WO2011033658A1 - METHOD FOR CULTIVATING PEA FAMILY PLANT UTILIZING γ-RAY - Google Patents

METHOD FOR CULTIVATING PEA FAMILY PLANT UTILIZING γ-RAY Download PDF

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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general

Abstract

Disclosed is a method for cultivating a pea family plant, which enables the harvest of larger seeds than those harvested by conventional cultivation methods. The method comprises irradiating the plant that is in a post-seedling stage with a γ-ray at a dose rate of 0.04 to 0.4 Gy/day and the total dose of 0.5 to 10.0 Gy.

Description

γ線を利用したマメ科植物の栽培方法Leguminous plant cultivation method using gamma rays
 本発明は、γ線を利用したマメ科植物の栽培方法に関し、特に、実生時期を経過した後、植物体に、特定範囲の線量率でγ線を照射する工程を含む、マメ科植物の栽培方法に関する。 The present invention relates to a method for cultivating legumes using γ-rays, and in particular, cultivating leguminous plants including a step of irradiating a plant body with γ-rays at a dose rate in a specific range after the seedling has passed. Regarding the method.
 ダイズ等のマメ科植物は、人類の主食である穀物の1つであり、全世界で約2億トン生産されている。ダイズ等のマメ科植物は、食用の他、植物油や家畜飼料としても広く利用され、一部では、バイオエネルギーとしての利用も試みられており、年々その生産量は増大している。このような需要の増大に対する1つの対応策は遺伝子工学的な手法で生産性の高いダイズを作製することである。しかし、このような遺伝子工学的な手法で作り出された植物は、生物の多様性の保全及び持続可能な利用に悪影響を及ぼす可能性があるとして世界的な問題となっており、遺伝子工学的手法によらずに生産性を増大できる手法に対する要求が増大しつつある。 】 Legumes such as soybeans are one of the main grains of mankind and are produced about 200 million tons worldwide. Leguminous plants such as soybean are widely used not only for food but also as vegetable oil and livestock feed, and in part, they are also being used as bioenergy, and their production is increasing year by year. One countermeasure against such an increase in demand is to produce soybean with high productivity by genetic engineering techniques. However, plants created by such genetic engineering techniques have become a global problem because they may adversely affect the conservation and sustainable use of biological diversity. There is an increasing demand for techniques that can increase productivity regardless of the above.
 ところで、1978年にミズーリ大学のトーマス・D・ラッキーによって、放射線ホルミシス効果が提唱された後、とうもろこし、アルファルファ、ダイズ、エンドウマメ、ジャガイモ、チューリップ、ユリ、オオムギ、インゲン等の様々な植物についても、γ線等の放射線によるホルミシス効果に関する報告がなされている(非特許文献1)。しかし、これらの報告は、種子、塊根、実生の状態で、所定量の放射線を照射すると、成長が促進される等の効果が得られることを提示するものとして理解できるが、線量は様々であり、線量率や、照射期間などについては言及されておらず、照射によって得られる効果も様々である。このため、そのデータの有効性については議論が多いのが現状である。また、最近では、発芽後の若い苗への急照射で0.4Gy程度から、成長や莢付きが低減してくるが、莢の大きさなどには変化がないという報告がある(非特許文献2)。また、チェルノブイリ周辺での汚染地域で土壌中に放射線核種がある中で生育したものは収穫される豆が小さいなどの報告もある(非特許文献3)。なお、本願明細書で引用した文献は参照により本願明細書に組み込む。 By the way, after the radiation hormesis effect was advocated by Thomas D. Lucky of the University of Missouri in 1978, various plants such as corn, alfalfa, soybean, pea, potato, tulip, lily, barley, green beans, etc. There have been reports on the hormesis effect of radiation such as γ rays (Non-patent Document 1). However, these reports can be understood as suggesting that effects such as the promotion of growth can be obtained by irradiating a prescribed amount of radiation in the state of seeds, tuberous roots, and seedlings. The dose rate and the irradiation period are not mentioned, and the effects obtained by the irradiation are various. For this reason, there is much debate about the validity of the data. Recently, there is a report that growth and wrinkle are reduced from about 0.4 Gy by rapid irradiation of young seedlings after germination, but there is no change in the size of wrinkles (Non-Patent Document 2). ). In addition, there is a report that, in the contaminated area around Chernobyl, the beans grown in the presence of radionuclides in the soil are small in harvested beans (Non-patent Document 3). References cited in the present specification are incorporated herein by reference.
 このような作物育成に対する放射線利用に関する研究の実態から、日本では、ジャガイモの芽の生育抑制や食物の殺菌処理などに使用されているに過ぎず、食品に供される植物の育成に放射線は利用されていない。また、放射線利用に関する規制が比較的緩やかな諸外国でも同様であり、世界的にみても実用レベルで食品に供される植物の育成に放射線は利用されていないのが現状である。 Because of the actual state of research on the use of radiation for such crop growth, in Japan it is only used for potato bud growth control and food sterilization treatment, and radiation is used to grow plants used for food. It has not been. The same is true in other countries where the regulations on the use of radiation are relatively loose, and even in the world, radiation is not used to grow plants used for food at a practical level.
 しかし、放射線利用による食品等に供する植物の増産は、遺伝子工学的な手法で作り出された植物による問題を解消する可能性があり、収穫量の増大に繋がる明確な条件が確立されれば、増産のための新たな選択肢を提供することができる。 However, increasing the production of plants used for food, etc. by using radiation may solve the problems caused by plants created by genetic engineering techniques, and if clear conditions that lead to increased yields are established, the production will increase. Can provide new options for.
 本発明は、本願の出願当時の技術的知見からは全く予想し得なかったマメ科植物の増産のための条件を発見したことに基づく。すなわち、総線量のみならず、照射時期と線量率について詳細な検討を行なったところ、実生時期を経過した後、総線量0.5~10.0Gyで、0.04~0.4Gy/日の範囲の線量率でγ線を植物体に照射したところ、非照射の場合に比べ種子が大きく莢の平均重量が大きくなることを見出し、さらに狭い0.05~0.08Gy/日の範囲の線量率でγ線を植物体に照射したところ、個体当たりの莢数も増加し、1個体当たりから収穫される莢重量が顕著に増大することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。 The present invention is based on the discovery of conditions for increasing the production of legumes that could not be predicted at all from the technical knowledge at the time of filing of the present application. In other words, not only the total dose but also the irradiation time and dose rate were examined in detail. After the seedling time passed, the total dose was 0.5-10.0 Gy and 0.04-0.4 Gy / day. When plants were irradiated with γ-rays at a dose rate in the range, the seeds were found to be larger and the average weight of the pods increased than in the case of non-irradiation, and doses in the narrower range of 0.05 to 0.08 Gy / day were found. When the plant body was irradiated with γ rays at a rate, the number of pods per individual also increased, and the weight of cocoons harvested from one individual was found to increase significantly, leading to the completion of the present invention. .
