JPWO2019139176A1 - ニコチアナ属f1ハイブリッドおよびその利用 - Google Patents

ニコチアナ属f1ハイブリッドおよびその利用 Download PDF

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Abstract

F1ハイブリッド、またはその部分、並びに、その利用を提供することを目的とする。本発明のF1ハイブリッドは、ニコチアナ・アンブラチカ(Nicotiana umbratica)とニコチアナ・カワカミイ(Nicotiana kawakamii)とのF1ハイブリッドである。

Description

本発明は、ニコチアナ属F1ハイブリッドおよびその利用に関する。
1.ニコチアナ属の植物
ニコチアナ属(genus Nicotiana)(「タバコ属」とも呼称される)の植物は、南・北アメリカ大陸、オーストラリア大陸およびアフリカ大陸にも広く分布しており、現在、70種以上が報告されている。最もよく知られているのは、たばこ製品の原料として用いられている栽培種タバコ(Nicotiana tabacum)とニコチアナ・ルスチカ(Nicotiana rustica)の2種である。
上記2種以外のニコチアナ属の野生種については、野生種同士の交配により得られた植物を材料としたものを含めて遺伝学的解析や病害抵抗性の解析に関しては多数報告されている。例えば、Takenaka,Jap.Jour.Genet.31.155−161,1956;MULKH RAJ AHUJA,Genetica 47,865−880,1962。野生種そのものをたばこ製品の原料として利用する報告はあるものの数は少ない。例えば、米国特許第7,798,153号。しかしながら、野生種同士を交配して得られるF1ハイブリッド植物をたばこ製品に用いるという報告はこれまでのところ見つかっていない。
2.ニコチアナ・アンブラチカ(Nicotiana umbratica)
「ニコチアナ・アンブラチカ」(Nicotiana umbratica)は、西オーストラリア州北西部に分布するニコチアナ属の種である。草丈は50−60cm程度で細い茎を多数分枝して茂る一年草で、全体に腺毛が生え粘つき、強い香りが漂う。葉身は長さ8cm位の広い卵形で、葉のある枝先と腋生の枝先に総状花序状に多くの花をつける。主アルカイドはニコチン。うどんこ病、べと病(普通系)に抵抗性である(タバコ属植物図鑑、日本たばこ産業株式会社(編集)、180−183頁,1994年3月、株式会社誠文堂新光社)。ニコチアナ・アンブラチカは、このような特徴的な強い香りを有することから、たばこ製品の原料として好ましいと考えられる。しかしながら、ニコチアナ・アンブラチカをたばこ製品の原料として利用するという報告はこれまでのところ見つかっていない。
一方で、ニコチアナ・アンブラチカを実験材料とした遺伝学的な解析等は多数の文献で報告されている。例えば、U.Subhashiniらは、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ属の他の野生種との交配を行ったことを報告している(U.Subushini,Euphytica,23,289−293,1974;U.Subushini at al.,Cytologia 39,403−409,1974;U.Subushini at al.,Cytologia 40,409−413,1975)。
3.ニコチアナ・カワカミイ(Nicotiana kawakamii)
「ニコチアナ・カワカミイ」(Nicotiana kawakamii)は、1968年にボリビアで、川上嘉通らによって発見されたニコチアナ属の種である。原産地では高さ4m位の半木本性低木で、茎は粘つき、先端部は赤紫である。葉は長さ60cm程の広い楕円形。円錐花序の枝は太く、広がり、枝先に蕾と花を渦巻き状につけ、濃赤紫色の▲さく▼果が並んでつく。着葉も密である。花の数は少数であり、植物体の上部にまとまってつく。主アルカイドはノルニコチン。うどんこ病、PVYに抵抗性である(タバコ属植物図鑑、日本たばこ産業株式会社(編集)、180−183頁,1994年3月、株式会社誠文堂新光社)。US Smokeless Tobacco Co.への米国特許第7,798,153号においてたばこ製品への利用が報告されているが、ニコチアナ・カワカミイを片親に用いたF1ハイブリッドをたばこ製品に利用する報告はこれまでのところ見つかっていない。
米国特許第7,798,153号
Takenaka,Jap.Jour.Genet.31.155−161,1956 MULKH RAJ AHUJA,Genetica 47,865−880,1962 タバコ属植物図鑑、日本たばこ産業株式会社(編集)、180−183頁,1994年3月、株式会社誠文堂新光社 U.Subushini,Euphytica,23,289−293,1974 U.Subushini at al.,Cytologia 39,403−409,1974 U.Subushini at al.,Cytologia 40,409−413,1975 BULLETIN OF THE IWATA TOBACCO EXPERIMENT STATION、磐田たばこ試験場報告第17号、1−69頁、昭和60年3月
ニコチアナ・アンブラチカをたばこ製品の原料として利用しようとする場合、(i)植物体が小さく収量性が低い、(ii)腋芽/分枝毎に花芽が形成されることから、通常のタバコ栽培で葉の充実を図るために実施している心止作業(花芽の切除)が煩雑、などの大きな問題がある。上記文献から得られる情報からでは、ニコチアナ・アンブラチカの特性を損なわずに、これらの問題を解決する手段は不明である。
一つの解決手段として、ニコチアナ・アンブラチカと他のニコチアナ属の植物とを交配して得られるF1ハイブリッドを利用することが想定されるが、交配の組合せによっては交配種子が得られない、交配種子が得られても発芽しない等の問題が生じる。さらに、ニコチアナ・アンブラチカの特徴的な強い香りを損なわずに、収量性および心止作業の煩雑性が改善されたF1ハイブリッドを得るという条件を満たす交配相手を選び出すのは多くの労力を必要とする。
本発明の課題はニコチアナ・アンブラチカの特徴的な強い香りを損なうことなく、収量性および心止作業の煩雑性が改善されたF1ハイブリッド植物およびその作成方法を提供することである。
