WO2016047778A1 - トマト耐暑性変異体及びその作出方法 - Google Patents

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健 星川
庄馬 福本
早谷加 大島
未奈 愛葉
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    • Y02A40/13—Abiotic stress
    • Y02A40/138—Plants tolerant to heat

Definitions

  • the present invention relates to a tomato heat-resistant mutant and a production method thereof.
  • An object of the present invention is to provide a heat-resistant tomato plant having a high ability to form fruits having seeds under high temperature conditions.
  • the present inventors have found the presence of a genetic mutation that improves the pollen survival rate and the ability to form fruits having seeds, and have completed the present invention.
  • the present invention includes the following.
  • a method for producing a heat-resistant tomato plant comprising introducing a genetic mutation that improves the ability to form a fruit having seeds under high-temperature conditions as compared to a wild type into the tomato plant.
  • This genetic variation is preferably derived from the JHT06 strain represented by accession number FERM BP-22278.
  • This genetic variation is preferably one that improves pollen viability and the formation rate and yield of seed-bearing fruits under high temperature conditions.
  • This genetic variation may further result in an increase in chlorophyll content of the leaves compared to the wild type.
  • This genetic variation is, for example, a non-synonymous mutation or a gene defect in at least one gene described in Table 3 below.
  • the non-synonymous mutation may be a nucleotide mutation causing an amino acid mutation described in Table 3 corresponding to the gene, or a SNP mutation described in Table 3 corresponding to the gene.
  • the method preferably also includes exposing the tomato plant into which the mutation has been introduced to a temperature of 35 ° C. to 40 ° C.
  • An example of this heat-resistant tomato plant is the JHT06 line represented by the accession number FERM BP-22278, or a derivative strain carrying the mutation.
  • a method for breeding a heat-resistant tomato plant comprising crossing with the other heat-resistant tomato plant as a breeding parent using the heat-resistant tomato plant according to [2] above, and obtaining a tomato plant having the mutation as a progeny plant .
  • the tomato plant excellent in the formation ability of the fruit which has a seed on high temperature conditions can be produced highly efficiently.
  • FIG. 1 shows the temperature transition in the greenhouse (June 1 to November 1, 2013).
  • Figure 2 shows changes in humidity in the greenhouse (June 1 to November 1, 2013).
  • Fig. 3 shows the temperature transition in the greenhouse (June 26 to August 1, 2013).
  • FIG. 4 shows the number of flowers that bloomed from the start of cultivation until October 3, 2013. * Indicates a statistically significant difference (P ⁇ 0.05) by t-test.
  • WT represents a wild type microtom
  • JHT06 represents a JHT06 line (the same applies to the following figures).
  • FIG. 5 is a graph showing the fruiting rate (FIG. 5A) and the total number of fruiting (FIG. 5B) of wild type microtom (WT) and JHT06 line (JHT06).
  • FIG. 6 shows the ratio (%) of fruits having seeds to the total number of fruits of WT and JHT06.
  • FIG. 7 shows the fruit number (FIG. 7A) and fruit yield (total weight; FIG. 7B) of fruits having WT and JHT06 seeds. * Indicates a statistically significant difference (P ⁇ 0.05) by t-test.
  • FIG. 8 shows the average weight per fruit (1 fruit) having WT and JHT06 seeds.
  • FIG. 9 shows the number of fruit set (FIG. 9A) and fruit yield (total weight; FIG. 9B) of the fruit having no WT and JHT06 seeds.
  • FIG. 10 shows the average weight per fruit of WT and JHT06 seedless fruits. * Indicates a statistically significant difference (P ⁇ 0.05) by t-test.
  • FIG. 8 shows the average weight per fruit (1 fruit) having WT and JHT06 seeds.
  • FIG. 9 shows the number of fruit set (FIG. 9A) and fruit yield (total weight; FIG. 9B) of the
  • FIG. 11 shows the pollen survival rate of WT and JHT06 grown in the greenhouse.
  • FIG. 12 shows the total number of pollen per flower of WT and JHT06 (FIG. 12A) and the pollen survival rate (ratio of pollen in which fertility was maintained; FIG. 12B) using a closed plant cultivation room.
  • con-WT and con-JHT06 are cultivated under non-high temperature control conditions (25 ° C, 16 hours day length (60.0 ⁇ mol m -2 s -1 )), WT and JHT06, HS-WT and HS-JHT06 are hot.
  • WT and JHT06 cultivated under the conditions (light 35 ° C./dark 25 ° C.), respectively.
  • the results of the first and second experiments are shown, respectively.
  • FIG. 12 shows the total number of pollen per flower of WT and JHT06 (FIG. 12A) and the pollen survival rate (ratio of pollen in which fertility was maintained; FIG. 12B) using a closed plant cultivation room.
  • FIG. 13 shows the length of WT and JHT06 stamens grown in a closed plant cultivation room. * Indicates a statistically significant difference (P ⁇ 0.05) by t-test.
  • FIG. 14 shows changes in SPAD values of WT and JHT06. The solid line represents WT and the broken line represents JHT06.
  • the present invention relates to a method for producing a heat-resistant tomato plant with improved fruit failure in summer, using a gene mutation that causes an increase in fruit fruiting efficiency under high temperature conditions in summer.
  • the present invention when compared to a wild-type tomato plant (a tomato plant before mutation introduction; for example, a wild-type microtom) (for example, in a mutant thereof), the ability to form a fruit having seeds is improved.
  • a wild-type tomato plant a tomato plant before mutation introduction; for example, a wild-type microtom
  • the ability to form a fruit having seeds is improved.
  • heat-resistant tomato plants can be produced with high efficiency.
  • the pollen survival rate under high temperature conditions and the formation ratio of the fruit having seeds
  • a method for producing a heat-resistant tomato plant by introducing a genetic mutation that improves at least one, preferably all of the yield, into the tomato plant as a genetic mutation that improves the ability to form seed-bearing fruits.
  • polyen survival rate means the ratio (%) of the number of viable pollen to the total number of pollen collected from one individual.
  • formation ratio of fruits having seeds means the ratio (%) of the number of fruits having seeds to the total number of fruits obtained from one individual.
  • Yield of fruit having seeds means the total weight (total weight) of all the fruit having seeds obtained from one individual.
  • Such genetic variation occurs during cultivation (for example, cultivation in a greenhouse) under high temperature conditions, specifically between 30 ° C. and less than 45 ° C., for example, 35 ° C. between 2 weeks before flowering and the flowering date.
  • temperatures of ⁇ 40 ° C eg, greenhouse temperature
  • at least of pollen viability, seed-forming fruit formation rate and yield compared to wild type exposed to high temperature conditions as well
  • Such genetic variation also increases the rate of fruit set per plant and the total number of fruits, and the length of stamens (inhibition of stamen elongation) when exposed to the above-mentioned high temperature conditions during cultivation. Is also preferable.
  • Such genetic mutation is preferably a mutation in at least one gene described in Table 2 below, preferably in at least one gene listed in Table 3. More preferably, the genetic variation is a non-synonymous variation in at least one gene described in Table 2 or Table 3.
  • the non-synonymous mutation refers to a mutation that causes a change in amino acid sequence among base mutations that occur in the coding sequence of a gene.
  • a base substitution that causes amino acid substitution also referred to as non-synonymous substitution or missense mutation
  • protein Nonsense mutations that generate stop codons that stop translation, amino acid insertions or deletions, base deletions or insertion mutations that cause a reading frame change (frame shift), and the like are included.
  • Non-synonymous mutations in the genes listed in Table 2 or Table 3 change the functional level of the gene.
  • non-synonymous mutations are preferably nucleotide mutations that cause amino acid mutations described in Table 3.
  • non-synonymous mutations can be mutations such as the SNP mutations listed in Table 3 or Table 4.
  • the genetic variation of the present invention includes genes shown in Table 3 (gene numbers Solyc04g076040.2.1, Solyc06g005540.1.1, Solyc06g005930.1.1, and Solyc06g071730.2.1), for example, SEQ ID NOs: 63, 65, 67, And a gene consisting of at least one base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 85, 73, 77 and 81, or a functional variant thereof, which is typical for the base sequence May be a mutation in a gene comprising a base sequence showing sequence identity of 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 99% or more.
  • the genetic variation of the present invention also includes, for example, a gene encoding an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 64, 66, 68, and 70, or the group consisting of SEQ ID NOs: 86, 74, 78, and 82, or A functional variant thereof, typically consisting of an amino acid sequence showing sequence identity of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 99% or more, for example 99.5% or more, relative to the amino acid sequence It may be a mutation in a gene encoding a sex protein.