 かくして、本発明は、その一の実施の形態において、実生時期を経過した後、植物体に、総線量0.5~10.0Gyで、線量率0.04~0.4Gy/日で、特に好ましくは線量率0.05~0.08Gy/日で、γ線を照射することを特徴とする、マメ科植物の栽培方法、この方法で栽培されたマメ科植物及びそれから得られる種子を提供するものである。 Thus, in one embodiment of the present invention, after the seedling period has elapsed, the plant body is given a total dose of 0.5-10.0 Gy, a dose rate of 0.04-0.4 Gy / day, Provided is a leguminous plant cultivation method, a legume plant grown by this method, and a seed obtained therefrom, characterized by irradiating with γ rays preferably at a dose rate of 0.05 to 0.08 Gy / day Is.
 ここで、本明細書中「実生」とは、種子植物の種子から発芽した幼植物であって子葉を残存している植物体を指し、「実生時期を経過後」とは、子葉を失い普通葉を有する時期を指す。また、本明細書中「花芽」とは、栄養成長を行なってきた成長点が生殖生長を行なう成長点に分化したもの、つまり花、花序の原基を意味し、「蕾」とは、花芽が発育し開花に近づいた状態のものを意味する。 As used herein, “seedling” refers to a plant that has germinated from the seed of a seed plant and has a cotyledon remaining, and “after the seedling has passed” means that the plantlet has lost its cotyledon and is normally It refers to the season with leaves. In the present specification, “flower bud” means a growth point that has undergone vegetative growth differentiated into a growth point that undergoes reproductive growth, that is, a flower or inflorescence primordium. Means that the plant has grown and is close to flowering.
 なお、花芽形成の有無は、成長点のオートラジオグラフィーをとったり、細胞分裂像の変化をみることによって決定することができる。もっとも、栽培植物の多くについては、既に花芽形成時期、即ち生殖分化開始時期について知られているので(例えば、非特許文献6には、大豆の花芽分化は開花前20日頃に行なわれるとある)、実用レベルでは、それに従えばよい。 It should be noted that the presence or absence of flower bud formation can be determined by taking an autoradiography of the growth point or by observing changes in cell division images. However, since most of the cultivated plants are already known about the flower bud formation time, that is, the reproductive differentiation start time (for example, Non-Patent Document 6 states that soybean flower bud differentiation is performed around 20 days before flowering). At the practical level, you can follow it.
 また、1個体中の個々の花芽、蕾、花で見た場合その形成時期や開花時期は異なり、個々のレベルで見た場合には、花芽形成前の段階と、花芽形成の段階と、蕾形成の段階と、開花の段階の2以上が混在し得る点には留意が必要である。従って、本明細書で「開花前」、「蕾が形成される前」、及び「花芽形成」という用語を用いる場合、特に言及がない限り、少なくとも1つの花が開花前であれば「開花前」とし、少なくとも1つの蕾が形成される前であれば「蕾が形成される前」とし、少なくとも1つの花芽が形成されれば「花芽形成」に該当するものとする。 In addition, when viewed with individual flower buds, buds, and flowers in an individual, the formation time and flowering time are different. When viewed at an individual level, the stage before flower bud formation, the stage of flower bud formation, It should be noted that two or more stages of formation and flowering can coexist. Accordingly, when the terms “before flowering”, “before bud formation”, and “flower bud formation” are used herein, unless stated otherwise, if at least one flower is before flowering, “before flowering” "If at least one bud is formed, then" before bud is formed ", and if at least one flower bud is formed, it corresponds to" flower bud formation ".
 本明細書中「莢が充実する」とは、莢がその中にある種子によって十分に膨らんでいる状態を意味する。また、本明細書「莢が充実するまで」とは、少なくとも1つの莢が充実するまでを意味するが、本発明の方法による効果をより確実にする点では、γ線の照射を殆ど(80%以上、好ましくは90%以上)の莢が充実するまで行うことが好ましい。
 また、本明細書中、「種子」とは、完熟の種子のみならず、未熟の種子をも含む。このような未熟の種子は、日本などで食用とされている。
In the present specification, “the cocoon is enriched” means a state in which the cocoon is sufficiently swollen by the seeds therein. Further, in the present specification, “until the eyelids are enriched” means until at least one eyelid is enriched, but in terms of further ensuring the effect of the method of the present invention, the irradiation of γ rays is almost (80 % Or more, preferably 90% or more) is preferably carried out until the soot is enriched.
Further, in the present specification, “seed” includes not only fully-ripened seeds but also immature seeds. Such immature seeds are edible in Japan and the like.
 また、本明細書において、線量率、総線量は線源(放射性物質)から放出されたガンマ線により直接または間接的に空気を電離する能力を測定した空気吸収線量(Gy)から算出された値を意味する。ガンマ線の線量は線源の核種、放射能、線源からの距離等から規定され、熱ルミネセンス線量計(TLD)で測定した。より具体的には、線量率はγフィールド内で線源(60Co)から10m間隔毎、地上1mで熱ルミネセンス線量計(TLD)で測ったのち、それをもとに回帰式(log10Y(Gy/h)=A+B×log10X(m))を描きA,Bを算出し、距離に応じた線量率(Gy/h)をだし、1日の線量率(この実施例ではGy/8hを1日の線量率 (Gy/day)として表記した)とした。測定日からの減衰は(Y)×(1/2)t/Tにより補正し距離を決定した。(Yは検査日の線量率であり、Xは線源からの距離であり、Tは線源の半減期であり、tは検査日からの経過時間である)。 In addition, in this specification, the dose rate and total dose are values calculated from the absorbed air dose (Gy) measured for the ability to ionize air directly or indirectly by gamma rays emitted from a radiation source (radioactive material). means. The dose of gamma rays was defined by the source nuclide, radioactivity, distance from the source, etc., and was measured with a thermoluminescence dosimeter (TLD). More specifically, the dose rate is measured with a thermoluminescence dosimeter (TLD) at 10 m intervals from the radiation source ( 60 Co) in the γ field at 1 m above the ground, and then a regression equation (log 10 Draw Y (Gy / h) = A + B × log 10 X (m)), calculate A and B, and calculate the dose rate (Gy / h) according to the distance, and the daily dose rate (Gy in this example) / 8h is expressed as a daily dose rate (Gy / day)). Attenuation from the measurement date was corrected by (Y) × (1/2) t / T , and the distance was determined. (Y is the dose rate on the day of examination, X is the distance from the source, T is the half-life of the source, and t is the elapsed time from the day of examination).
 本発明の栽培方法によれば、通常の栽培方法による場合よりも大きな種子を収穫することができる。また、本発明の特に好ましい実施の形態によれば、大きな種子を収穫することができることに加え、個体当たりの莢数を増加することができ、個体当たりの種子の収穫量を増加することができる。
 本発明による方法では、遺伝子工学的手法による食品の安全性の問題や植物の多様性確保の問題などを生じさせることなく、栽培される植物の増産を達成することができる。また、従来行なわれてきた品種改良技術では、品種改良に非常に大きな労力や長い時間を要していたが、本発明は、このような障壁を取り除き簡易な方法で増産を可能とする。
According to the cultivation method of the present invention, larger seeds can be harvested than in the normal cultivation method. In addition, according to a particularly preferred embodiment of the present invention, in addition to being able to harvest large seeds, the number of pods per individual can be increased, and the yield of seeds per individual can be increased. .
