記載のEustoma属植物またはその後代の細胞を含むカルス。
(8)(7)に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物、またはその後代。
(9)(8)に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
(10)(7)に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物を作製する方法。
(11)(1)〜(4)および(8)のいずれかに記載のEustoma属植物もしくはその後代、(5)および(9)に記載の植物体の一部、(6)に記載の種子、または(7)に記載のカルスに含まれる細胞質。
(12)(1)〜(4)および(8)のいずれかに記載のEustoma属植物もしくはその後代、(5)および(9)に記載の植物体の一部、(6)に記載の種子、または(7)に記載のカルスに含まれるミトコンドリア。
(13)受託番号FERM BP-11506で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物、またはその後代。
(14)(13)に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
(15)(13)に記載のEustoma属植物またはその後代の種子。
(16)(13)に記載のEustoma属植物もしくはその後代、(14)に記載の植物体の一部、または(15)に記載の種子に含まれる細胞質。
(17)(13)に記載のEustoma属植物もしくはその後代、(14)に記載の植物体の一部、または(15)に記載の種子に含まれるミトコンドリア。
(18)受託番号FERM BP-11507で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物のカルス。
(19)(18)に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物、またはその後代。
(20)(19)に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
(21)(18)に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物を作製する方法。
(22)(18)に記載のカルス、(19)に記載のEustoma属植物もしくはその後代、または(20)に記載の植物体の一部に含まれる細胞質。
(23)(18)に記載のカルス、(19)に記載のEustoma属植物もしくはその後代、または(20)に記載の植物体の一部に含まれるミトコンドリア。
(24)(1)〜(4)および(8)のいずれかに記載のEustoma属植物またはその後代を種子親とし、該植物と交配可能なEustoma属植物を花粉親として交配し、交配後の種子親から雑種第一代種子を採種することを含む、雑種第一代種子の作出方法。
(25)(13)に記載のEustoma属植物またはその後代を種子親とし、該植物と交配可能なEustoma属植物を花粉親として交配し、交配後の種子親から雑種第一代種子を採種することを含む、雑種第一代種子の作出方法。
(26)(18)に記載のカルスより再生させたEustoma属植物またはその後代を種子親とし、該植物と交配可能なEustoma属植物を花粉親として交配し、交配後の種子親から雑種第一代種子を採種することを含む、雑種第一代種子の作出方法。
(27)(24)〜(26)のいずれかに記載の方法により作出された雑種第一代種子。
(28)(27)に記載の雑種第一代種子から生育させた雑種第一代植物。
(29)配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を細胞質に有するEustoma属植物と、有用形質を有するEustoma属植物を連続戻し交雑することにより、前記有用形質を有し、細胞質雄性不稔性を発現させることを特徴とするEustoma属植物の作出方法。
(30)受託番号FERM BP-11506で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物またはその後代と、有用形質を有するEustoma属植物を連続戻し交雑することにより、前記有用形質を有し、細胞質雄性不稔性を発現させることを特徴とするEustoma属植物の作出方法。
(31)受託番号FERM BP-11507で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物またはその後代と、有用形質を有するEustoma属植物を連続戻し交雑することにより、前記有用形質を有し、細胞質雄性不稔性を発現させることを特徴とするEustoma属植物の作出方法。
(32)有用形質を有するEustoma属植物がE. grandiflorumに由来するものである、(29)〜(31)のいずれかに記載の作出方法。