  • the genetic variation of the present invention comprises at least one gene listed in Table 2, preferably the gene shown in Table 3, such as the group consisting of SEQ ID NOs: 63, 65, 67 and 69, or SEQ ID NOs: 85, 73,
  • a gene comprising at least one base sequence selected from the group consisting of 77 and 81, or a functional variant thereof, typically 80% or more, preferably 90% or more, more preferably May be a mutation that loses the function of a gene consisting of a base sequence having a sequence identity of 95% or more, particularly preferably 99% or more, that is, a gene deletion.
  • the genetic variation of the present invention also includes, for example, a gene encoding an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 64, 66, 68, and 70, or the group consisting of SEQ ID NOs: 86, 74, 78, and 82, or A functional variant thereof, typically consisting of an amino acid sequence showing sequence identity of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 99% or more, for example 99.5% or more, relative to the amino acid sequence It may be a defect in a gene encoding a sex protein. Such a gene defect may be a deletion of all or part of the gene on the genome. Alternatively, a gene defect may be a mutation into a gene that is not translated into a protein or that has lost functionality due to deletion of a start codon, frameshift, and / or generation of a stop codon.
  • the genetic variation of the present invention is based on the SNP mutation in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 59 shown in Table 3, or the corresponding nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 63. It may be a base mutation that causes the defined base mutation G181T or the amino acid mutation D61Y defined on the basis of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 64.
  • the genetic mutation of the present invention is a base mutation T2C defined on the basis of the SNP mutation in the base sequence represented by SEQ ID NO: 60 shown in Table 3, or the base sequence represented by SEQ ID NO: 65 corresponding thereto.
  • the genetic variation of the present invention also includes substitution of T at position 2 (based on the base sequence represented by SEQ ID NO: 65 or 73) (resulting in deletion of the start codon), nucleotide sequence at positions 51 to 63 It may be a base mutation that causes deletion and / or amino acid mutation Y39 * (* means generation of a stop codon) defined based on the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 66 or 74, for example, base mutation T115A.
  • the genetic mutation of the present invention is a base mutation C334T defined on the basis of the SNP mutation in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 61 shown in Table 3, or the corresponding nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 67.
  • it may be a base mutation that causes an amino acid mutation Q112 * (* means generation of a stop codon) defined based on the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68.
  • the genetic variation of the present invention is the SNP variation in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 61 shown in Table 3, or the nucleotide variation T350G defined on the basis of the corresponding nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 67.
  • the genetic mutation of the present invention is an insertion mutation of a base at position 158 (for example, glycine) defined on the basis of the base sequence represented by SEQ ID NO: 67 or 77, resulting in frame shift and generation of a stop codon. sell.
  • the genetic mutation of the present invention may be a stop codon generating mutation in the base sequence represented by SEQ ID NO: 75.
  • the genetic mutation of the present invention is a nucleotide determined based on the SNP mutation in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 62 shown in Table 3, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 69 or 81 corresponding thereto. It may be a mutation that causes mutation A306T or an amino acid mutation * 102C (* means generation of a stop codon) defined based on the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 70 or 82.
  • the above-described genetic mutation is preferably derived from the tomato JHT06 line represented by the accession number FERM BP-22278, that is, preferably a genetic mutation that the JHT06 line has or is found in the JHT06 line.
  • the above genetic mutations may be introduced alone or in combination.
  • the genetic variation described above may be, for example, a mutation in the genes Solyc06g005540.1.1 and Solyc06g005930.1.1, for example, a combination of deletions of both of these genes.
  • “defined based on the sequence represented by SEQ ID NO:“ X ”(mutation)” means that the mutation is based on the sequence represented by SEQ ID NO: “X” and the position of the mutant base or amino acid and its position. It means to be specified. More specifically, the expression corresponds to the specified mutation in the sequence represented by SEQ ID NO: “X” or the mutation in the sequence showing high sequence identity to the sequence (aligned).
  • the base mutation is optionally represented by a base before mutation, a mutation position and a base after mutation represented by A (adenine), T (thymine), G (guanine), or C (cytosine). .
  • C334T defined on the basis of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 67 means a mutation in which a nucleotide (cytosine) corresponding to cytosine at position 334 in the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 67 is substituted with thymine. To do.
  • the nucleotide “corresponding” to cytosine at position 334 in the base sequence represented by SEQ ID NO: 67 has a high sequence identity to the base sequence represented by SEQ ID NO: 67 (for example, 80% or more, preferably Is 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 99% or more), when the base sequence represented by SEQ ID NO: 67 is aligned with the base sequence represented by SEQ ID NO: 67 Refers to the cytosine aligned to the cytosine at position 334.
  • an amino acid mutation is optionally converted into a pre-mutation amino acid (or an asterisk representing a stop codon), a mutation position and a post-mutation amino acid (or a termination), which are represented by a one-letter code commonly used in the art.
  • An asterisk representing a codon For example, in the amino acid mutation Q112 * defined based on the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68, the amino acid (glutamine) corresponding to Q (glutamine) at position 112 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68 is the stop codon. It means a mutation that changes.
  • the amino acid “corresponding” to glutamine at position 112 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68 has high sequence identity to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68 (typically 90% or more).
  • the amino acid sequence showing 95% or more, preferably 99% or more, such as 99.5% or more is aligned with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68.
  • the notation of other mutations in the present invention can be understood in the same manner as described above.
  • the “base mutation causing an amino acid mutation” means a change in the base sequence that causes the amino acid mutation (for example, substitution, insertion or deletion of one or more bases).
  • the above genetic variation can be introduced into the genome of a tomato plant by a conventional method.
  • mutagen treatment on tomato plants eg, treatment with mutagens such as ethyl methanesulfonic acid (EMS), ethyleneimine (MI), propane sultone, N-methyl-N-nitrosourethane (MNU), X-ray, Tomato plants into which the genetic mutation of the present invention has been introduced by producing a mutant by gamma ray, ion beam, irradiation of radiation such as ultraviolet rays, etc., and screening individuals having the mutation from the produced mutant population May be obtained.
  • the genetic mutation of the present invention may be introduced into the genome of a tomato plant, for example, by site-directed mutagenesis.
  • the above genetic variation may be introduced into a tomato plant by homologous recombination based on transformation using a vector having the gene or a fragment thereof.
  • the above genetic variation can also be achieved by crossing a tomato mutant into which the mutation has been introduced or a progeny plant having the mutation with another tomato plant, and screening individuals having the mutation from the obtained progeny plants. You may introduce into a tomato plant.
  • the screening of individuals having the above-described genetic variation can be performed by any method capable of detecting the genetic variation (for example, a method using a nucleic acid amplification method and / or Southern hybridization).
  • screening can be performed by amplifying the region into which the mutation has been introduced by PCR, determining the base sequence of the amplified product, and determining the presence or absence of the mutation by comparison with the non-mutated tomato genome sequence .
  • Primers used for such PCR can be designed based on tomato genome sequences, for example, known genome sequences of wild-type microtoms. For example, forward primers and / or reverse primers shown in Table 1 described below are used. be able to.
  • the screening of individuals having the above-mentioned genetic mutation may be performed by hybridizing the amplified product in the region into which the mutation has been introduced and the amplified product in the same region into which the mutation has not been introduced to form a heteroduplex. If the introduced mismatch site is specifically detected (for example, detection using specific cleavage of the mismatch site by nuclease or the like), it may be performed by a method for determining the presence or absence of the mutation. In addition, F-PHFA method that combines competitive hybridization and FRET (fluorescence resonance energy transfer), hybridization with a probe that specifically binds to the region into which the mutation is introduced, or a method that combines that hybridization with real-time PCR Etc. can also be used. Such various genetic mutations can be detected using commercially available products such as sequencers, PCR devices, and various gene mutation detection kits.
  • FRET fluorescence resonance energy transfer
  • the gene in the tomato plant into which the genetic variation is introduced is at least one of the genes listed in Table 2 or Table 3 or homologous genes thereof (for example, 1 to 4 of the 4 genes shown in Table 3) It may be.
  • Such a gene has a high sequence identity to the above-mentioned gene, for example, the base sequence represented by the sequence number shown in Table 2 or Table 3 in the tomato plant into which a genetic variation is to be introduced (for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 99% or more) (coding sequence).
  • the tomato plant used as a target for introducing the genetic mutation may be any tomato plant belonging to Solanum lycopersicum, but more preferably a non-heat-resistant tomato plant.