In the method according to the present invention, it is possible to achieve increased production of cultivated plants without causing a problem of food safety by genetic engineering techniques and a problem of ensuring plant diversity. In addition, in the conventional breed improvement technology, a great deal of labor and a long time are required for breed improvement, but the present invention eliminates such a barrier and enables an increase in production by a simple method.
図1は、2008年に行なった試験の各群の莢当たりの重量の平均値を示す、グラフである。0.06Gy/dayの線量率の群及び0.2Gy/dayの線量率の群で莢重量の増加が認められた(N=4-9、ここでNはサンプル数を示し、対照群、0.02Gy/dayの線量率の群、0.06Gy/dayの線量率の群、及び0.2Gy/dayの線量率の群の各サンプル数が4から9の間であることを指す。以下、同様)。FIG. 1 is a graph showing the average value of the weight per cocoon for each group of tests conducted in 2008. An increase in soot weight was observed in the 0.06 Gy / day dose rate group and the 0.2 Gy / day dose rate group (N = 4-9, where N indicates the number of samples, control group, 0.02 Gy / day This indicates that the number of samples in the day dose rate group, 0.06 Gy / day dose rate group, and 0.2 Gy / day dose rate group is between 4 and 9. The same applies hereinafter. 図2は、2008年に行なった試験の各群の個体当たりの莢数を示す、グラフである。莢付き数が0.06Gy/dayの線量率の群で個体当たりの莢数が増加したのに対して、0.02Gy/dayの線量率の群及び0.2Gy/dayの線量率の群では莢付き数の増加傾向は認められなかった(N=4-9)。FIG. 2 is a graph showing the number of pupae per individual in each group of tests conducted in 2008. The number of spikes per individual increased in the group with a dose rate of 0.06 Gy / day, whereas the number of spikes in the 0.02 Gy / day dose rate group and the 0.2 Gy / day dose rate group There was no tendency to increase (N = 4-9). 図3は、2008年に行なった試験の各群の個体当たりの総莢重量の平均値を示す、グラフである。莢当たりの重量が大きく、莢数の多い0.06Gy/dayの線量率の群で最も大きい値となった(N=4-9)。千葉で同時期に栽培した対照群も併記した(N=3)。FIG. 3 is a graph showing the average value of the weight of the total weight per individual in each group in the test conducted in 2008. It was the largest value in the 0.06 Gy / day dose rate group with a large weight per cage and a large number of cages (N = 4-9). A control group cultivated in Chiba at the same time is also shown (N = 3). 図4は、2009年に行なった試験の各群の莢当たりの重量の平均値を示す、グラフである。2008年と同様に0.06Gy/dayの線量率の群、及び0.2Gy/dayの線量率の群で莢重量の増加が認められた。FIG. 4 is a graph showing the average value of the weight per cocoon for each group of tests conducted in 2009. As in 2008, an increase in dredging weight was observed in the 0.06 Gy / day dose rate group and the 0.2 Gy / day dose rate group. 図5は、2009年に行なった試験の各群の個体当たりの莢数を示す、グラフである。2008年と同様に0.06Gy/dayの線量率の群で個体当たりの莢数の増加が認められた。FIG. 5 is a graph showing the number of pupae per individual in each group of tests conducted in 2009. As in 2008, an increase in the number of pupae per individual was observed in the 0.06 Gy / day dose rate group. 図6は、2008年と2009年の両年に行なった試験の各群の莢当たりの重量の平均値を示す、グラフである。0.06Gy/dayの線量率の群、及び0.2Gy/dayの線量率の群で莢重量の増加が認められた(N=11-17)FIG. 6 is a graph showing the average weight per cage for each group of tests conducted in both 2008 and 2009. Increased soot weight was observed in the 0.06 Gy / day dose rate group and the 0.2 Gy / day dose rate group (N = 11-17) 図7は、2008年と2009年の両年に行なった試験の各群の個体当たりの莢数を示す、グラフである。0.06Gy/dayの線量率の群で個体当たりの莢数が増加したのに対して、0.02Gy/dayの線量率の群及び0.2Gy/dayの線量率の群では莢付き数の増加傾向は認められなかった(N=11-17)。FIG. 7 is a graph showing the number of pupae per individual in each group of tests conducted in both 2008 and 2009. The number of pupae per individual increased in the 0.06 Gy / day dose rate group, whereas the number of heels increased in the 0.02 Gy / day dose rate group and the 0.2 Gy / day dose rate group. Not recognized (N = 11-17). 図8は、2008年に行なった試験の各群から収穫された種子を示す写真である。0.06Gy/dayの線量率の群、及び0.2Gy/dayの線量率の群で大きな種子が収穫された(N=4-9)FIG. 8 is a photograph showing seeds harvested from each group of tests conducted in 2008. Large seeds were harvested in the 0.06 Gy / day dose rate group and the 0.2 Gy / day dose rate group (N = 4-9) 図9は、2008年に収穫した種子におけるタンパク質の発現パターンを解析した2次元電気泳動の泳動パターンを示す写真の写しである。図9(A)は、対照群から収穫された種子の泳動パターンを示し、図9(B)は、0.2Gy/dayの線量率の群から収穫された種子の泳動パターンを示す。FIG. 9 is a copy of a photograph showing the migration pattern of two-dimensional electrophoresis in which the protein expression pattern in seeds harvested in 2008 was analyzed. FIG. 9A shows the migration pattern of seeds harvested from the control group, and FIG. 9B shows the migration pattern of seeds harvested from the 0.2 Gy / day dose rate group.
 以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明はその本質に反しない限り他の実施の形態をも含むものである。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention includes other embodiments as long as it does not contradict the essence.
 本発明では、実生時期を経過した後、植物体にγ線を照射する。
 従来は、マメ科植物を含む各種植物で、種子、塊根、実生の段階で各種放射線を照射する多くの試みがなされていたが(特許文献1)、分化が進んだ実生段階後でのγ線の照射が マメ科植物の種子の増産を生じさせるという報告はこれまでなされていない。従って、実生後の段階でγ線を植物体に照射するという本発明の特徴は、出願当時の技術水準に対して発明性を有するものである。
In the present invention, the plant body is irradiated with γ rays after the seedling time has elapsed.
Conventionally, many attempts have been made to irradiate various radiations at the seed, tuberous root, and seedling stages in various plants including legumes (Patent Document 1). However, γ-rays after the seedling stage in which differentiation has progressed have been made. There has been no report that irradiation of the plant caused an increase in legume seed production. Accordingly, the feature of the present invention that the plant body is irradiated with γ-rays at the stage after seedling is inventive with respect to the technical level at the time of filing.