(33)(29)〜(32)のいずれかに記載の方法により作出されたEustoma属植物、またはその後代。
(34)(33)に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
1.細胞質雄性不稔ユーストマ
本発明の雄性不稔性を有するユーストマの育成方法は、ユーストマ属植物の雑種から細胞質雄性不稔性を有するユーストマを選抜することを特徴とする。
本発明に係る「ユーストマ属植物」または「ユーストマ」とは、リンドウ科ユーストマ(Eustoma)属の植物であって、日本ではトルコギキョウの名前で親しまれている園芸作物である。
(1)雑種第一代交配品種を作出する際に種子親の除雄が不要であるため、手間がかからず、経済的な採種ができる。
(2)雄性可稔系統と交配した場合、後代は雄性不稔性を有するため、純度の高い種子を供給することができる。
(3)当該系統と核ゲノムが同一であって細胞質が正常である維持系統との交配により、系統の維持および増殖が容易である。
(4)自家受粉しないため、受粉による花の老化を抑制することができ、その結果、花持ちがよい。
(5)花粉を有さないため、花粉の飛散によって花弁や衣服を汚損することがない。
本発明に係る雄性不稔ユーストマの作出方法においては、雌親としてEustoma属植物の野生種、雄親としてEustoma grandiflorumとを交配し、これらの交雑後代の中から雄性不稔性を示す個体を選抜して育成する。雄性不稔性を示す個体としては、雄ずいが全く存在しない、又は雄ずいの発達が不完全な状態の個体を選抜する。更に、雄性不稔性が細胞質遺伝する形質であることを確認するため、雄性可稔系統であるユーストマを戻し交配し、後代植物が雄性不稔性を示すことを確認する。
本発明の方法で作出した細胞質雄性不稔ユーストマに、優良な形質を有するユーストマ属植物を連続戻し交配することにより、後代として、細胞質雄性不稔性を有する優良系統を得ることができる。この細胞質雄性不稔性を有する優良系統は、雑種第一代種子(F1種子)を得るための種子親として使用することができる。
本発明に係る細胞質雄性不稔ユーストマの花持ちの評価は、以下のようにして実施することができる。なお、本明細書中において「花持ち」とは、「開花した花の維持」を意味し、よって、「花持ちが良い」とは、「開花始めから開花終わりまでの開花期間が相対的に長いこと」を意味する。ユーストマの開花期間が相対的に長いかどうかは、通常の雄性可稔ユーストマと細胞質雄性不稔ユーストマを、同一環境条件下で複数個体を栽培して比較評価することにより判断される。
本発明により作製した細胞質雄性不稔ユーストマ系統と、従来知られたユーストマ属植物の間でミトコンドリアゲノムの配列を比較し、細胞質雄性不稔ユーストマ系統に特異的な領域を同定することで、標識因子となる分子マーカーを作製することができる。分子マーカーの検出は、PCR法等、当業者に周知の方法に従って行うことができる。分子マーカーを使用することにより、本発明による細胞質雄性不稔ユーストマ系統が、形態的特徴のみならず、分子生物学的特徴によっても、従来知られたユーストマ属植物とは明確に異なる系統であることを証明することができる。
本発明により作製した細胞質雄性不稔ユーストマ系統は、組織培養法により無性繁殖させることが可能である。例えば、非特許文献4に開示されている、カルスを誘導し、再分化させる方法により、無性繁殖させることができる。
本発明の雄性不稔性を有するユーストマは、アメリカ合衆国から導入した種名が特定されていない野生のEustoma属植物と、Eustoma grandiflorumとの雑種から選抜され、株式会社サカタのタネ三郷試験場において作出された。
これまで、株式会社サカタのタネ保有の種名が特定されていない野生のEustoma属植物10数系統と、同じく株式会社サカタのタネ保有の由来の異なる親系統(E.grandiflorum)との間で合計60組程度の雑種を作製しF1種子を得た。それらF1種子を播種し、表現型を確認した上でF1集団より適当な2、3個体を選抜し、それらを集団交配した後代(以下、「F2世代」という)種子を得た。
雄性不稔形質の安定的な出現を確認するため、前述のEustoma属植物E-1を雌親、親系統G-10(E.grandiflorum)を雄親として交配し、F1種子(以下組Fと記載)を採種した。前述の組Aおよび組Fを播種し、それぞれ6個体を選抜し、集団交配を行ったところ、組A由来個体は56莢で0.22g、組F由来個体は59莢で0.47gの収量でF2世代種子を得た。それぞれのF2世代種子を播種し、雄性不稔個体の出現率を調査したところ、組A由来のF2世代は92個体中19個体、組F由来のF2世代は88個体中14個体において雄性不稔形質を示した。
以上の結果により、雄性不稔形質は、安定的に出現することが示された。
雄性不稔系統と可稔系統の花持ち試験を実施した。
(1)試験材料