  • the tomato plant may be wild type microtom or a derivative thereof.
  • Wild-type microtoms are tomato varieties (Solanum lycopersicum, cv. Micro-Tom) (Scott JW, Harbaugh BK (1989) Micro-Tom A miniature dwarf tomato. Florida Agr. Expt. Sta. Circ. 370, p. It is known as 1-6) and is also commercially available. It is also available from Tomato Genetics Resource Center (TGRC) (USA) under accession number LA3911.
  • the tomato variety Microtom is fertile (about 10 to 20 cm), has small leaves and fruits, and can be crossed with conventional varieties.
  • the whole genome sequence has been determined for the tomato variety Microtom (Kobayashi M, et al., (2014) Plant Cell Physiol. 2014 Feb; 55 (2): 445-454).
  • the derivative strain refers to a progeny plant of the original plant obtained through one or more crosses with other plant lines / varieties, or through mutagenesis or mutagenesis.
  • the tomato plant introduced with the above genetic mutation is placed under high temperature conditions during cultivation and its heat resistance is confirmed. Specifically, the tomato plant into which the mutation has been introduced is exposed to a temperature of 30 ° C. or higher and lower than 45 ° C., for example, 35 ° C. to 40 ° C. (eg, temperature in a greenhouse). Such exposure to high temperature stress is preferably performed for 6 hours or more per day during the period from 2 weeks before flowering to the day of flowering. Exposure to high temperature stress may not be daily, but it is more preferable to expose to high temperature stress over, for example, 50% or more, preferably 80% or more, of the exposure period.
  • the method of the present invention makes it possible to produce a tomato plant into which the genetic mutation has been introduced, thereby improving heat resistance.
  • the heat-resistant tomato plant thus obtained shows an improvement in pollen survival rate under high temperature conditions, formation ratio of fruit having seeds, and yield of fruit having seeds.
  • the pollen survival rate under high-temperature conditions is, for example, 1.3 times or more, preferably 1.5 times or more, more preferably 2 times or more, more preferably compared to a non-mutated plant. Improve by 5 times or more. Therefore, the heat-resistant tomato plant of the present invention can maintain high pollen fertility even under high temperature conditions.
  • the total pollen number under the high temperature condition is also preferably increased as compared with a non-mutated plant.
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention can exhibit a total pollen count that is increased by, for example, 1.3 times or more, preferably 1.5 times or more, compared to a non-mutated plant.
  • the term “high temperature condition” means that the tomato plant is at a temperature of 30 ° C. or higher and lower than 45 ° C., for example, 35 ° C. to 40 ° C. for a total of several hours or more, preferably several tens of weeks. A condition that is exposed for more than an hour.
  • the ratio of formation of fruits having seeds under high temperature conditions is, for example, 1.3 times or more compared to non-mutated plants, Preferably it is 1.5 times or more, more preferably 2 times or more.
  • the yield of the fruit having seeds under high temperature conditions is, for example, 1.3 times or more, preferably 1.5 times, compared with the non-mutated plant. As described above, more preferably, it is improved twice or more.
  • the total number of fruits including both fruits having seeds and fruits not having seeds under the high-temperature conditions as compared with non-mutated plants.
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention can exhibit a total number of fruits increased by, for example, 1.3 times or more, and preferably 1.5 times or more, compared to a non-mutated plant.
  • the fruiting rate including both the fruit having seeds and the fruit not having seeds under the above-mentioned high temperature conditions total number relative to the total number of flowers
  • the ratio of the number of fruit is also preferably increased.
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention can show, for example, a fruit set rate that is increased by 1.3 times or more compared to a non-mutated plant.
  • the total number of pollen under the above high temperature condition is preferably increased as compared with the non-mutated plant.
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention can exhibit a total pollen count that is increased by, for example, 1.3 times or more, preferably 1.5 times or more, compared to a non-mutated plant.
  • the fruiting rate including both the fruit having seeds and the fruit not having seeds under the above-mentioned high temperature conditions is also preferably increased.
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention can show, for example, a fruit set rate that is increased by 1.3 times or more compared to a non-mutated plant.
  • the heat tolerant tomato plant of the present invention is also compared to a non-mutated plant as it grows, regardless of whether it is under the above high temperature condition or a room temperature condition of less than 30 ° C. It has darker green leaves.
  • the chlorophyll content in the leaf is increased by, for example, 5% or more, and preferably by 10% or more, compared to the non-mutated plant having the same number of days after sowing.
  • the chlorophyll content may be calculated using, for example, a chlorophyll optical density (SPAD) value as an index.
  • the SPAD value can be calculated by a conventional method based on the optical density difference between the red region that absorbs only chlorophyll and the infrared region that hardly absorbs the dye.
  • the SPAD value can be measured nondestructively using a commercially available SPAD value measuring instrument (chlorophyll meter).
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention is less likely to suppress the growth of stamens even under the high temperature conditions.
  • the length of the stamen of such a heat-resistant tomato plant of the present invention is, for example, 5% or more, preferably 10% or more longer than that of the non-mutated plant.
  • the heat-resistant tomato plant of the present invention may be homozygous or heterozygous for the genetic variation described above, but more preferably has homozygosity.
  • a preferred embodiment of the heat-resistant tomato plant according to the present invention is the JHT06 line which is a mutant of the tomato variety Microtom (Solanum lycopersicum, cv. Micro-Tom) or a derivative thereof.
  • the JHT06 strain and its derivatives retain the above-described genetic variation.
  • the seeds of the JHT06 line were dated September 17, 2014, in the National Institute for Product Evaluation Technology Patent Biological Depositary Center (NITE-IPOD; 2-5-8 120, Kazusa Kamashitsu, Kisarazu City, Chiba Prefecture, Japan) It has been deposited internationally under the Budapest Treaty under the deposit number FERM BP-22278.
  • the heat-resistant tomato plant according to the present invention can be suitably used not only for tomato production but also as a breeding parent.
  • the “tomato plant” varies depending on the context, but basically, in addition to the whole plant of tomato, stem, leaf, root, flower, bud, fruit (fruit, pericarp), seed, cell, callus, etc. Is included.
  • the present invention also provides a method for breeding a heat-resistant tomato plant, comprising crossing with the other heat-resistant tomato plant of the present invention as a breeding parent and obtaining a tomato plant having the mutation as a progeny plant.
  • a method for breeding a heat-resistant tomato plant comprising crossing with the other heat-resistant tomato plant of the present invention as a breeding parent and obtaining a tomato plant having the mutation as a progeny plant.
  • the above-described genetic variation and the traits resulting therefrom heat resistance
  • the obtained progeny plant has the target mutation. Confirmation of the mutation may be performed by any method capable of detecting a genetic mutation, as described above.
  • Example 1 Selection of heat-resistant mutants (1) Cultivation method
  • cultivation of tomato was performed in a greenhouse as follows.
  • the culture soil was put in a connection pot (Shinwa Co., Ltd.), and the seeds were allowed to stand on the culture soil.
  • Irrigation was performed daily to prevent soil drying, and fertilization was performed once a week simultaneously with the irrigation. Pollination was assisted by vibrating the flowers with a vibrator.
  • FIGS. Figure 3 shows the temperature transition in the glass greenhouse for about one month from June 26, when the development of cocoons was confirmed.
  • the total number of fruits and the percentage of fruits were investigated from October 1 to October 3. Specifically, among the flowers that bloomed by the date of the survey, the number of fruits that were fruited (number of fruits) was measured, and the fruit yield was calculated according to the following formula.
  • Fruit set rate (%) number of fruits / number of blooms x 100
  • the average weight of the fruit obtained in each individual was calculated, and the average value in the system was calculated to obtain the average weight per fruit in each system.
  • the fruits are classified according to the presence or absence of seeds, and the total fruit weight and fruit for each of the group of fruits with one or more seeds and the group of fruits without seeds. Numbers were calculated. Further, the ratio (%) of the number of fruits including seeds out of the total number of fruits was calculated. Furthermore, by dividing the total weight by the number of fruits, the average weight per fruit was calculated for each of the group of fruits with seeds and the group of fruits without seeds.
  • FIGS. 5A and B The results of the heat resistance test for the JHT06 line and the wild type are shown in FIGS. As shown in FIG. 4, the JHT06 line had fewer flowers flowered from the start of cultivation until October 3, 2013 than the wild type. However, the fruit yield rate and the total fruit number of the JHT06 line were higher than those of the wild type (FIGS. 5A and B). From this result, it was shown that the JHT06 line has a low probability of flowering, but the flowered flower can form a fruit with a high probability.