 後述する実施例で述べる通り、今回の試験では、花芽形成の付近、具体的には、幾つかの蕾を確認できた時点でγ線の照射を開始することで、マメ科植物の種子を増産させ得ることが実証されており、少なくとも花芽が形成された時点からγ線の照射を開始すれば、種子の増産が可能になると思われ、ほとんどの苗が花芽形成の直前又は直後の時期からγ線の照射を開始することがより好ましい。但し、今回の試験によれば、ある程度蕾が確認された時点で行なっても増産が可能であったため蕾形成前又はその直後(数日以内)でγ線の照射を開始しても種子の増産が可能になるだろう。また、種子の大きさは、開花期以降の日照、水及び栄養条件によって影響を受けることが知られており(非特許文献4及び5)、開花期以降のγ線照射は種子の発育に関連する遺伝子の発現に何らかの影響を及ぼすことが予想される。従って、種子を大きくする点からすれば、蕾形成後開花前にγ線の照射を開始しても良いかもしれない。 As will be described later in Examples, in this test, the production of legume seeds was increased by starting irradiation with gamma rays in the vicinity of flower bud formation, specifically, when several pods were confirmed. It seems that the production of seeds can be increased if irradiation of γ rays is started at least from the time when flower buds are formed, and most seedlings are γ from the time immediately before or after flower bud formation. More preferably, the irradiation of the line is started. However, according to this test, even if the wrinkles were confirmed to some extent, it was possible to increase production, so even if γ-ray irradiation was started before or after the wrinkle formation (within a few days), seed production increased Will be possible. In addition, it is known that the size of seeds is affected by sunlight, water and nutrient conditions after the flowering period (Non-patent Documents 4 and 5), and γ-irradiation after the flowering period is related to seed development. It is expected that it will have some effect on the expression of genes. Therefore, from the viewpoint of increasing the seed size, irradiation with γ rays may be started after flower formation and before flowering.
 いずれにせよ、種子の収穫量を増大させるには、花芽形成の数日前後でγ線の照射を開始することが好ましく、遅くとも蕾が形成される前にγ線の照射を開始することが好ましい。 In any case, in order to increase the yield of seeds, it is preferable to start irradiation with γ rays around several days after flower bud formation, and it is preferable to start irradiation with γ rays before wrinkles are formed at the latest. .
 同様に、莢数を増加する点では、花芽分化の期間、蕾形成の期間、莢形成の期間のいずれかにて放射線が働くと考えられるので、γ線の照射を少なくとも蕾が形成されるまで行うことが好ましく、多数の蕾(例えば、1個体当たり予想される総蕾数の50%以上)が形成されるまで行うことがより好ましく、莢が形成されるまで行うことが特に好ましいであろう。また、大きな種子を形成する観点からは、莢の充実までの期間でγ線により更に種子の大型化が進むとも考えられ、γ線の照射を、少なくとも莢の中の種子が膨らみ始めるまで行うことが好ましく、数個から10個程度の莢が膨らみ始めるまで行うことがより好ましく、少なくとも1つの莢が充実するまで行うことが更に好ましく、総ての莢の内80%以上の莢が充実するまで行うことが特に好ましいであろう。 Similarly, in terms of increasing the number of wrinkles, radiation is considered to work in any of the period of flower bud differentiation, the period of wrinkle formation, or the period of wrinkle formation. Preferably, until a large number of wrinkles are formed (eg, 50% or more of the total number of wrinkles expected per individual), more preferably until wrinkles are formed. . In addition, from the viewpoint of forming large seeds, it is considered that seeds will be further enlarged by γ rays during the period until the pods are enriched, and irradiation of γ rays should be carried out at least until the seeds in the pods begin to expand. It is more preferable to carry out until several to 10 ridges start to swell, more preferably until at least one cocoon is filled, until 80% or more of all cocoons are filled. It will be particularly preferred to do so.
 本発明では、線量率に着目し、その一の実施の形態において、上記所定の期間、植物体に、線量率0.04~0.4Gy/日で、好ましくは線量率0.04~0.3Gy/日で、より好ましくは線量率0.05~0.25Gy/日でγ線を照射する。従来は、マメ科植物を含め様々な植物の種子等にγ線を照射してホルミシス効果に関する試験結果が報告されていたが、いずれも線量以外の詳細な条件は検討されておらず、その効果も様々であった。従って、本願により提案された、特定範囲の低線量率でのγ線の照射は、マメ科植物の種子の大きく(乾燥重量で1.3倍以上)するための明確な条件を初めて提示するものであり、本発明は、この点でも出願当時の技術水準に対して発明性を有するものである。 In the present invention, attention is paid to the dose rate. In one embodiment of the present invention, a dose rate of 0.04 to 0.4 Gy / day, preferably 0.04 to 0.4. Gamma rays are irradiated at 3 Gy / day, more preferably at a dose rate of 0.05 to 0.25 Gy / day. Previously, test results on the hormesis effect were reported by irradiating the seeds of various plants including legumes with gamma rays, but none of the detailed conditions other than the dose were studied, and the effects There were also various. Therefore, γ-ray irradiation at a low dose rate in a specific range proposed by the present application presents for the first time a clear condition for increasing the legume seed size (1.3 times or more by dry weight). In this respect, the present invention has inventiveness with respect to the technical level at the time of filing.
 これに加え、本発明は、特に好ましい実施の形態において、形成される莢数も増大し、個体当たりのまめ収穫量が増大するための条件を提示する。即ち、上記所定の期間、植物体に、線量率0.05~0.08Gy/日、好ましくは0.05~0.07Gy/日のより狭い範囲の線量率でγ線を照射することで、形成される莢数も増大し、個体当たりの収穫量を増大することができる。このような極めて狭い範囲で、種子が大きくなると共に、形成される莢数も増大するという事象は、従来全く知られておらず、マメ科植物の種子の増産を可能とする明確な条件を初めて提示する。 In addition to this, the present invention, in a particularly preferred embodiment, presents conditions for increasing the number of pods to be formed and increasing the yield of blisters per individual. That is, by irradiating the plant body with γ rays at a dose rate in a narrower range of 0.05 to 0.08 Gy / day, preferably 0.05 to 0.07 Gy / day, for the predetermined period, The number of pods formed can also be increased and the yield per individual can be increased. In such an extremely narrow range, the phenomenon that seeds grow and the number of pods formed increases, which has never been known so far, and it is the first time that there is a clear condition that makes it possible to increase the production of legume seeds. Present.
 γ線の照射は、連続的に行なってもよく断続的におこなってもよいが、できるだけ連続的に行なうことが好ましい。また、日を隔てて照射する場合には、照射を数日空けて行なうことができるが、2日以下とすることが望ましい。
 また、照射日の合計は、好ましくは10日以上、より好ましくは15日以上、さらに好ましくは20日以上、特に好ましくは25日以上とすることが好ましい。
Irradiation with γ-rays may be performed continuously or intermittently, but it is preferable to perform γ-ray irradiation as continuously as possible. Moreover, when irradiating at intervals, the irradiation can be performed several days apart, but it is desirable that the irradiation be performed for two days or less.