試験材料として用いたユーストマは、通常の雄性可稔ユーストマのF1個体と細胞質雄性不稔ユーストマのF1個体の2種類を使用した。上記2種類のユーストマは、ユーストマ栽培圃場より当日開花したと思われるユーストマの花を、花柄をつけた状態で採花し、花柄部分を4cmの長さに調整した。雄性可稔ユーストマは、輸送を想定し、柱頭に花粉を強制授粉させた。また、細胞質雄性不稔ユーストマは、雄性可稔系統の花粉を強制授粉させた個体と、授粉させなかった個体をそれぞれ試験に供試した。
花持ち試験は、水道水を満たした試験管に試験材料を挿し、温度20℃、湿度60%(±5%)で、一般の蛍光灯(アイライン白色ラピッド40W)のオン・オフが12時間周期で切り替わる恒温室内で行なった。なお、試験中、特に水の汚れなどは認められなかったので、水の交換は行なわなかった。
「開花始め」は、花弁が開いたときと定義し、また「開花終わり」は花弁の外観から育種している技術者が花のしわや萎れを見て判断し、決定した。
細胞質雄性不稔のユーストマに可稔系統の花粉を強制授粉させた場合は、雄性可稔のユーストマに比較して、花持ち性にはあまり差がなかった。そのため、使用した系統の遺伝的バックグラウンドの花持ち性への影響は認められない条件下であることが証明された。また、細胞質雄性不稔のユーストマは、花粉が産出されないため、花持ち性は雄性可稔系統と比較して平均で7日も優れることが判明した(表1)。
本発明により作製したSSE-CMSユーストマ系統は、従来の栽培種や野生種には存在しなかった表現型特性を示した。一方で、分子生物学的な側面からも、従来知られたユーストマ属植物とは異なる系統であることを証明するため、SSE-CMSユーストマ系統を識別するための分子マーカーを作製することとした。
(A) Marker1:SSE-CMSユーストマ系統に特異的なマーカー
orf25-F及びorf25-Rのプライマーを用いてPCR(熱変性94℃1分、アニーリング65℃1分、伸長反応72℃1分を30サイクル)を行い、配列番号1で示した塩基配列(323bp)を増幅した。
(B) Marker2:SSE-CMSユーストマ系統に特異的なマーカー
nad7-F及びnad7-Rのプライマーを用いてPCR(熱変性94℃1分、アニーリング65℃1分、伸長反応72℃1分を30サイクル)を行い、配列番号2で示した塩基配列(492bp)を増幅した。
(C) nad5/4-5:全てのユーストマ属植物に共通のマーカー
nad5/4及びnad5/5のプライマーを用いてPCR(熱変性94℃1分、アニーリング60℃1分、伸長反応72℃1分を30サイクル)を行い、全ての系統から約1.5kbのDNA断片を増幅した。
すなわち、本発明により作製した SSE-CMSユーストマ系統が、従来知られたユーストマ属植物とは異なる系統であることが明らかとなった。
本発明により作製したSSE-CMSユーストマ系統を、組織培養法により無性繁殖させるため、温室で育成したSSE-CMSユーストマ系統の葉片を採取した。葉片を1%次亜塩素酸ナトリウム溶液で10分間表面殺菌を行ない、滅菌水ですすぎを行なった。滅菌した葉片を1.5mg/l NAAを添加したMS培地へ置床しカルスを誘導した。カルスを0.5mg/l GA3、1.5mg/l BAを添加したB5培地へ移しシュートを誘導した。形成されたシュートは植物ホルモンを含まないB5培地へ移して発根させ、植物体を再生し、雄性不稔であることを確認した。
Claims (34)
- 細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物、またはその後代。
- 配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を有することを特徴とする、請求項1に記載のEustoma属植物、またはその後代。
- 前記Eustoma属植物またはその後代が、配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を有するEustoma属植物を種子親、任意のEustoma属植物を花粉親とした交雑後代から作出された細胞質雄性不稔植物であることを特徴とする、請求項1または2に記載のEustoma属植物、またはその後代。
- 前記Eustoma属植物またはその後代が、配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を有するEustoma属植物を種子親、E. grandiflorumを花粉親とした交雑後代から作出された細胞質雄性不稔植物であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のEustoma属植物、またはその後代。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のEustoma属植物またはその後代の種子。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のEustoma属植物またはその後代の細胞を含むカルス。
- 請求項7に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物、またはその後代。