  • the ratio (ratio) of fruits having seeds to the total number of fruits in the JHT06 line was significantly higher than that of the wild type (FIG. 6).
  • the number of fruits in the fruit having seeds was larger than that in the wild type, and the yield of the fruit having seeds was significantly higher (FIGS. 7A and 7B).
  • the average weight per fruit of the fruit having the seeds of the JHT06 line was comparable to that of the wild type (FIG. 8).
  • the fruit number and fruit yield of the fruit having no seed of the JHT06 line are lower than those of the wild type (FIGS. 9A and B), and the average weight per fruit of the fruit having no seed is the same as that of the wild type. (FIG. 10). From the above results, it was shown that the JHT06 line has a higher ability to form normal fruits having seeds than the wild type under high temperature conditions.
  • Example 2 Pollen fertility test (1) Pollen fertility test under high temperature conditions As a cause of the high ability of JHT06 line to form seed-bearing fruits under high temperature conditions, high fertility even under high temperature conditions Possibility of forming pollen to maintain Therefore, for the JHT06 and wild-type strains grown under high temperature conditions, pollen was stained with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC), which is used to measure cellular respiration and metabolic activity. Survival was calculated. TTC staining is an indicator of cell viability based on the reduction reaction of mitochondria. Viable cells (in this case, viable pollen) are stained red with TTC, but non-viable cells are not stained.
  • TTC 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride
  • Example 1 the flowers flowering in the JHT06 line grown under the conditions shown in FIGS. 1 to 3 and wild type microtoms were collected, and pollen was analyzed every flowering day.
  • TTC solution TTC 1% (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), sucrose 50% (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • TTC solution containing pollen was left in a dark room at 38 ° C. for 3 hours to stain the pollen.
  • the JHT06 line is a mutant that maintains high pollen fertility even under high temperature conditions (FIGS. 6, 7, and 11).
  • the greenhouse temperature is about 40 ° C at maximum because the greenhouse window is opened for cultivation.
  • the JHT06 line with high pollen fertility showed better fruit yield and fruit yield than the wild type.
  • a filter paper containing distilled water was laid in a petri dish, seeded on the petri dish, and the seedlings that germinated normally one week after germination were transplanted to a rock culture cube (Grodan) for hydroponics.
  • the high temperature conditions were set to a temperature of 35 ° C. in the light period, 25 ° C. in the dark period, a temperature of 16 hours day length (60.0 ⁇ mol m ⁇ 2 s ⁇ 1 ) and a day length condition, and grown in hydroponics.
  • pollination was assisted by vibrating the flowers with a vibrator.
  • cultivation was performed under the same conditions as described above except that a temperature condition of 25 ° C. and 16 hours long day (60.0 ⁇ mol m ⁇ 2 s ⁇ 1 ) was used as a control.
  • the length of the stamen was investigated because it was known that the stamen elongation was suppressed under high temperature conditions, and the stamen shortened and normal pollination was inhibited.
  • One stamen was excised from a flower on the same flowering day, its length was measured, and the average value of a plurality of flowers was calculated.
  • the JHT06 line shows a high total pollen count and pollen survival rate, and thus has a high ability to form normal fruits including seeds even under high temperature conditions.
  • the leaf SPAD values were measured using the chlorophyll meter SPAD-502Plus ( Konica Minolta). In the measurement after 30, 40, 50, 60, and 70 days, SPAD values were measured for all leaves except cotyledons. After 80 days, 20 randomly selected SPAD values were measured.
  • Example 4 Whole genome analysis of JHT06 strain using next-generation sequencer Whole genome sequence was determined for JHT06 strain, and mutant genes were analyzed.
  • the DNA purification kit Maxwell (R) 16 DNA Purification Kits (Promega) was used for the extraction of genomic DNA of the JHT06 strain. About 6 young leaves of the JHT06 line were excised, placed in a 1.5 mL tube and frozen with liquid nitrogen. After thoroughly crushing the frozen leaves using a micro pestle, put the crushed leaves into the cartridge containing the lysis buffer in the above kit, set the cartridge in the nucleic acid / protein automatic purification device Maxwell (R) 16, Genomic DNA was extracted.
  • the extracted genomic DNA was dissolved in 400 ⁇ L of sterilized water, adjusted in bulk so that the total amount of genomic DNA was 1 ⁇ g, and the entire genome sequence of the JHT06 strain was determined using a next-generation sequencer HiSeq TM sequencing system (Illumina).
  • Genomic DNA of the JHT06 line was extracted from the leaves by the same method as described above. Using the extracted genomic DNA as a template, PCR amplification was performed using primers designed to sandwich about 500 bp before and after each of 28 SNPs (Table 1).
  • the composition of the PCR reaction solution was 50 ⁇ L, including 10 ⁇ PCR buffer 5.0 ⁇ L, 2 mM dNTPs 5 ⁇ L, 25 mM MgSO 4 2 ⁇ L, template DNA 2 ⁇ L, DNA polymerase KOD-plus- 1 ⁇ L, each primer 1.5 ⁇ L, ultrapure water 32 ⁇ L .
  • the PCR reaction was first heat-denatured at 94 ° C. for 2 minutes, followed by 35 cycles with 94 ° C. for 2 minutes, 55 ° C. for 30 seconds and 68 ° C. for 1 minute.
  • the amplified DNA was electrophoresed on a 1.5% agarose gel to confirm DNA amplification.
  • the amplified DNA is purified using the purification system Wizard SV Gel PCR Clean-Up System (Promega), then sequenced, and the DNA sequence is determined and analyzed using the DNA sequencer 3500 Genetic Analyzer (Applied Biosystems). The presence or absence of the SNPs in the genome of the JHT06 strain was verified.
  • JHT06 has a strong heat resistance, especially a high pollen survival rate under high temperature conditions, resistance to stamen elongation, and a high ability to form seed-bearing fruits.
  • a mutation in at least one of the genes shown in Table 3 brought strong heat resistance to the JHT06 strain.
  • Table 3 shows the information on the 5 SNPs confirmed to exist in the genome of the JHT06 strain.
  • the SNP numbers in Table 3 correspond to the SNP numbers in Table 2.
  • Table 3 also shows the sequence numbers of DNA sequences (microtom mutant sequences) containing SNPs derived from the tomato variety Microtom mutant JHT06 strain determined and analyzed as described above.
  • each SNP and amino acid mutation is based on the corresponding gene of tomato variety Heinz1706 (wild type) and the full-length sequence of the amino acid sequence (shown by SEQ ID No. in Table 3) as a reference sequence based on the position on the sequence. Represents.
  • the gene Solyc06g005930.1.1 may be a gene responsible for the high heat resistance of the JHT06 strain.
  • This gene is an ortholog of the Arabidopsis thaliana SSR1 (sensitivity to red light reduced protein 1) gene studied in Arabidopsis.
  • Arabidopsis thaliana SSR1 is known to be related to circadian rhythm and photosynthesis (Staiger D., (2003) Gene & Development 17: p.256-268).
  • Example 5 Sequencing and mutation analysis were performed again by the same method as in Example 4 for the four genes in Table 3 in which the presence of SNPs was confirmed in Example 4 (mutant genes of the JHT06 strain). In addition, the base sequence of the corresponding wild type gene (derived from wild type microtom) was also determined. The CDS sequence and encoded amino acid sequence determined for the mutant gene of Solyc06g005540.1.1 are shown in SEQ ID NOs: 71 and 72, respectively, and the corresponding wild-type CDS sequence and encoded amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 73 and 74, respectively. Show.
  • the CDS sequence and encoded amino acid sequence determined for the mutant gene of Solyc06g005930.1.1 are shown in SEQ ID NOs: 75 and 76, respectively, and the corresponding wild-type CDS sequence and encoded amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 77 and 78, respectively.
  • the CDS sequence and encoded amino acid sequence determined for the mutant gene of Solyc06g071730.2.1 are shown in SEQ ID NOs: 79 and 80, respectively, and the corresponding CDS sequence and encoded amino acid sequence of the wild-type gene are shown in SEQ ID NOs: 81 and 82, respectively. Show.
  • CDS sequence and encoded amino acid sequence determined for the mutant gene of Solyc04g076040.2.1 are shown in SEQ ID NOs: 83 and 84, respectively, and the corresponding CDS sequence and encoded amino acid sequence of the wild-type gene are shown in SEQ ID NOs: 85 and 86, respectively. Show.