本発明者は、ニコチアナ・アンブラチカと複数のニコチアナ属野生種との交配を行い、得られたF1ハイブリッドの特性を詳細に調べ、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとの組み合わせによるF1ハイブリッドがたばこ製品の原料を得るのに優れた性質を有することを見出し、本発明を想到した。
限定されるわけではないが、本発明は以下の態様を含む。
[態様1]
ニコチアナ・アンブラチカ(Nicotiana umbratica)とニコチアナ・カワカミイ(Nicotiana kawakamii)とのF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様2]
前記部分が、葉、茎、根、種子、花、花粉、葯、胚珠、小花柄、分裂組織、子葉、胚軸、内鞘、胚、胚乳、外植片、カルス、組織培養物、芽、細胞、およびプロトプラストからなる群から選択される、態様1に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様3]
種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである、態様1または2に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様4]
花粉親がニコチアナ・アンブラチカであり、種子親がニコチアナ・カワカミイである、態様1または2に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様5]
草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している、態様1−4のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様6]
1株あたりの花数が、ニコチアナ・アンブラチカよりも少ない、態様1−5のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様7]
最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方が、ニコチアナ・アンブラチカよりも長い、態様1−6のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様8]
分枝数が、ニコチアナ・アンブラチカよりも減少している、態様1−7のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様9]
地上部の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している、態様1−8のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様10]
乾燥葉の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している、態様1−9のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様11]
食葉性害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイよりも向上している、態様1−10のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様12]
食葉性害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイおよびニコチアナ・アンブラチカの双方よりも向上している、態様1−11のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様13]
貯蔵たばこ害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイよりも向上している、態様1−12のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様14]
貯蔵たばこ害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイおよびニコチアナ・アンブラチカの双方よりも向上している、態様1−13のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様15]
食葉性害虫が,タバコガ(oriental tobacco budworm,Helicoverpa assulta)、ニセアメリカタバコガ(tobacco budworm,Heliothis virescens)、オオタバコガ(cotton bollworm,Helicoverpa armigera)、タバコスズメガ(tobacco hornworm,Manducasexta)、ハスモンヨトウ(Spodoptera litura)およびシロイモジヨトウ(Spodoptera exigua)からなる群から選択される、態様11または12に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
[態様16]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配することを含む、F1ハイブリッドを作成する方法。
[態様17]
種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである、態様16に記載の方法。
[態様18]
花粉親がニコチアナ・アンブラチカであり、種子親がニコチアナ・カワカミイである、態様16に記載の方法。
[態様19]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)がニコチアナ・アンブラチカよりも増加しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、態様16−18のいずれか1項に記載の方法。
[態様20]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、1株あたりの花数がニコチアナ・アンブラチカよりも少ないF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、態様16−18のいずれか1項に記載の方法。
[態様21]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方が、ニコチアナ・アンブラチカよりも長いF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、態様16−18のいずれか1項に記載の方法。