The total irradiation date is preferably 10 days or more, more preferably 15 days or more, still more preferably 20 days or more, and particularly preferably 25 days or more.
 γ線の総線量は、照射日の合計にも依存することになるが、0.5~10.0Gy程度とすることが好ましく、0.8~6.0Gy程度とすることがより好ましく、1.0~2.0Gy程度とすることが特に好ましい。また、線量率が0.04~0.4Gy/日又は0.04~0.3Gy/日である場合には、総線量は、0.5~10.0Gyであることが好ましく、線量率が0.05~0.25Gy/日である場合には、総線量は0.8~6.0Gy程度であることが好ましく、1.0~5.0Gy程度であることがより好ましく、線量率が0.05~0.08Gy/日である場合には、総線量は1.0~2.0Gy程度であることが好ましく、線量率が0.06~0.08Gy/日である場合には、総線量は1.3~2.0Gy程度であることが好ましい。 The total dose of γ rays depends on the total irradiation day, but is preferably about 0.5 to 10.0 Gy, more preferably about 0.8 to 6.0 Gy. It is particularly preferably about 0.0 to 2.0 Gy. When the dose rate is 0.04 to 0.4 Gy / day or 0.04 to 0.3 Gy / day, the total dose is preferably 0.5 to 10.0 Gy, and the dose rate is In the case of 0.05 to 0.25 Gy / day, the total dose is preferably about 0.8 to 6.0 Gy, more preferably about 1.0 to 5.0 Gy, and the dose rate is When it is 0.05 to 0.08 Gy / day, the total dose is preferably about 1.0 to 2.0 Gy, and when the dose rate is 0.06 to 0.08 Gy / day, The total dose is preferably about 1.3 to 2.0 Gy.
 なお、10Gy以下の総線量は、ジャガイモの発芽防止や殺菌処理に用いるもの(発芽抑制は0.05-0.15kGy程度であり、腐敗菌病原菌の殺菌は1~7kGyであり、調味料又は食品素材の殺菌は10-50kGyである)と比較して極めて低い線量域であり、本発明は、その実用化に対する障壁も低いものと思われる。 The total dose of 10 Gy or less is used for potato germination prevention and sterilization treatment (germination suppression is about 0.05-0.15 kGy, sterilization of spoilage pathogens is 1-7 kGy, seasoning or food The sterilization of the material is 10-50 kGy), which is a very low dose range, and the present invention seems to have a low barrier to its practical use.
 1日の照射時間は一般的には照射による有効性と単位時間当たりでの高レベルの照射を回避する観点から、用いる線量率に応じて決定することが好ましい。例えば、線量率0.05~0.08Gy/日で照射する場合であれば、少なくとも2時間以上の照射時間が確保されれば足りると考えられ、これを超える線量率で照射する場合には、4時間以上とすることが好ましく、7時間以上とすることが特に好ましい。 In general, the irradiation time per day is preferably determined according to the dose rate to be used, from the viewpoint of the effectiveness of irradiation and avoiding a high level of irradiation per unit time. For example, in the case of irradiation at a dose rate of 0.05 to 0.08 Gy / day, it is considered sufficient to ensure an irradiation time of at least 2 hours, and when irradiation is performed at a dose rate exceeding this, It is preferably 4 hours or longer, particularly preferably 7 hours or longer.
 γ線の線源については特に制限はなく、例えば60Co、192Ir、169Yb、170Tm、75Se、124Sb、153Gd又は137Csを挙げることができる。 No particular limitation is imposed on the γ-ray radiation source may for example 60Co, 192Ir, 169Yb, 170Tm, 75Se, 124Sb, be mentioned 153Gd or 137 Cs.
 本発明の方法は、少なくともマメ科の植物であれば適用可能と考えられ(特許文献1も参照)、マメ科の植物には、例えば、ダイズ属、ヘラマメ属、エンドウ属などの植物が含まれる。中でも放射線に対してある程度の耐性を有すると考えられるダイズ属の植物が好ましい。 The method of the present invention is considered to be applicable to at least leguminous plants (see also Patent Document 1), and leguminous plants include, for example, plants such as soybean genus, genus pea, and pea genus. . Among them, a plant of the genus Soybean, which is considered to have a certain resistance to radiation, is preferable.
 日本では、ダイズ、インゲン、ササゲ、エンドウ、ラッカセイ、フジマメ、ナタマメ、シカクマメ、16ササゲ等の未熟な種子や若い莢をそのまま食用とする食習慣があり、ダイズの未熟な種子は「エダマメ」と称されて一般的に食されている。また、「エダマメ」として食するために開発されたダイズの品種には、例えば、奥原早生、白鳥、さやむすめ、ビアフレンド、白獅子等の早生品種;富貴、涼翠、三河島、錦秋、夕涼み、湯あがり娘、福獅子等の中早生若しくは中生品種;あきよし、とよしろめ等の晩生品種;中生光黒、丹波黒、祝黒、早生黒頭巾、快豆黒頭巾、濃姫等の黒豆品種;だだちゃ豆、黒埼茶豆、滝姫、福成等のちゃまめ品種がある。 In Japan, there is an eating habit of using immature seeds such as soybeans, green beans, cowpeas, peas, peanuts, wisteria bean, jujube, winged bean, 16 cowpeas, etc. and young pods as they are. Being eaten generally. In addition, soybean varieties developed to eat as “edamame” include early varieties such as Sachio Okuhara, Swan, Sayamusume, Beer Friend, Shirako, etc .; Fuki, Ryokan, Mikawajima, Nishikiaki, Mid- and early-birth varieties such as evening coolness, hot spring girls, Fukushiko, etc .; late-generation varieties such as Akiyoshi and Toyoshirome; Black bean varieties; Dadacha beans, Kurosaki tea beans, Takihime, Fukunari etc.
 また、完熟した種子は、日本では、豆腐、味噌、納豆等の加工食品、或いは植物油の原料として利用されており、世界的にも、植物油の原料や家畜飼料として広く利用され、一部では、バイオエネルギーとしての利用も試みられている。 In Japan, ripe seeds are used as processed foods such as tofu, miso and natto, or as raw materials for vegetable oils in Japan, and are widely used worldwide as raw materials for vegetable oils and livestock feed. Attempts have also been made to use it as bioenergy.
 本発明は、このようなマメ科の植物の利用に寄与するものと思われ、ダイズ族の植物、特にダイズの早生種への適用は有効と思われる(なお、早晩性に関わる遺伝子については非特許文献7及び8参照)。 The present invention is considered to contribute to the utilization of such leguminous plants, and is considered to be effective when applied to soybean family plants, particularly early soybean species (note that genes related to early / late nature are not considered). (See Patent Documents 7 and 8).