- 請求項8に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
- 請求項7に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物を作製する方法。
- 請求項1〜4および8のいずれか1項に記載のEustoma属植物もしくはその後代、請求項5および9に記載の植物体の一部、請求項6に記載の種子、または請求項7に記載のカルスに含まれる細胞質。
- 請求項1〜4および8のいずれか1項に記載のEustoma属植物もしくはその後代、請求項5および9に記載の植物体の一部、請求項6に記載の種子、または請求項7に記載のカルスに含まれるミトコンドリア。
- 受託番号FERM BP-11506で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物、またはその後代。
- 請求項13に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
- 請求項13に記載のEustoma属植物またはその後代の種子。
- 請求項13に記載のEustoma属植物もしくはその後代、請求項14に記載の植物体の一部、または請求項15に記載の種子に含まれる細胞質。
- 請求項13に記載のEustoma属植物もしくはその後代、請求項14に記載の植物体の一部、または請求項15に記載の種子に含まれるミトコンドリア。
- 受託番号FERM BP-11507で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物のカルス。
- 請求項18に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物、またはその後代。
- 請求項19に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
- 請求項18に記載のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物を作製する方法。
- 請求項18に記載のカルス、請求項19に記載のEustoma属植物もしくはその後代、または請求項20に記載の植物体の一部に含まれる細胞質。
- 請求項18に記載のカルス、請求項19に記載のEustoma属植物もしくはその後代、または請求項20に記載の植物体の一部に含まれるミトコンドリア。
- 請求項1〜4および8のいずれか1項に記載のEustoma属植物またはその後代を種子親とし、該植物と交配可能なEustoma属植物を花粉親として交配し、交配後の種子親から雑種第一代種子を採種することを含む、雑種第一代種子の作出方法。
- 請求項13に記載のEustoma属植物またはその後代を種子親とし、該植物と交配可能なEustoma属植物を花粉親として交配し、交配後の種子親から雑種第一代種子を採種することを含む、雑種第一代種子の作出方法。
- 請求項18に記載のカルスより再生させたEustoma属植物またはその後代を種子親とし、該植物と交配可能なEustoma属植物を花粉親として交配し、交配後の種子親から雑種第一代種子を採種することを含む、雑種第一代種子の作出方法。
- 請求項24〜26のいずれか1項に記載の方法により作出された雑種第一代種子。
- 請求項27に記載の雑種第一代種子から生育させた雑種第一代植物。
- 配列番号1もしくは配列番号2に記載した塩基配列を細胞質に有するEustoma属植物と、有用形質を有するEustoma属植物を連続戻し交雑することにより、前記有用形質を有し、細胞質雄性不稔性を発現させることを特徴とするEustoma属植物の作出方法。
- 受託番号FERM BP-11506で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物またはその後代と、有用形質を有するEustoma属植物を連続戻し交雑することにより、前記有用形質を有し、細胞質雄性不稔性を発現させることを特徴とするEustoma属植物の作出方法。
- 受託番号FERM BP-11507で特定される、細胞質雄性不稔性を有するEustoma属植物のカルスから誘導され、組織培養により無性繁殖されるEustoma属植物またはその後代と、有用形質を有するEustoma属植物を連続戻し交雑することにより、前記有用形質を有し、細胞質雄性不稔性を発現させることを特徴とするEustoma属植物の作出方法。
- 有用形質を有するEustoma属植物がE. grandiflorumに由来するものである、請求項29〜31のいずれか1項に記載の作出方法。
- 請求項29〜32のいずれか1項に記載の方法により作出されたEustoma属植物、またはその後代。
- 請求項33に記載のEustoma属植物またはその後代の植物体の一部。
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