[態様22]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、分枝数が、ニコチアナ・アンブラチカよりも減少しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、態様16−18のいずれか1項に記載の方法。
[態様23]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、地上部の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、態様16−18のいずれか1項に記載の方法。
[態様24]
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、乾燥葉の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、態様16−18のいずれか1項に記載の方法。
[態様25]
態様1−15のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む組成物。
[態様26]
カットフィラー、粉末、シート、または溶液の形態である、態様25に記載の組成物。
[態様27]
態様1−15のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む、製品。
[態様28]
態様25または態様26の組成物を含む、製品。
[態様29]
たばこ製品、香料、農薬、および医薬品からなる群から選択される、態様27または28に記載の製品。
[態様30]
態様1−15のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物の、組成物または製品を製造するための使用。
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配させて得られたF1ハイブリッドは、ニコチアナ・アンブラチカの特徴的な香りを損なうことなく、ニコチアナ・アンブラチカよりも収量が増加、花部除去容易性が向上したF1ハイブリッドである。当該F1ハイブリッドの栽培管理に特別な技術・ノウハウは不要で、一般的な栽培種タバコとほぼ同様の管理で収穫まで容易に栽培することができる。
ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイによる、野生種同士のF1ハイブリッドを作成し、ニコチアナ・アンブラチカの特徴的な香りを損なうことなく収量および花部除去容易性を向上させる当該F1ハイブリッドを利用することで、従来技術の問題点を大きく改善することができる。当該F1ハイブリッドはさらに、ニコチアナ・アンブラチカの虫による被摂食程度を大きく抑制することができる、という効果も有する。
図1は、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドタバコ植物(F1ハイブリッド)と、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの特徴を比較評価したものである。 図2は、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの植物体全体の写真、葉の写真、花の写真である。 図3は、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカの地上部の収量を棒グラフで示したものである。 図4は、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカの花数を棒グラフで示したものである。 図5は、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカの草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)を棒グラフで示したものである。 図6は、実施例2−1のタバコガの幼虫に対する耐虫性の調査における、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカ、ニコチアナ・カワカミイおよび栽培種タバコ(品種:たいへい)の各株の葉の配置(左)、並びに、タバコガの幼虫を入れてから1日後の状態(右)を示す写真である。 図7は、実施例2−1における放虫後の葉の面積の放虫前の面積に対する割合(%)を示す棒グラフである。 図8は、実施例2−2のタバコガの幼虫に対する耐虫性の調査における、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカおよび栽培種タバコ(品種:たいへい)の各株の葉の配置(左)、並びに、タバコガの幼虫を入れてから1日後の状態(右)を示す写真である。 図9は、実施例2−2における放虫後の葉の面積の放虫前の面積に対する割合(%)を示す棒グラフである。 図10は、実施例2−3のタバコガの幼虫に対する耐虫性の調査における、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの各株の葉の配置(左)、並びに、タバコガの幼虫を入れてから1日後の状態(右)を示す写真である。 図11は、実施例2−3における放虫後の葉の面積の放虫前の面積に対する割合(%)を示す棒グラフである。 図12は、実施例2−4のタバコガの幼虫に対する耐虫性の調査における、F1ハイブリッドおよびニコチアナ・アンブラチカの各株の葉の配置(左)、並びに、タバコガの幼虫を入れてから1日後の状態(右)を示す写真である。 図13は、実施例2−4における放虫後の葉の面積の放虫前の面積に対する割合(%)を示す棒グラフである。 図14は、実施例3におけるF1ハイブリッドおよびニコチアナ・アンブラチカのテルペン化合物Aの量(内部標準物質比)を示す棒グラフである。
非限定的に本発明は、以下の態様を含む。
1.F1ハイブリッド
本発明は、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッド、またはその部分に関する。