 本発明の方法で得られるマメ科植物は、後述する実施例で実証する通り、非照射の同じ植物に対して、種子の増大や莢数の増大といった表現型の点で差異が見られる。また、非照射の同じ植物に対して、タンパクの発現の点でも差異を有する。もっとも、このような相違は、遺伝子そのものに違いがあるわけではなく、γ線によって遺伝子の発現が影響を受けたためと考えられる。 The leguminous plant obtained by the method of the present invention is different from the same non-irradiated plant in terms of phenotypes such as an increase in seeds and an increase in the number of pods, as demonstrated in Examples described later. In addition, there is a difference in protein expression with respect to the same non-irradiated plant. However, such differences are not due to differences in the genes themselves, but are thought to be because the expression of the genes was affected by gamma rays.
 従って、本発明は、その一の実施の形態において、上記で詳述した方法で栽培された従来にない形質のマメ科植物、並びにこのようなマメ科植物から得られる種子をも対象とする。このようなマメ科植物、及び種子は、遺伝子変換植物による、生物の多様性の保全及び持続可能な利用に対する悪影響を懸念することなしに、効率的に食料若しくはエネルギー資源を提供する新たな手段となり得る。 Therefore, in one embodiment, the present invention is also directed to legumes having an unprecedented character cultivated by the method described in detail above, and seeds obtained from such legumes. Such legumes and seeds provide a new means of efficiently providing food or energy resources without concern about the adverse effects on biodiversity conservation and sustainable use by transgenic plants. obtain.
 以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。但し、本発明は、実施例により限定されるべきものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention should not be limited by the examples.
1.2008年度の試験
 エダマメ早生種である奥原早生(サカタ種苗、エダマメは中国原産と考えられている)を試験に使用した。一晩水中に浸したエダマメ種子を、2008年 5月14日(1日目)に、6号ポット(鉢)中の有機培養土(Plantation Iwamoto社製)内に播き、鳥害を避けるために8日間屋内で栽培した。種子は、5日目頃に発芽し、9日目には地上部から4~10cmの大きさとなった。9日目に屋外(5階建て建物屋上)に出し栽培を続け、42日目(2008年 6月24日)に幾つかの苗で蕾が数個形成されていることを確認した。この時点で、ポット(鉢)当たり1~3本の苗がある複数のポット(鉢)を、コントロールと3つの照射群に、それぞれ10本程度の苗が割り当てられ、丈の分布が各群でおおよそ揃うようにして振り分けた。3つの照射群をポットのままで、42日目から、約82TBqの60Coを線源とするγ線をそれぞれ0.02Gy/day、0.06Gy/day及び0.2Gy/dayの線量率で照射するガンマ線フィールド(茨城県常陸大宮市に所在)に設置した。線量率はγフィールド内で線源(60Co)から10m間隔毎、地上1mで熱ルミネセンス線量計(TLD)で測ったのち、それをもとに回帰式(log10Y(Gy/h)=A+B×log10X(m))を描きA、Bを算出し、距離に応じた線量率(Gy/h)を出し、1日の線量率(この実施例ではGy/8hを1日の線量率 (Gy/day)として表記した)とした。測定日からの減衰は(Y)×(1/2)t/Tにより補正し距離を決定した。(Yは検査日の線量率であり、Xは線源からの距離であり、Tは線源の半減期であり、tは検査日からの経過時間である)。
1. Test in fiscal year 2008 Odawara early seedlings (Sakata seedlings and Edamame are considered to be native to China) were used for the tests. In order to avoid damage to birds by sowing green soybean seeds soaked in water overnight on May 14, 2008 (Day 1) in organic culture soil (Plantation Iwamoto) in No. 6 pot (pot) Cultivated indoors for 8 days. Seeds germinated around the 5th day, and on the 9th day, the seeds were 4 to 10 cm in size. On the 9th day, it was taken out outdoors (on the roof of a five-story building) and continued to grow. On the 42nd day (June 24, 2008), it was confirmed that several cocoons were formed from several seedlings. At this point, several pots (pots) with 1 to 3 seedlings per pot (pot) are assigned to the control and three irradiation groups, each with about 10 seedlings, and the length distribution in each group Sorted out to be roughly aligned. Gamma rays that irradiate γ-rays with doses of 0.02 Gy / day, 0.06 Gy / day, and 0.2 Gy / day from about 42 TBq of 60 Co from the 42nd day with the three irradiation groups in the pot. Installed in the field (located in Hitachiomiya City, Ibaraki Prefecture). The dose rate is measured every 10 m from the radiation source ( 60 Co) within the γ field, and measured with a thermoluminescence dosimeter (TLD) at 1 m above the ground, and then a regression equation (log 10 Y (Gy / h)) = A + B x log 10 X (m)) A and B are calculated, and the dose rate (Gy / h) corresponding to the distance is calculated, and the daily dose rate (Gy / 8h in this example is set to 1 day) Dose rate (expressed as Gy / day)). Attenuation from the measurement date was corrected by (Y) × (1/2) t / T , and the distance was determined. (Y is the dose rate on the examination day, X is the distance from the radiation source, T is the half-life of the radiation source, and t is the elapsed time from the examination date).
 設置後、2008年6月28日、6月29日、7月5日、7月6日、7月12日、7月13日、7月16日、7月19日、7月20日、7月21日、7月26日、7月27日を除き、1日8時間γ線を照射した。各群の植物体は、50日目頃(照射期日合計7日目頃)には殆どの植物体で幾つかの開花が認められ、60日目頃(照射期日合計14日目頃)には殆どの植物体で莢が形成され、照射期日合計25日目(2008年7月30日)で殆どの莢が充実した。この時点で照射を中止した。総線量は各照射線群でそれぞれ0.5、 1.5及び5Gyであった。対照群は42日目から、ガンマ線フィールドの外にポットのまま設置し、そこで2008年7月31日まで栽培した。またもう一つの対照群を、ガンマ線フィールドから離れた千葉でポットのまま設置し、そこで2008年7月31日まで栽培した。
 栽培期間を通じて各群の灌水は2~3回/週で行なった。
 照射期間終了した日の翌日(2008年7月31日、種子を播いてから79日目)に、植物体から莢を収穫した。なお、虫害などにより著しく枯れた個体又は枯死した個体は除いた。
After installation, June 28, 2008, June 29, July 5, July 6, July 12, July 13, July 16, July 19, July 20, Except on July 21, July 26, and July 27, γ rays were irradiated for 8 hours a day. The plants in each group had some flowering in almost all plants around day 50 (irradiation date about 7 days in total), and on day 60 (irradiation date about 14 days in total). Most of the cocoons were formed in most plants, and most of them were enriched on the 25th day of irradiation (July 30, 2008). At this point, irradiation was stopped. The total dose was 0.5, 1.5 and 5 Gy for each irradiation group. From the 42nd day, the control group was placed outside the gamma ray field as a pot, and was cultivated there until July 31, 2008. Another control group was placed as a pot in Chiba, away from the gamma ray field, where it was grown until July 31, 2008.
Irrigation of each group was performed 2-3 times / week throughout the cultivation period.
On the day following the end of the irradiation period (July 31, 2008, 79 days after seed sowing), the straw was harvested from the plant. In addition, individuals that died significantly due to insect damage or the like were excluded.