  • a 13 bp deletion (positions 51 to 63) and base substitution T115A102 were detected on the mutant gene sequence of Solyc06g005540.1.1.
  • the position of the 13 bp deletion (positions 51 to 63) is a position on the base sequence (SEQ ID NO: 73) of the wild type gene.
  • T115A102 means that thymine at position 115 on the base sequence of the wild type gene was replaced with alanine at position 102 on the base sequence of the gene of the JHT06 strain (mutant type).
  • difference of a mutation site is based on said 13 bp deletion.
  • This 13 bp deletion causes a frame shift, and furthermore, the base substitution T115A102 generates a stop codon and stops the translation of the subsequent amino acid sequence. Was considered to have lost its function.
  • Solyc06g005930.1.1 SSR1 gene
  • glycine (G) was inserted at position 158 (in the second exon) on the base sequence (SEQ ID NO: 77) of the wild type gene.
  • This insertion sequence causes a frame shift in the subsequent nucleotide sequence, and a stop codon TGA is generated at the position corresponding to position 56 in the amino acid sequence, and the translation of the subsequent amino acid sequence is stopped.
  • Solyc06g005930.1.1 SSR1 gene
  • many base substitutions causing amino acid substitutions at positions 149 to 163 on the wild type base sequence (SEQ ID NO: 77) were also observed.
  • a number of stop codons are generated after the 56th stop codon. From this, it is considered that the gene Solyc06g005930.1.1 (SSR1 gene) of the JHT06 strain has lost its function.
  • Solyc06g005930.1.1 encodes a red light sensitivity-reducing protein
  • the loss of this gene causes a change in the circadian rhythm of the plant, resulting in the addition of heat resistance to the plant. It is possible.
  • the present invention it becomes possible to produce a tomato plant having excellent heat resistance.
  • the heat-resistant tomato mutant of the present invention as a breeding material, it is possible to efficiently produce tomato varieties that can provide stable fruit quality and yield in summer tomato cultivation.

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Abstract

　高温条件下での種子を有する果実の形成能が高い耐暑性トマト植物が提供される。本発明は、野生型と比較して高温条件下における花粉生存率及び種子を有する果実の形成能を向上させる遺伝的変異を、トマト植物に導入することを含む、耐暑性トマト植物の作出方法及び該変異を導入した耐暑性トマト植物に関する。

Description

トマト耐暑性変異体及びその作出方法
　本発明は、トマト耐暑性変異体及びその作出方法に関する。
　高等植物は高温、低温、乾燥、塩分、金属など、様々な環境ストレスにさらされている。様々な環境ストレスの中でも、高温による熱ストレスは植物の成長に重篤な障害を引き起こし、世界の農業生産に大きな影響を与えている（Peet, M.M., Willits, D.H., (1998) Agric. Forest Meteorol., 92, p.191-202; Hall, A.E., (2001) Crop Responses to Environment. CRC Press LLC, Boca Raton, Florida）。気候変動に関する政府間パネル（Intergovernmental Panel on Climatic Change）の報告によれば、地球温暖化の影響で、世界の平均気温は一世紀で0.3℃ずつ上昇し、2100年には現在より3℃平均気温が上昇すると予測されており、今後このような問題はさらに深刻なものとなると予想されている（Jones, P.D., et al., (1999) Rev. Geophys., 37, p.173-199; Porter, J.R., (2005) Nature 436, p.174）。
　トマト栽培においても、周年栽培化に伴い、夏期の高温によるトマトの花粉稔性の低下による着果不良、小玉化、品質低下などの生育障害が多く報告されている。高温期の着果不良は、花粉発達不良や花粉稔性低下が大きな原因となっている。このような問題を解決するために、植物に対する耐暑性の付与が様々な手法を用いて行われてきた。薬剤散布技術として、農園芸用高温ストレス耐性賦与剤を植物に散布することにより、高温条件下における高温ストレスを軽減し、健全な成長を促す方法が知られている（特開平11-199419号公報）。また遺伝子組換え技術として、トマト由来ミトコンドリア型スモールヒートショックプロテインを過剰発現させることにより、耐暑性をタバコ形質転換体に付与する方法も知られている（特開2002-95370号公報）。さらに、施設・栽培方法の工夫として、高温に対する感受性が最も高い雄しべを含む発達途中の蕾だけを効果的に生育適温まで冷却する装置の開発を行い、着果及び生育を促進する方法も知られている（国際公開第WO2007/058347号）。しかし、このような従来の植物への耐暑性付与方法は、経済性、環境負荷、及び／又は作業性に関して課題がある。そのため、高温期においても着果安定性が確保される耐暑性品種の育種は急務である。さらに、耐暑性品種の育種親としては高温条件下でも種子を有する正常な果実を効率よく形成できる品種が必要とされる。しかし、そのような耐暑性品種の効率的な育種方法は確立されていない。
特開平１１－１９９４１９号公報 特開２００２－９５３７０号公報 国際公開第ＷＯ２００７／０５８３４７号
Peet, M.M., Willits, D.H., (1998) Agric. Forest Meteorol., 92, p.191-202 Hall, A.E., (2001) Crop Responses to Environment. CRC Press LLC, Boca Raton, Florida Jones, P.D., et al., (1999) Rev. Geophys., 37, p.173-199 Porter, J.R., (2005) Nature 436, p.174
　本発明は、高温条件下での種子を有する果実の形成能が高い耐暑性トマト植物を提供することを課題とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、花粉生存率及び種子を有する果実の形成能を向上させる遺伝的変異の存在を見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] 野生型と比較して高温条件下における種子を有する果実の形成能を向上させる遺伝的変異を、トマト植物に導入することを含む、耐暑性トマト植物の作出方法。
　この遺伝的変異は、受託番号FERM BP-22278で表されるJHT06系統に由来するものであることが好ましい。
　この遺伝的変異は、高温条件下における、花粉生存率、並びに種子を有する果実の形成比率及び収量を向上させるものであることが好ましい。
　この遺伝的変異は、野生型と比較して葉の葉緑素含量の増加をさらにもたらすものであってもよい。