「ニコチアナ・アンブラチカ」(Nicotiana umbratica)は、西オーストラリア州北西部に分布するニコチアナ属の種である。染色体数(2n)は46である。非限定的に、ニコチアナ・アンブラチカの草丈は50−60cm程度で細い茎を多数分枝して茂り、5〜15cm程度の小さな葉が多数出る。枝先に総状花序状に多くの花をつける。非限定的に、ニコチアナ・アンブラチカは植物体全体で毛茸からの分泌量が多く粘つき、全体から強い香りが漂う。主なアルカイド成分はニコチンである。
「ニコチアナ・カワカミイ」(Nicotiana kawakamii)は、1968年にボリビアで、川上嘉通らによって発見された種である。染色体数(2n)は24である。非限定的に、ニコチアナ・カワカミイの草丈は平均200cm以上になり、葉は大型である。主なアルカイド成分はノルニコチンである。
「F1ハイブリッド」とは、種や品種が異なる植物から産まれた子孫である。本明細書および特許請求の範囲における「F1ハイブリッド」は、雑種第一代(F1)のF1ハイブリッドを意味する。F1は、生物において、ある異なった対立遺伝子をホモで有する両親の交配の結果生じた、第一世代目の子孫である。F1は、両親の遺伝子をヘテロで有し、遺伝子型は均一である。染色体数(2n)は35である。
本発明における、F1ハイブリッドの部分とは、植物の成体の一部分のみならず、植物の種子から成体までのあらゆる態様を含む。
非限定的に、前記「部分」は、葉(葉身と葉柄を含む)、茎、根、種子、花、花粉、葯、胚珠、小花柄、分裂組織、子葉、胚軸、内鞘、胚、胚乳、外植片、カルス、組織培養物、芽、細胞、およびプロトプラストからなる群から選択される。好ましくは、葉、または茎である。
「葉柄」とは、植物において葉身と茎を接続している小さな柄である。「小花柄」とは、種子植物において、単弁花と花序につながる茎との間を繋ぐ短い柄である。「内鞘」とは、植物の組織で、根の中心の存在する木部と篩部を取り囲む細胞の層である。内鞘が分裂することにより側根が形成される。「外植片」とは、植物から切り出した胚の一部分を人工条件下で培養して得られた植物の組織片である。「カルス」は、固体培地上等で培養されている分化していない状態の植物細胞の塊である。「組織培養物」とは、植物の任意の組織を人工条件下で培養して得られた植物組織の培養物である。
F1ハイブリッドにおいて、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイはいずれが種子親であっても、花粉親であっても良い。
一態様において、種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである。別の一態様において、花粉親がニコチアナ・アンブラチカであり、種子親がニコチアナ・カワカミイである。より好ましくは、種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである。
2.F1ハイブリッドの特徴
(1)花の除去の容易性
タバコ植物から、たばこ製品の製造に使用するために有用な葉、茎を含む地上部を効率よく採取するためには、タバコ植物から花を除去することが必要である。F1ハイブリッドは、ニコチアナ・アンブラチカと比較して、花の除去が容易である。
一態様において、F1ハイブリッドは、草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している。草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)は、好ましくは、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、65%以上である。一態様において、草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)が、40%以上である。
一態様において、F1ハイブリッドは、ニコチアナ・アンブラチカと比較して1株あたりの花数が少ない。後述する実施例1において、F1ハイブリッドは、移植後約50日の1株あたりの「花数」が、ニコチアナ・アンブラチカと比較して約1/5と減少した。F1ハイブリッドは、好ましくは、ニコチアナ・アンブラチカと比較して1株あたりの花数が、2/3以下、1/2以下、1/3以下、1/4以下、1/5以下である。
F1ハイブリッドは、花の数が少なく、かつ、上部に局在しているため、花の除去が容易である。
(2)地上部の収穫
F1ハイブリッドは、好ましくは、たばこ製品の製造に使用するために有用な葉、茎を含む地上部を、ニコチアナ・アンブラチカよりも多く収穫できる。
一態様において、F1ハイブリッドは、地上部の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している。
好ましくは、1株あたりの地上部の収量が、ニコチアナ・アンブラチカと比較して、1.2倍以上、1.5倍以上、1.8倍以上、2倍以上、2.1倍以上である。
一態様において、F1ハイブリッドは、乾燥葉の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している。「乾燥葉」とは、タバコ植物の葉に、凍結乾燥、加熱乾燥、日干乾燥、空気乾燥等の乾燥処理を施して、乾燥させた葉である。
一態様において、F1ハイブリッドは、最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方が、ニコチアナ・アンブラチカよりも長い。実施例1において、移植後90日において、F1ハイブリッドは、最大葉の葉長、および、葉幅は、ニコチアナ・アンブラチカと比較して、約3倍であった。よって、F1ハイブリッドにおいて最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方が、ニコチアナ・アンブラチカと比較して、好ましくは、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍である。
一態様において、F1ハイブリッドは、分枝数がニコチアナ・アンブラチカよりも減少している。一態様において、「分枝数」が葉数と同程度である。葉の収穫がニコチアナ・アンブラチカよりも容易である。また、一態様において、わき芽の伸長程度がニコチアナ・アンブラチカよりは低い。よって、F1ハイブリッドは、葉の収穫が容易である。
好ましい態様において、F1ハイブリッドはニコチアナ・アンブラチカと比較して地上部の収量が多く、また、葉の収穫が容易である。
(3)害虫に対する耐虫性
F1ハイブリッドは、好ましくは、害虫に対する強い耐性を有する。