2.2009年度の試験
 同様の試験を翌年の2009年にも行った。種蒔を、2009年5月14日(1日目)に行い、43日目(2009年6月25日)でγ線照射を開始し、その後、2009年6月27日、6月28日、7月4日、7月5日、7月11日、7月12日、7月15日、7月18日、7月19日、7月20日、7月25日、7月26日を除き、1日8時間γ線を照射した。各群の植物体は、2008年度と同様の経過で生育し照射期日合計25日目(2009年7月31日)で殆どの莢が充実した。この時点で照射を中止した。その後3日目(2009年8月3日、種子を播いて82日目)に莢を収穫した。なお、対照群はフィールド外にポットを設置した群のみとした。
2. Tests in 2009 The same test was conducted in 2009, the following year. Seeds were performed on May 14, 2009 (1st day), and γ-ray irradiation was started on the 43rd day (June 25, 2009), and then on June 27, June 28, 2009, July 4, July 5, July 11, July 12, July 15, July 18, July 19, July 20, July 25, July 26 Except for γ-ray irradiation for 8 hours a day. Plants in each group grew in the same manner as in 2008, and most of the wrinkles were enriched on the 25th day of irradiation (July 31, 2009). At this point, irradiation was stopped. Thereafter, on the third day (August 3, 2009, seeds were sown and the 82nd day), the straw was harvested. The control group was only a group in which pots were installed outside the field.
3.試験結果
3-1.莢の数及び莢当たりの種子の重量
 得られた莢の数及び莢当たりの種子の重量を各群について計測した。試験結果は図1~8に示す通りである。
3. Test results 3-1. Number of pods and weight of seeds per pod The number of pods obtained and the weight of seeds per pod were measured for each group. The test results are as shown in FIGS.
 図1は、2008年に行なった試験の各群の莢当たりの平均重量を示し、図2は、2008年に行なった試験の各群の個体当たりの莢数を示し、図3は、個体当たりの総莢重量を示す。また、図4は、2009年に行なった試験の各群の莢当たりの平均重量を示し、図5は、2009年に行なった試験の各群の個体当たりの莢数を示す(なお、2009年は天候不順等により個体損傷が多かった(N=4-9))。また、図6は、両年に行なった試験の各群の莢当たりの平均重量を示し、図7は、両年に行なった試験の各群の個体当たりの莢数を示す。また、図8は、2008年に行なった試験の各群から収穫されたマメを示す写真である。 FIG. 1 shows the average weight per cocoon of each group of tests conducted in 2008, FIG. 2 shows the number of cocoons per individual in each group of tests conducted in 2008, and FIG. The total weight of FIG. 4 shows the average weight per cocoon of each group in the test conducted in 2009, and FIG. 5 shows the number of cocoons per individual in each group of the test conducted in 2009. There was much individual damage due to bad weather etc. (N = 4-9)). FIG. 6 shows the average weight per cocoon of each group of tests conducted in both years, and FIG. 7 shows the number of cocoons per individual in each group of tests conducted in both years. FIG. 8 is a photograph showing beans harvested from each group of tests conducted in 2008.
 図1、図4、図6及び図8に示す通り、莢当たりの平均重量は0.06Gy/day線量率(総線量1.5Gy)の群、及び0.2Gy/dayの線量率(総線量5Gy)の群で増加が認められた。種子の乾燥重量の平均は、対照群(n=105)、0.02Gy/day線量率(総線量1.5Gy)の群(n=64)、0.06Gy/day線量率(総線量1.5Gy)の群(n=132)、0.2Gy/dayの線量率(総線量5Gy)の群(n=117)で、それぞれ種子1個当たり0.11g、0.108g、 0.146g、0.155gであり(2008年度に収穫した種子による)、対照群の種子の乾燥重量の平均に対する、0.06Gy/day線量率(総線量1.5Gy)の群の種子の乾燥重量、及び0.2Gy/dayの線量率(総線量5Gy)の群の種子の乾燥重量はそれぞれ1.3及び 1.44倍であった。 As shown in Fig.1, Fig.4, Fig.6 and Fig.8, the average weight per cage is 0.06Gy / day dose rate (total dose 1.5Gy) group, and 0.2Gy / day dose rate (total dose 5Gy) There was an increase in the group. The average seed dry weight is the control group (n = 105), 0.02 Gy / day dose rate (total dose 1.5 Gy) group (n = 64), 0.06 Gy / day dose rate (total dose 1.5 Gy) group (n = 132), 0.2Gy / day dose rate (total dose 5Gy) group (n = 117), 0.11g, 0.108g, 0.146g, 0.155g per seed, respectively (harvested in 2008) The seed dry weight of the 0.06 Gy / day dose rate (total dose 1.5 Gy) and the 0.2 Gy / day dose rate (total dose 5 Gy) relative to the average dry weight of the control group seeds) The dry weight of the seeds of the group was 1.3 and 1.44 times the weight, respectively.
 また、図2、図5及び図7に示す通り、個体当たりの莢の数は、0.06Gy/day線量率(総線量1.5Gy)の群で、対照群に対して有意に増加したが、0.02Gy/day線量率(総線量0.5Gy)の群及び0.2Gy/dayの線量率(総線量5Gy)の群は、対照群に対する有意差が認められなかった。また、図3に示す通り、0.06Gy/day線量率(総線量1.5Gy)の群で、個体あたりの莢総重量が、対照群に対して顕著に増加した。 In addition, as shown in FIG. 2, FIG. 5 and FIG. 7, the number of wrinkles per individual increased significantly compared to the control group in the 0.06 Gy / day dose rate (total dose 1.5 Gy) group. The Gy / day dose rate (total dose 0.5 Gy) group and the 0.2 Gy / day dose rate (total dose 5 Gy) group were not significantly different from the control group. Moreover, as shown in FIG. 3, in the 0.06 Gy / day dose rate (total dose 1.5 Gy) group, the total weight of wrinkles per individual increased significantly compared to the control group.