　この遺伝的変異は、例えば、後述の表３に記載の少なくとも１つの遺伝子における非同義変異又は遺伝子欠損である。その非同義変異は、前記遺伝子に対応した表３に記載のアミノ酸変異を引き起こすヌクレオチド変異であってもよいし、前記遺伝子に対応した表３に記載のSNP変異であってもよい。
　本方法では、前記変異を導入したトマト植物を35℃～40℃の温度に曝露することを含むことも好ましい。
[2] 上記[1]に記載の方法により作出される、前記変異が導入された耐暑性トマト植物。
　この耐暑性トマト植物の例は、受託番号FERM BP-22278で表されるJHT06系統又は前記変異を保持するその派生株である。
[3] 上記[2]に記載の耐暑性トマト植物を育種親として、他のトマト植物と交配し、子孫植物として前記変異を有するトマト植物を取得することを含む、耐暑性トマト植物の育種方法。
　本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2014-195891号の開示内容を包含する。
　本発明を用いれば、高温条件下での種子を有する果実の形成能に優れたトマト植物を高効率に作出することができる。
図１は温室内の温度推移（2013年6月1日～11月1日）を示す。 図２は温室内の湿度推移（2013年6月1日～11月1日）を示す。 図３は温室内の温度推移（2013年6月26日～8月1日）を示す。 図４は栽培開始後から2013年10月3日までに開花した花の数を示す。*はt検定による統計学的有意差（P<0.05）を示す。WTは野生型マイクロトム、JHT06はJHT06系統を示す（以下の図についても同様）。 図５は野生型マイクロトム（WT）及びJHT06系統（JHT06）の着果率（図５Ａ）と総着果数（図５Ｂ）を示すグラフである。 図６はWTとJHT06の、総果実数に対する種子を有する果実の比率（％）を示す。 図７はWT及びJHT06の種子を有する果実の着果数（図７Ａ）及び果実収量（総重量；図７Ｂ）を示す。*はt検定による統計学的有意差（P<0.05）を示す。 図８はWT及びJHT06の種子を有する果実の一果実（果実１個）当たりの平均重量を示す。 図９はWT及びJHT06の種子を有しない果実の着果数（図９Ａ）及び果実収量（総重量；図９Ｂ）を示す。 図１０はWT及びJHT06の種子を有しない果実の一果実当たりの平均重量を示す。*はt検定による統計学的有意差（P<0.05）を示す。 図１１は温室で栽培したWT及びJHT06の花粉生存率を示す。 図１２は閉鎖系植物栽培室を利用したWT及びJHT06の1花当たりの総花粉数（図１２Ａ）及び花粉生存率（稔性が維持された花粉の割合；図１２Ｂ）を示す。con-WT及びcon-JHT06はコントロールの非高温条件下（明25℃、16時間日長（60.0μmol m-2s-1））で栽培したWT及びJHT06、HS-WT及びHS-JHT06は高温条件下（明35℃／暗25℃）で栽培したWT及びJHT06をそれぞれ表す。１回目及び２回目の実験結果をそれぞれ示した。 図１３は閉鎖系植物栽培室で栽培したWT及びJHT06の雄蕊の長さを示す。*はt検定による統計学的有意差（P<0.05）を示す。 図１４はWT及びJHT06のSPAD値の推移を示す。実線がWT、破線がJHT06を表す。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　本発明は、トマトの夏期高温条件における着果効率の増加をもたらす遺伝子変異を利用した、夏期の着果不良が改善された耐暑性トマト植物の作出方法に関する。
　より具体的には、本発明では、野生型トマト植物（変異導入前のトマト植物；例えば野生型マイクロトム）と比較したときに（例えばその変異体において）種子を有する果実の形成能を向上させる遺伝的変異をトマト植物に導入することにより、耐暑性トマト植物を高効率に作出することができる。
　典型的には、本発明では、野生型トマト植物（変異導入前のトマト植物；例えば野生型マイクロトム）と比較して、高温条件下における、花粉生存率、並びに種子を有する果実の形成比率及び収量の少なくとも１つ、好ましくはその全てを向上させる遺伝的変異を、種子を有する果実の形成能を向上させる遺伝的変異として、トマト植物に導入することにより、耐暑性トマト植物を作出する方法を提供する。
　本発明において、「花粉生存率」とは、１個体から収集された総花粉数に対する生存花粉数の割合（％）を意味する。また「種子を有する果実の形成比率」とは、１個体から得られる総果実数に対する種子を有する果実の数の割合（％）を意味する。「種子を有する果実の収量」とは、１個体から得られる、種子を有する果実全ての重量の合計（総重量）を意味する。
　かかる遺伝的変異は、栽培中（例えば、温室内での栽培中）に、高温条件下において、具体的には開花２週間前～開花日までの間に30℃以上45℃未満、例えば35℃～40℃の温度（例えば、温室内の気温）に曝露された場合に、同様に高温条件に曝露された野生型と比較して、花粉生存率、種子を有する果実の形成比率及び収量の少なくとも１つ、好ましくはその全ての向上をもたらすことに加えて、野生型と比較した葉の葉緑素含量の増加ももたらすことが好ましい。かかる遺伝的変異はまた、野生型と比較して、栽培中に上記高温条件に曝露された場合の個体当たりの着果率及び総着果数の増加、雄蕊の長さの増加（雄蕊伸長抑制の低減）をもたらすものであることも好ましい。
　かかる遺伝的変異は、好ましくは、後述の表２に記載の少なくとも１つの遺伝子、好ましくは表３に記載の少なくとも１つの遺伝子における変異である。かかる遺伝的変異は、表２又は表３に記載の少なくとも１つの遺伝子における、非同義変異であることがさらに好ましい。本発明において非同義変異とは、遺伝子のコード配列に生じる塩基変異のうちアミノ酸配列の変化を生じる変異を指し、例えば、アミノ酸置換をもたらす塩基の置換（非同義置換、ミスセンス変異とも呼ぶ）、タンパク質翻訳を停止させる終止コドンを生じるナンセンス変異、アミノ酸の挿入若しくは欠失又は読み枠の変化（フレームシフト）を引き起こす塩基の欠失又は挿入変異などが含まれる。表２又は表３に記載の遺伝子における非同義変異は、その遺伝子の機能レベルを変化させるものである。
　そのような非同義変異は、表３に記載されているアミノ酸変異を引き起こすヌクレオチド変異であることが好ましい。例えば、そのような非同義変異は、表３又は表４に記載されているSNP変異等の変異でありうる。
　より具体的には、本発明の遺伝的変異は、表３に示される遺伝子（遺伝子番号Solyc04g076040.2.1、Solyc06g005540.1.1、Solyc06g005930.1.1、及びSolyc06g071730.2.1）、例えば配列番号６３、６５、６７、及び６９からなる群、又は配列番号８５、７３、７７、及び８１からなる群より選択される少なくとも１つの塩基配列からなる遺伝子、又はその機能性変異体であって当該塩基配列に対して典型的には80％以上、好ましくは90％以上、より好ましくは95％以上、特に好ましくは99％以上の配列同一性を示す塩基配列からなる遺伝子における変異であってよい。本発明の遺伝的変異はまた、例えば配列番号６４、６６、６８、及び７０からなる群、又は配列番号８６、７４、７８、及び８２からなる群より選択されるアミノ酸配列をコードする遺伝子、又はその機能性変異体であって当該アミノ酸配列に対して典型的には90％以上、好ましくは95％以上、より好ましくは99％以上、例えば99.5％以上の配列同一性を示すアミノ酸配列からなる機能性タンパク質をコードする遺伝子における変異であってよい。
　あるいは本発明の遺伝的変異は、表２に記載の少なくとも１つの遺伝子、好ましくは表３に示される遺伝子、例えば配列番号６３、６５、６７、及び６９からなる群、又は配列番号８５、７３、７７、及び８１からなる群より選択される少なくとも１つの塩基配列からなる遺伝子又はその機能性変異体であって当該塩基配列に対して典型的には80％以上、好ましくは90％以上、より好ましくは95％以上、特に好ましくは99％以上の配列同一性を示す塩基配列からなる遺伝子の機能を喪失させる変異、すなわち遺伝子の欠損であってもよい。本発明の遺伝的変異はまた、例えば配列番号６４、６６、６８、及び７０からなる群、又は配列番号８６、７４、７８、及び８２からなる群より選択されるアミノ酸配列をコードする遺伝子、又はその機能性変異体であって当該アミノ酸配列に対して典型的には90％以上、好ましくは95％以上、より好ましくは99％以上、例えば99.5％以上の配列同一性を示すアミノ酸配列からなる機能性タンパク質をコードする遺伝子の欠損であってよい。そのような遺伝子の欠損は、ゲノム上における遺伝子の全体又は一部の欠失であってもよい。あるいは遺伝子の欠損は、開始コドンの欠失、フレームシフト、及び／又は終止コドンの生成によるタンパク質に翻訳されない遺伝子又は機能性を失ったタンパク質をコードする遺伝子への変異であってもよい。
　好ましい一実施形態では、本発明の遺伝的変異は、表３に示される、配列番号５９で表される塩基配列中のSNP変異、若しくはそれに対応した配列番号６３で表される塩基配列を基準として定められる塩基変異G181T、又は配列番号６４で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異D61Yを引き起こす塩基変異でありうる。
　あるいは本発明の遺伝的変異は、表３に示される、配列番号６０で表される塩基配列中のSNP変異、若しくはそれに対応した配列番号６５で表される塩基配列を基準として定められる塩基変異T2C、又は配列番号６６で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異M1Tを引き起こす塩基変異でありうる。本発明の遺伝的変異はまた、配列番号６５若しくは７３で表される塩基配列を基準として定められる2位のTの置換（開始コドンの欠失をもたらす）、51位～63位の塩基配列の欠失、及び／又は配列番号６６若しくは７４で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異Y39*（＊は終止コドンの生成を意味する）を引き起こす塩基変異、例えば塩基変異T115Aでありうる。