一般に、野生種のニコチアナ・カワカミイは多くの害虫に対する耐虫性が弱く、ニコチアナ・アンブラチカは害虫に対する耐虫性が強いことが知られている。
一態様において、F1ハイブリッドは、食葉性害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイよりも向上している。より好ましくは、F1ハイブリッドは、食葉性害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイおよびニコチアナ・アンブラチカの双方よりも向上している。
一態様において、F1ハイブリッドは、貯蔵害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイよりも向上している。より好ましくは、F1ハイブリッドは、貯蔵害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイおよびニコチアナ・アンブラチカの双方よりも向上している。
一態様において、F1ハイブリッドは、食葉性害虫に対する耐虫性が、栽培種タバコよりも向上している。
一態様において、F1ハイブリッドは、貯蔵害虫に対する耐虫性が、栽培種タバコよりも向上している。
本明細書および特許請求の範囲において、「害虫」は、タバコ植物に害を及ぼす任意の虫の総称として使用する。食葉性害虫の例示として、タバコガ(oriental tobacco budworm,Helicoverpa assulta)、ニセアメリカタバコガ(tobacco budworm,Heliothis virescens),オオタバコガ(cotton bollworm,Helicoverpa armigera)、タバコスズメガ(tobacco hornworm,Manduca sexta)、ハスモンヨトウ(Spodoptera litura)およびシロイモジヨトウ(Spodoptera exigua)が含まれる。
「タバコガ」は、特にその幼虫(アオムシ)が、各種の農作物を摂食し、特に、タバコ、ピーマンなどのナス科植物、果物、花などの害虫として知られている。「アオムシ」は、チョウ目(鱗翅目、蝶や蛾)の幼虫のうち、長い毛で体を覆われておらず、緑色のものである。
貯蔵害虫の例として、タバコシバンムシ(Lasioderma serricorne)やチャマダラメイガ(Ephestia elutella)のようにタバコの乾燥葉を食べるものも含まれる。
(4)タバコに含まれる成分
F1ハイブリッドは、好ましくは、ニコチアナ・アンブラチカと比較して、特徴的な香味(タバコとして好ましい香味)に寄与する成分の全部または一部が、減少しない。タバコとして好ましい香りに寄与する成分とは、例えば、1−イソプロピル−5−(ヒドロキシメチル)−8−メチルトリシクロ[4.4.0.02,8]デカ−4−エン、3−メチル吉草酸、4−メチルヘキサン酸等である。
よって、F1ハイブリッドは、ニコチアナ・アンブラチカの好ましい香味を保持したまま、たばこ製品、香料等の製品に使用可能である。
3.F1ハイブリッドを作成する方法
本発明は、一態様において、F1ハイブリッドを作成する方法を提供する。本発明の方法は、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配することを含む。交配は、タバコ植物を交配するための公知の方法を用いることができる。
本発明のF1ハイブリッドの作成方法において、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイはいずれが種子親であっても、花粉親であっても良い。
一態様において、種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである。別の一態様において、花粉親がニコチアナ・アンブラチカであり、種子親がニコチアナ・カワカミイである。より好ましくは、種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである。
本発明のF1ハイブリッドの作成方法の一態様において、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、より好ましい特徴を有するF1ハイブリッドを選抜する工程を含んでもよい。F1ハイブリッドを選抜する工程は、非限定的に、草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)、1株あたりの花数、最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方、分枝数、地上部の収量、乾燥葉の収量等の特徴に基づいて行うことが可能である。これらの特徴については、「2.F1ハイブリッドの特徴」の項目で記載した通りである。F1ハイブリッドを選抜する工程は、上記例示した特徴の複数に関し、複数の選抜工程を組み合わせて行ってもよい。複数の選抜工程を行う場合の順番は特に限定されない。
4.組成物
本発明は、一態様において、上記F1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む組成物、を提供する。
組成物は、タバコ植物またはその部分をそのまま用いても、あるいは裁断、粉砕または磨砕して細片状、スラリー状、または微粉状としたものを用いてもよい。組成物は、タバコ植物またはその部分は、畑地などから収穫したものをそのまま用いても、所定期間屋内または屋外において水分を一部放散させたものを用いても、あるいは乾燥機などで水分をほとんど放散させたものを用いてもよい。
「抽出物」は、たばこ製品の香味を改善する目的やたばこ製品中の特定成分の含有量を低下させる目的で、タバコ植物由来の葉、茎などの材料を抽出して得られたものである。抽出方法は植物から精油や特定の成分等を抽出するための公知の方法を用いることができる。
組成物は、非限定的に、カットフィラー、粉末、シート、または溶液の形態である。
5.製品
上記のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物、並びに、F1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む組成物は、ニコチアナ・アンブラチカに由来する特徴的な香味を有する。よって、一態様において、これらをたばこ製品等の原料に使用することにより、ニコチアナ・アンブラチカに由来する特徴的な香味を製品に付与することが可能である。