3-2.2次元電気泳動法によるタンパク質の発現パターンの解析
(A)抽出
 2008年に収穫された対照群、0.2Gy/dayの線量率(総線量5Gy)の群から得られた種子を、緩衝液(0.05M Tris-HCl pH 7.5 1mM EDTA, 1mM PMSF, 1mM DTT)に3%(w/v)PVP(polyvinylpyrolidone)を加えた溶液に入れ、液体窒素中で破砕し、1gのサンプルに対して10mlの緩衝液(0.05M Tris-HCl pH 7.5 1mM EDTA, 1mM PMSF, 1mM DTT)を加えて遠心した(18800g, 30 min, 4℃)。
 得られたペレットを顆粒性画分のタンパク質採取のため緩衝液(100mM Tris-HCl pH8.5、4%SDS, 2%メルカプトエタノール、20%グリセロール、2mM PMSF)に入れ、沸騰水中に3分入れた。冷却後、遠心(18800g、10min、室温)し、上清をとり0.22μmPVDFメンブレンフィルターをとおし、アセトン抽出にかけた(8倍体積量のアセトン中、-20℃、一晩)。
 アセトン抽出にかけたサンプルを遠心(18800g 10min 4℃)し、得られたペレットを80%アセトンで再攪拌し、溶解液を-20℃に90min置き、さらに遠心(18800g, 10min,4℃)して、得られたペレットを溶解バッファー(5M Urea,2M thiourea, 2%CHAPS, 2%SB3-10, 1%DTT)に溶解した。最後に溶解液を超遠心(100,000g, +20℃、1h)にかけ、得られた上清を顆粒性画分サンプルとして電気泳動に使用した。
3-2.2 Analysis of protein expression pattern by two-dimensional electrophoresis (A) Extraction Seeds obtained from a control group harvested in 2008, a group with a dose rate of 0.2 Gy / day (total dose of 5 Gy), Put in 3% (w / v) PVP (polyvinylpyrolidone) in buffer solution (0.05M Tris-HCl pH 7.5 1mM EDTA, 1mM PMSF, 1mM DTT), crush in liquid nitrogen, 10 ml of a buffer solution (0.05 M Tris-HCl pH 7.5, 1 mM EDTA, 1 mM PMSF, 1 mM DTT) was added and centrifuged (18800 g, 30 min, 4 ° C.).
The obtained pellet is placed in a buffer (100 mM Tris-HCl pH 8.5, 4% SDS, 2% mercaptoethanol, 20% glycerol, 2 mM PMSF) for protein collection of the granular fraction, and placed in boiling water for 3 minutes. It was. After cooling, the mixture was centrifuged (18800 g, 10 min, room temperature), the supernatant was removed, passed through a 0.22 μm PVDF membrane filter, and subjected to acetone extraction (in 20 volumes of acetone, −20 ° C., overnight).
The sample subjected to acetone extraction is centrifuged (18800g, 10min, 4 ° C), the resulting pellet is re-stirred with 80% acetone, the lysate is placed at -20 ° C for 90min, and further centrifuged (18800g, 10min, 4 ° C). The obtained pellet was dissolved in a lysis buffer (5M Urea, 2M thiourea, 2% CHAPS, 2% SB3-10, 1% DTT). Finally, the lysate was subjected to ultracentrifugation (100,000 g, + 20 ° C., 1 h), and the resulting supernatant was used for electrophoresis as a granular fraction sample.
(B)2次元電気泳動
 70μgのタンパク質を1次元目はpH4-7(13cm)のImmobiline DryStrip(GEヘルスケア社)で電気泳動を行い、その後12%SDS-PAGEで2次元目の電気泳動を行った。泳動終了後、SYPRO Ruby染色(Invitrogen社)し、FLA-5100イメージングアナライザー(富士フィルム)で画像化した。
(B) Two-dimensional electrophoresis 70 μg of protein is electrophoresed in Immobiline DryStrip (GE Healthcare) with pH 4-7 (13 cm) in the first dimension, and then the second dimension electrophoresis is performed with 12% SDS-PAGE. went. After completion of the electrophoresis, SYPRO Ruby staining (Invitrogen) was performed and imaged with a FLA-5100 imaging analyzer (Fuji Film).
(C)結果
 図9に示す通り、主要なタンパク質の発現パターンは対照群と照射群で類似しているが幾つかのタンパク質(図中にマークさいた)で顕著な増減が認められた。このことは照射され栽培されたマメは対照群と同じ時期に収穫したものであるが質的に変化していることを示している。
(C) Results As shown in FIG. 9, the expression patterns of major proteins are similar between the control group and the irradiation group, but significant increases and decreases were observed in some proteins (marked in the figure). This indicates that the irradiated and cultivated legumes were harvested at the same time as the control group but were qualitatively changed.
 以上のように、本発明によれば、現存するマメ科植物から、遺伝子工学的手法によることなく、大粒のマメを収穫できたり、個体あたりの種子の収穫量を大幅に増加することができる。マメ科の植物は、食品としての利用の他、エネルギー資源としての利用や、医薬品生産植物としての利用も検討されており、幅広い分野での利用が考えられる。また、宇宙空間では、放射線が常に存在しており、これをうまく制御することで、本発明を応用することも可能と思われる。 As described above, according to the present invention, large bean can be harvested from existing legumes without using genetic engineering techniques, and the yield of seed per individual can be greatly increased. Leguminous plants have been studied for use as energy resources and as pharmaceutical production plants in addition to their use as food, and their use in a wide range of fields is conceivable. Also, in space, radiation always exists, and it seems possible to apply the present invention by controlling it well.

Claims (14)

  1.  実生時期を経過後に、植物体に、線量率0.04~0.4Gy/日、総線量0.5~10.0Gyでγ線を照射する工程を含む、マメ科植物の栽培方法。 A method for cultivating leguminous plants comprising the step of irradiating a plant body with γ-rays at a dose rate of 0.04 to 0.4 Gy / day and a total dose of 0.5 to 10.0 Gy after the seedling has passed.
  2.  前記γ線を、線量率0.04~0.3Gy/日で照射する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the gamma rays are irradiated at a dose rate of 0.04 to 0.3 Gy / day.
  3.  前記γ線を、線量率0.05~0.25Gy/日で照射する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the gamma rays are irradiated at a dose rate of 0.05 to 0.25 Gy / day.
  4.  前記γ線を、線量率0.05~0.08Gy/日で照射する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the gamma rays are irradiated at a dose rate of 0.05 to 0.08 Gy / day.
  5.  前記γ線の総線量を、0.8~6.0Gy程度とする、請求項1から4の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a total dose of the γ rays is about 0.8 to 6.0 Gy.
  6.  前記γ線の総線量を、1.0~2.0Gy程度とする、請求項1から4の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a total dose of the γ rays is about 1.0 to 2.0 Gy.
  7.  前記マメ科植物がダイズ属の植物である、請求項1から6の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the leguminous plant is a plant belonging to the genus Soybean.
  8.  前記γ線の照射を、開花前に開始する、請求項1から7の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the irradiation of the gamma rays is started before flowering.
  9.  前記γ線の照射を、蕾が形成される前に開始する、請求項1から7の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the irradiation of the γ-ray is started before a wrinkle is formed.
  10.  前記γ線の照射を、花芽形成の数日前後以内に開始する、請求項1から8の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the irradiation of the gamma rays is started within a few days after flower bud formation.
  11.  前記γ線の照射を、少なくとも、莢が形成されるまで行う、請求項1から10の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the irradiation of the γ-ray is performed at least until wrinkles are formed.
  12.  前記γ線の照射を、莢が充実するまで行う、請求項1から10の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the γ-ray irradiation is performed until the soot is enriched.
  13.  請求項1から12に記載の方法で栽培されたマメ科植物。 Legumes cultivated by the method according to claims 1-12.
  14.  請求項13に記載のマメ科植物から得られる種子。 Seeds obtained from the leguminous plant according to claim 13.
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