　あるいは本発明の遺伝的変異は、表３に示される、配列番号６１で表される塩基配列中のSNP変異、若しくはそれに対応した配列番号６７で表される塩基配列を基準として定められる塩基変異C334T、又は配列番号６８で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異Q112*（＊は終止コドンの生成を意味する）を引き起こす塩基変異でありうる。
　あるいは本発明の遺伝的変異は、表３に示される、配列番号６１で表される塩基配列中のSNP変異、若しくはそれに対応した配列番号６７で表される塩基配列を基準として定められる塩基変異T350G、又は配列番号６８で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異L117*（＊は終止コドンの生成を意味する）を引き起こす塩基変異でありうる。
　あるいは本発明の遺伝的変異は、フレームシフト及び終止コドンの生成をもたらす、配列番号６７又は７７で表される塩基配列を基準として定められる158位への塩基（例えば、グリシン）の挿入変異でありうる。あるいは本発明の遺伝的変異は、配列番号７５で表される塩基配列中の終止コドン生成変異であってもよい。
　あるいは本発明の遺伝的変異は、表３に示される、配列番号６２で表される塩基配列中のSNP変異、若しくはそれに対応した配列番号６９若しくは８１で表される塩基配列を基準として定められる塩基変異A306T、又は配列番号７０若しくは８２で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異*102C（＊は終止コドンの生成を意味する）を引き起こす塩基変異でありうる。
　上記の遺伝的変異は、好ましくは、受託番号FERM BP-22278で表されるトマトJHT06系統に由来するものであり、すなわち、好ましくは、JHT06系統が有する又はJHT06系統において認められる遺伝子変異である。
　上記の遺伝的変異は単独で又は組み合わせて導入してもよい。上記の遺伝的変異は、例えば、遺伝子Solyc06g005540.1.1とSolyc06g005930.1.1における変異、例えばそれら両遺伝子の欠損の組み合わせであってもよい。
　本発明において「配列番号"Ｘ"で表される配列を基準として定められる（変異）」とは、その変異が配列番号"Ｘ"で表される配列を基準として変異塩基又はアミノ酸とその位置が特定されることを意味する。より具体的には、当該表現は、配列番号"Ｘ"で表される配列中の指定された変異、又はその配列に対して高い配列同一性を示す配列中の当該変異に相当する（アラインメントされる）塩基又はアミノ酸の変異を指す。本発明において塩基変異は、場合により、A（アデニン）、T（チミン）、G（グアニン）、又はC（シトシン）で表される変異前の塩基と変異位置と変異後の塩基で表される。例えば配列番号６７で表される塩基配列を基準として定められるC334Tは、配列番号６７で表される塩基配列中の334位のシトシンに相当するヌクレオチド（シトシン）が、チミンに置換される変異を意味する。ここで配列番号６７で表される塩基配列中の334位のシトシンに「相当する」ヌクレオチドとは、配列番号６７で表される塩基配列に対して高い配列同一性（例えば、80％以上、好ましくは90％以上、より好ましくは95％以上、特に好ましくは99％以上）を示す塩基配列を、配列番号６７で表される塩基配列とアラインメントしたときに、配列番号６７で表される塩基配列中の334位のシトシンに対してアラインメントされるシトシンを指す。同様に、本発明においてアミノ酸変異は、場合により、当技術分野で通常使用される一文字表記で表された変異前のアミノ酸（又は終止コドンを表すアスタリスク）と変異位置と変異後のアミノ酸（又は終止コドンを表すアスタリスク）で表される。例えば配列番号６８で表されるアミノ酸配列を基準として定められるアミノ酸変異Q112*は、配列番号６８で表されるアミノ酸配列中の112位のQ（グルタミン）に相当するアミノ酸（グルタミン）が終止コドンに変化する変異を意味する。ここで配列番号６８で表されるアミノ酸配列中の112位のグルタミンに「相当する」アミノ酸とは、配列番号６８で表されるアミノ酸配列に対して高い配列同一性（典型的には90％以上、好ましくは95％以上、より好ましくは99％以上、例えば99.5％以上）を示すアミノ酸配列を、配列番号６８で表されるアミノ酸配列とアラインメントしたときに、配列番号６８で表される塩基配列中の112位のグルタミンに対してアラインメントされるグルタミンを指す。本発明における他の変異の表記も上記と同様に理解することができる。
　本発明において「アミノ酸変異を引き起こす塩基変異」とは、当該アミノ酸変異を引き起こすような塩基配列の変化（例えば、１以上の塩基の置換、挿入、又は欠失）を意味する。
　上記の遺伝的変異は、常法によりトマト植物のゲノムに導入することができる。例えば、トマト植物に対する変異原処理（例えば、エチルメタンスルホン酸（EMS）、エチレンイミン（MI）、プロパンスルトン、N-メチル-N-ニトロソウレタン（MNU）等の変異誘発剤による処理、X線、ガンマ線、イオンビーム、紫外線などの放射線の照射など）によって変異体を作製し、作製された変異体集団から当該変異を有する個体をスクリーニングすることにより、本発明の遺伝的変異が導入されたトマト植物を取得してもよい。あるいは、本発明の遺伝的変異は、例えば、部位特異的変異導入法により、トマト植物のゲノムに導入してもよい。上記の遺伝的変異は、それを有する遺伝子又はその断片を含むベクターを用いた形質転換に基づく相同組換えによりトマト植物に導入してもよい。上記の遺伝的変異はまた、当該変異が導入されたトマト変異体又は当該変異を有するその子孫植物を他のトマト植物と交雑し、得られた子孫植物から当該変異を有する個体をスクリーニングすることにより、トマト植物に導入してもよい。上記の遺伝的変異を有する個体のスクリーニングは、遺伝的変異を検出できる任意の方法（例えば、核酸増幅法及び／又はサザンハイブリダイゼーションを用いる方法）により行うことができる。例えば、当該変異を導入した領域をPCRにより増幅し、増幅産物の塩基配列を決定し、変異非導入のトマトゲノム配列と比較して当該変異の有無を判定することにより、スクリーニングを行うことができる。そのようなPCRに用いるプライマーは、トマトゲノム配列、例えば野生型マイクロトムの既知ゲノム配列に基づいて設計することができるが、例えば、後述の表１に示されるフォワードプライマー及び／又はリバースプライマーを用いることができる。
　あるいは、上記の遺伝的変異を有する個体のスクリーニングは、当該変異を導入した領域の増幅産物と変異を導入していない同じ領域の増幅産物をハイブリダイズさせてヘテロ二重鎖を形成させ、変異が導入されていれば生じるミスマッチサイトを特異的に検出（例えば、ヌクレアーゼ等によるミスマッチサイトの特異的切断を利用した検出）することにより、当該変異の有無を判定する方法により行ってもよい。また、競合ハイブリダイゼーションとFRET（蛍光共鳴エネルギー移動）を組み合わせたF-PHFA法や、当該変異を導入した領域に特異的に結合するプローブによるハイブリダイゼーション又はそのハイブリダイゼーションとリアルタイムPCRとを組み合わせた方法なども用いることができる。このような各種の遺伝的変異の検出は、シークエンサーやPCR装置、各種の遺伝子変異検出キットなどの市販品を用いて実施することができる。
　上記の遺伝的変異を導入するトマト植物中の遺伝子は、表２又は表３に記載の遺伝子又はその相同遺伝子の少なくとも１つ（例えば、表３に示される４つの遺伝子のうち１～４つ）であってよい。そのような遺伝子は、上記の遺伝子、例えば、遺伝的変異を導入しようとするトマト植物が有する、表２又は表３に記載の配列番号で表される塩基配列に対して高い配列同一性（例えば、80％以上、好ましくは90％以上、より好ましくは95％以上、特に好ましくは99％以上）を有する遺伝子（コード配列）であってよい。
　上記の遺伝的変異を導入する対象として用いるトマト植物は、ソラナム・リコペルシカム（Solanum lycopersicum）に属する任意のトマト植物であってよいが、非耐暑性のトマト植物であることがより好ましい。一実施形態では、トマト植物は、野生型マイクロトム又はその派生株であってもよい。野生型マイクロトムは、トマト品種マイクロトム（Solanum lycopersicum, cv. Micro-Tom）（Scott JW, Harbaugh BK (1989) Micro-Tom A miniature dwarf tomato. Florida Agr. Expt. Sta. Circ. 370, p.1-6）として知られており、市販もされている。Tomato Genetics Resource Center（TGRC）（米国）からアクセッション番号LA3911の下で入手することもできる。トマト品種マイクロトムは、矮性（約10～20 cm）であり、葉や果実が小さく、従来品種との交雑も可能である。トマト品種マイクロトムについては全ゲノム配列が決定されている（Kobayashi M, et al., (2014）Plant Cell Physiol. 2014 Feb;55(2):445-454）。
　なお本発明において派生株とは、元の植物の子孫植物であって他の植物系統・品種との１回以上の交配を経て又は変異誘発若しくは変異導入を経て得られたものをいう。