本発明は、一態様において、上記のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む、製品を提供する。
本発明は、一態様において、上記のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む組成物を含む、製品を提供する。非限定的に、製品には、たばこ製品、香料、農薬、医薬品を含む。
「たばこ製品」の種類は特に限定されない。紙巻きたばこ(シガレット)の他、葉巻、パイプたばこ、嗅ぎたばこ、噛みたばこ、細刻み、水たばこ等を含む。さらに、たばこを加熱し発生するエアロゾルをエアロゾル源として用いた加熱型香味吸引器、たばこを加熱せずにその香味を吸引する非加熱型香味吸引器なども含まれる。
香料、農薬の種類も限定されない。農薬は、例えば、「農作物等」を害する菌、線虫、だに、昆虫、ねずみその他の動植物またはウイルスの防除、農作物等の生理機能の増進または抑制、発芽抑制等を目的とする農薬が含まれる。香料、農薬、医薬品は、単独でも他の有効成分と一緒にも使用可能である。
本発明は一態様において、上記F1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物の、組成物または製品を製造するための使用を提供する。
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。当業者は本明細書の記載に基づいて容易に本発明に修飾・変更を加えることができ、それらは本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例1 ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドの作成
本実施例では、ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドを作成した。
ニコチアナ・アンブラチカ(1967年 米国 E.L.Moore博士より入手)を種子親として、ニコチアナ・カワカミイ(1976年 京都大学中央アンデス学術調査隊より入手)を花粉親として、公知の方法で交配を行った。種子親と花粉親を入れ替えた場合でも目的とするF1ハイブリッドが得られた。以下、本実施例においては、ニコチアナ・アンブラチカを種子親として、ニコチアナ・カワカミイを花粉親とした場合を例として詳述する。
得られたニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドをJT葉たばこ研究所(栃木県小山市)の降雨遮断圃場で栽培した(堆肥:1000kg/10a、化成肥料(アグリ622):100kg/10a(6kgN/10a)、過リン酸石灰:80kg/10a、草木灰:30kg/10a)。畦立て後はイワタニリバースマルチ銀黒タイプ(岩谷マテリアル株式会社(東京都中央区)より入手)により被覆し、株間40cmに移植し、潅水チューブにより全期間で5回程度潅水した。比較例として、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイも同様に栽培した。
F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの各々について5株ずつ栽培し、図1および図2の各項目について評価した。特に記載のない項目については、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの各々についての平均値を示す。特に記載のない項目については、播種後約90日における評価である。
食葉性害虫に対する耐虫性は、タバコの葉を配置した網かごの中に放虫し、1日後に残っている葉の面積を比較することにより評価した。
(1)収量(地上部の乾燥前重量)
図1のF1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの各株の収量を図3の棒グラフに示す。「地上部の収量」は、移植後約50日において、地上3cm程度の位置で個体から切り離した地上部の乾燥前重量を意味する。なお、この場合において花部は一部の茎部とともに除去されている。ニコチアナ・アンブラチカと比較して、F1ハイブリッドの株あたりの地上部の収量は、約2倍であった。
(2)花の除去の容易性および葉の収穫の容易性
図1の「草丈」および図2の植物体全体の写真から理解される通り、F1ハイブリッド、ニコチアナ・アンブラチカよりも草丈が長い。移植後約50日の「花数」を図4の棒グラフに示す。ニコチアナ・アンブラチカと比較して、F1ハイブリッドの株当たりの花数は約1/5と顕著に減少した。草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)を図5の棒グラフに示す。ニコチアナ・アンブラチカでは草丈の約20%よりも下から上部にかけて広く花が分布していたが、F1ハイブリッドでは草丈の60%よりも上部にしか花が局在しなかった。図1の「花数」「最下部の花の高さ」「最下部の花の高さ/草丈」、および図4、図5に示される通り、本発明のF1ハイブリッドは、ニコチアナ・アンブラチカと比較して、花の数が少なく、かつ、上部に局在しているため、花の除去が容易である。
さらに分枝数もニコチアナ・アンブラチカよりも少なくて葉数と同程度であり、かつ、わき芽の伸長程度もニコチアナ・アンブラチカよりは低かった。よって、本発明のF1ハイブリッドは、葉の収穫がニコチアナ・アンブラチカよりも容易である。
実施例2 ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドの食葉性害虫に対する耐虫性
本実施例では、本発明のニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドのタバコガ(Helicoverpa assulta)の食害に対する耐虫性を調べた。下記の実施例2−1〜2−4に記載の各株の若い葉をタバコガの幼虫20〜30匹とともに幅40cm×奥行40cm×高さ40cmの網カゴに入れ、1日後に残っている葉の面積を開始前と比較し、摂食の品種選択性を調査した。調査は2017年7月、JT葉たばこ研究所(栃木県小山市、日本)において、直射日光の当たらない窓付きの屋内で実施し、室温は約25℃に設定した。実施例2−1〜2−4では、比較例の種類、配置等の摂食の品種選択性への影響をなくす(最小限に留める)ために、比較例として使用する品種の数、配置を変更した。
(1)実施例2−1
実施例2−1では、F1ハイブリッドの他に、比較例として、ニコチアナ・アンブラチカ、ニコチアナ・カワカミイおよび栽培種タバコ(品種:たいへい)の3種類の葉を図6のように配置した。放虫前を100としたときの放虫1日後の葉の面積(%)を図7に示す。タバコガの幼虫は、各品種の葉を選択的に摂食した。すなわち、ニコチアナ・カワカミイの葉はほぼ完全に食べ尽くされたのに対してニコチアナ・アンブラチカでは70%以上が残り、F1ハイブリッドは1日後でもほぼ無傷の状態であった。栽培種タバコ(品種:たいへい)では約50%が残った。
(2)実施例2−2
実施例2−2では、F1ハイブリッドの他に、比較例として、ニコチアナ・アンブラチカおよび栽培種タバコ(品種:たいへい)の2種類の葉を図8のように配置した。放虫前を100としたときの放虫1日後の葉の面積(%)を図9に示す。タバコガの幼虫は、各品種の葉を選択的に摂食した。すなわち、たいへいの葉は80%程度摂食されたのに対して、ニコチアナ・アンブラチカでは摂食されたのは20%未満で80%以上が残り、F1ハイブリッドは1日後でもほぼ無傷の状態であった。
(3)実施例2−3
実施例2−3では、F1ハイブリッドの他に、比較例として、ニコチアナ・アンブラチカおよびニコチアナ・カワカミイの2種類の葉を図10のように配置した。放虫前を100としたときの放虫1日後の葉の面積(%)を図11に示す。タバコガの幼虫は、各品種の葉を選択的に摂食した。すなわち、ニコチアナ・カワカミイの葉はほぼ完全に食べ尽くされたのに対してニコチアナ・アンブラチカでは70%以上が残り、F1ハイブリッドは1日後でもほぼ無傷の状態であった(残った葉の面積が80%以上)。
(4)実施例2−4
実施例2−2では、F1ハイブリッドの他に、比較例として、ニコチアナ・アンブラチカの葉を図12のように配置した。放虫前を100としたときの放虫1日後の葉の面積(%)を図13に示す。タバコガの幼虫は、各品種の葉を選択的に摂食した。すなわち、F1ハイブリッドは1日後でもほぼ無傷の状態であった(残った葉の面積が87.2%)。ニコチアナ・アンブラチカもあまり摂食されなかったが、F1ハイブリッドよりは有意に摂食された(残った面積が76.8%で、F1ハイブリッドよりも10%以上低い。)
実施例2−1〜実施例2−4に示されたように、本発明のF1ハイブリッドは、タバコガの幼虫による食害に対する抵抗性が、ニコチアナ・カワカミイよりも著しく強く、さらに、ニコチアナ・アンブラチカよりも有意に強いことが明らかになった。
実施例3 ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドの成分分析
本実施例では、GC/MSを用いてニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとのF1ハイブリッドF1の成分分析を行った。比較例として、ニコチアナ・アンブラチカを用いた。
[手順]
・植物体から切り離したばかりの葉4gを50mL容遠沈管に入れる。
・ヘキサン20mLを加えて200rpm、60分間振とう抽出を行う。
・振とう後、遠沈管の内容物を濾紙で濾過し、濾液に硫酸ナトリウムを適量加えて30分静置し脱水する。
−脱水後の液を再び濾過したのちにバイアルに封入して分析サンプルとし、GC(ガスクロマトグラフィー)を行う。
−得られたトータルイオンクロマトグラムを解析し、対象成分テルペン化合物A(RI(Retention index)1617)(1−イソプロピル−5−(ヒドロキシメチル)−8−メチルトリシクロ[4.4.0.02,8]デカ−4−エン)の量について相対比較を行う。なお、内部標準物質はn−エイコサンを使用し、その分析測定値と各々のテルペン化合物Aの分析測定値の比(内部標準物質比)を算出し、各々のテルペン化合物Aの量とした。
[分析条件]
機器:Agilent 5977B シリーズ GC/MSDシステム(7980B GC/5977B MSD)
カラム:HP−1MS(型番19091S−733、長さ(m)30×内径(mm)0.25×膜厚(um)1.00)
昇温プログラム:40℃を1分、5℃/分で40−200℃、1℃/分で200−220℃、5℃/分で220−300℃、300℃を21分
注入口:スプリットレス、1uL、300℃
検出器:Scanモード (m/z 40〜400)
テルペン化合物A(1−イソプロピル−5−(ヒドロキシメチル)−8−メチルトリシクロ[4.4.0.02,8]デカ−4−エン)は、ニコチアナ・アンブラチカにおいて、特徴的な香り(タバコとして好ましい香り)に寄与する成分である。上記成分分析の結果、図14に示す通り、テルペン化合物Aの量(内部標準物質比)がニコチアナ・アンブラチカでは0.85であるのに対して、F1ハイブリッドでは0.98であった。よって、F1ハイブリッドはニコチアナ・アンブラチカと比較して、特徴的な香り(タバコとして好ましい香り)に寄与する成分が、減少しないことが確認された。

Claims (30)

  1. ニコチアナ・アンブラチカ(Nicotiana umbratica)とニコチアナ・カワカミイ(Nicotiana kawakamii)とのF1ハイブリッド、またはその部分。
  2. 前記部分が、葉、茎、根、種子、花、花粉、葯、胚珠、小花柄、分裂組織、子葉、胚軸、内鞘、胚、胚乳、外植片、カルス、組織培養物、芽、細胞、およびプロトプラストからなる群から選択される、請求項1に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  3. 種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである、請求項1または2に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  4. 花粉親がニコチアナ・アンブラチカであり、種子親がニコチアナ・カワカミイである、請求項1または2に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  5. 草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している、請求項1−4のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  6. 1株あたりの花数が、ニコチアナ・アンブラチカよりも少ない、請求項1−5のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  7. 最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方が、ニコチアナ・アンブラチカよりも長い、請求項1−6のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  8. 分枝数が、ニコチアナ・アンブラチカよりも減少している、請求項1−7のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  9. 地上部の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している、請求項1−8のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  10. 乾燥葉の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加している、請求項1−9のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  11. 食葉性害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイよりも向上している、請求項1−10のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  12. 食葉性害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイおよびニコチアナ・アンブラチカの双方よりも向上している、請求項1−11のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  13. 貯蔵たばこ害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイよりも向上している、請求項1−12のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  14. 貯蔵たばこ害虫に対する耐虫性が、ニコチアナ・カワカミイおよびニコチアナ・アンブラチカの双方よりも向上している、請求項1−13のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  15. 食葉性害虫が,タバコガ(oriental tobacco budworm,Helicoverpa assulta)、ニセアメリカタバコガ(tobacco budworm,Heliothis virescens)、オオタバコガ(cotton bollworm,Helicoverpa armigera)、タバコスズメガ(tobacco hornworm,Manducasexta)、ハスモンヨトウ(Spodoptera litura)およびシロイモジヨトウ(Spodoptera exigua)からなる群から選択される、請求項11または12に記載のF1ハイブリッド、またはその部分。
  16. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配することを含む、F1ハイブリッドを作成する方法。
  17. 種子親がニコチアナ・アンブラチカであり、花粉親がニコチアナ・カワカミイである、請求項16に記載の方法。
  18. 花粉親がニコチアナ・アンブラチカであり、種子親がニコチアナ・カワカミイである、請求項16に記載の方法。
  19. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、草丈に対する最下部の花の高さの割合(%)がニコチアナ・アンブラチカよりも増加しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、請求項16−18のいずれか1項に記載の方法。
  20. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、1株あたりの花数がニコチアナ・アンブラチカよりも少ないF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、請求項16−18のいずれか1項に記載の方法。
  21. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、最大葉の葉長、葉幅、あるいは、最大葉の葉長および葉幅の双方が、ニコチアナ・アンブラチカよりも長いF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、請求項16−18のいずれか1項に記載の方法。
  22. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、分枝数が、ニコチアナ・アンブラチカよりも減少しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、請求項16−18のいずれか1項に記載の方法。
  23. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、地上部の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、請求項16−18のいずれか1項に記載の方法。
  24. ニコチアナ・アンブラチカとニコチアナ・カワカミイとを交配後、乾燥葉の収量が、ニコチアナ・アンブラチカよりも増加しているF1ハイブリッド、を選抜する工程をさらに含む、請求項16−18のいずれか1項に記載の方法。
  25. 請求項1−15のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む組成物。
  26. カットフィラー、粉末、シート、または溶液の形態である、請求項25に記載の組成物。
  27. 請求項1−15のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物を含む、製品。
  28. 請求項25または請求項26の組成物を含む、製品。
  29. たばこ製品、香料、農薬、および医薬品からなる群から選択される、請求項27または28に記載の製品。
  30. 請求項1−15のいずれか1項に記載のF1ハイブリッド、またはその部分、あるいは、これらの抽出物の、組成物または製品を製造するための使用。
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