　上記の遺伝的変異を導入したトマト植物は、栽培中に高温条件下に置き、その耐暑性を確認することも好ましい。具体的には、当該変異を導入したトマト植物を、30℃以上45℃未満、例えば35℃～40℃の温度（例えば、温室内の気温）に曝露する。そのような高温ストレスへの曝露は、開花2週間前から開花日までの日中、１日当たり6時間以上にわたって行うことが好ましい。高温ストレスへの曝露は毎日でなくてもよいが、曝露期間中の例えば50％以上、好ましくは80％以上の日にわたり高温ストレスに曝露することがより好ましい。高温ストレスへの曝露の後、上記の遺伝的変異を導入したトマト植物の着果率や果実収量等を調べることにより、高温条件下でも着果効率が良く種子を有する果実の形成が良好であり、すなわち耐暑性を有するかどうかを確認することができる。上記遺伝的変異が導入された耐暑性のトマト植物については、さらに、そのゲノム配列中の当該変異を検出して、当該変異を有することを確認することも好ましい。当該変異の検出は上述の記載と同様にして行うことができる。
　本発明の方法により、上記遺伝的変異が導入され、それによって耐暑性が向上したトマト植物を作出することができる。このようにして得られる耐暑性トマト植物は、高温条件下における花粉生存率及び種子を有する果実の形成比率及び種子を有する果実の収量の向上を示す。本発明の耐暑性トマト植物において、高温条件下での花粉生存率は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは2倍以上、さらに好ましくは5倍以上に向上する。したがって本発明の耐暑性トマト植物は高温条件下でも高い花粉稔性を維持することができる。本発明の耐暑性トマト植物においてはまた、変異非導入の植物と比較して、上記高温条件下における総花粉数も好ましくは増加する。本発明の耐暑性トマト植物は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上増加した総花粉数を示しうる。なお本発明において「高温条件下」とは、トマト植物が開花2週間前～開花日の間に30℃以上45℃未満、例えば35℃～40℃の温度に合計数時間以上、好ましくは数十時間以上曝露される条件をいう。
　本発明の耐暑性トマト植物において、高温条件下での種子を有する果実の形成比率（総果実数に対する種子を有する果実の割合）は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは2倍以上に向上する。本発明の耐暑性トマト植物において、高温条件下での種子を有する果実の収量（種子を有する果実の総重量）は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは2倍以上に向上する。
　なお本発明の耐暑性トマト植物においては、変異非導入の植物と比較して、上記高温条件下における種子を有する果実と種子を有しない果実の両方を含めた総果実数（総着果数）も好ましくは増加する。本発明の耐暑性トマト植物は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上増加した総着果数を示しうる。本発明の耐暑性トマト植物においてはまた、変異非導入の植物と比較して、上記高温条件下における種子を有する果実と種子を有しない果実の両方を含めた着果率（全開花数に対する全着果数の比率）も好ましくは増加する。本発明の耐暑性トマト植物は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上増加した着果率を示しうる。
　さらに本発明の耐暑性トマト植物においては、変異非導入の植物と比較して、上記高温条件下における総花粉数も好ましくは増加する。本発明の耐暑性トマト植物は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上増加した総花粉数を示しうる。本発明の耐暑性トマト植物においてはまた、変異非導入の植物と比較して、上記高温条件下における種子を有する果実と種子を有しない果実の両方を含めた着果率（全開花数に対する全着果数の比率）も増加することが好ましい。本発明の耐暑性トマト植物は、変異非導入の植物と比較して、例えば1.3倍以上増加した着果率を示しうる。
　好ましい一実施形態では、本発明の耐暑性トマト植物はまた、上記高温条件下であるか30℃未満の常温条件下であるかにかかわらず、生長するにつれて、変異非導入の植物と比較してより濃い緑色の葉を有するようになる。そのような本発明の耐暑性トマト植物では、同じ播種後日数の変異非導入の植物と比較して、葉における葉緑素（クロロフィル）含量が、例えば5％以上、好ましくは10％以上増加する。葉緑素含量は、例えば葉緑素光学濃度（SPAD）値を指標として算出してもよい。SPAD値は試料についてクロロフィルのみを吸収する赤色域と色素にほとんど吸収されない赤外領域の光学濃度差に基づいて常法により算出できる。SPAD値は市販のSPAD値測定機器（葉緑素計）を用いて非破壊的に測定することができる。
　本発明の耐暑性トマト植物は、好ましい一実施形態では、上記高温条件下でも雄蕊の伸長が抑制されにくい。そのような本発明の耐暑性トマト植物の雄蕊の長さは、変異非導入の植物と比較して、例えば5％以上、好ましくは10％以上長くなる。雄蕊の伸長抑制が低減されることにより、受粉阻害が生じにくくなり、受粉能力が向上する。
　本発明の耐暑性トマト植物は、上記の遺伝的変異をホモ接合性で有していてもヘテロ接合性で有していてもよいが、ホモ接合性で有することがより好ましい。
　本発明に係る耐暑性トマト植物の好ましい一実施形態は、トマト品種マイクロトム（Solanum lycopersicum, cv. Micro-Tom）の変異体であるJHT06系統又はその派生株である。JHT06系統及びその派生株は、上記の遺伝的変異を保持するものである。JHT06系統の種子は、2014年9月17日付で、独立行政法人　製品評価技術基盤機構　特許生物寄託センター（NITE-IPOD；日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室）に、受託番号FERM BP-22278の下でブタペスト条約に基づき国際寄託されている。本発明に係る耐暑性トマト植物は、トマト生産用に好適に用いることができるだけでなく、育種親としても好適に利用できる。
　本発明において「トマト植物」は、文脈により異なるが、基本的にはトマトの全植物体の他、茎、葉、根、花、蕾、果実（果肉、果皮）、種子、細胞、及びカルス等を包含する。
　さらに本発明は、本発明の耐暑性トマト植物を育種親として、他のトマト植物と交配し、子孫植物として前記変異を有するトマト植物を取得することを含む、耐暑性トマト植物の育種方法も提供する。常法によりこのような交配や得られた子孫植物の自家交配を反復的に行うことによって、上記の遺伝的変異及びそれに起因する形質（耐暑性）を目的のトマト植物において固定することができる。得られた子孫植物については、目的の変異を有することを確認することが好ましい。変異の確認は、上記と同様に、遺伝的変異を検出できる任意の方法により行えばよい。
　以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例１］耐暑性変異体の選抜
（１）栽培法
　本実施例及び後述の実施例においてトマトの栽培は温室で以下のとおり行った。連結ポット（信和株式会社）に培養土を入れ、種子を培養土上に静置した後、上部から培養土を薄くかけて播種した。土の乾燥を防ぐために灌水を毎日行い、週に一度、灌水と同時に施肥した。バイブレーターによって花を振動させることで、受粉の補助を行った。
（２）耐暑性候補系統の選抜
　筑波大学（日本）においてトマト品種マイクロトム（Solanum lycopersicum, cv. Micro-Tom）のエチルメタンスルホン酸（EMS）処理によって作製した変異誘発集団を、夏期の高温なガラス温室内で栽培し、耐暑性候補系統の選抜を行った。着果の優れる91系統を選抜し、採種を行った。さらに翌年、選抜された91系統を12粒ずつ播種し、夏期の高温な温室内で同様に栽培し、耐暑性について再評価を行った。その結果、高温下での着果性に優れる16系統を選抜した。いずれの選抜試験においても、開花時の最高気温はトマトの着果に大きな影響を与えるとされる35℃を超えていたことから、十分な高温ストレスが付加されたと判断した。
　さらに翌年、選抜された系統について、夏期高温下で着果率や収量などの定量的な調査を実施した。まず6月1日に、前年までに選抜された16系統の耐暑性候補系統について播種を行った。播種後、発芽し、正常に花を形成した個体をその後の評価対象とした。栽培初期はガラス温室の窓を全開にし、気温の上昇を抑えた。蕾の発達が確認された6月26日から窓の開閉を行って温室内の気温を調節し、開花２週間前には温室内の日中の温度が35℃を超えるようにした高温ストレス条件（高温条件）下で栽培を行い、7月19日に全植物体の鉢上げを行った。その後も同じ温室内で高温ストレス条件下で栽培を続け、着果を確認し果実を収穫した後に栽培を終了した。
　栽培の開始から終了までのガラス温室内の温度及び湿度の推移をそれぞれ図１、２に示す。また蕾の発達が確認された6月26日からおよそ１ヶ月間のガラス温室内の温度推移を図３に示す。
（３）耐暑性候補系統の特性調査（耐暑性試験）
（ｉ）高温条件下での着果率、果実収量及び一果実当たりの重量の調査
　上記（２）に記載したようにして高温条件下で栽培中の各トマト系統について、開花数、総着果数、着果率、果実収量、及び一果実当たりの重量を調べた。さらに、種子の有無により果実を分類し、それぞれの分類群における着果率、果実収量、及び一果実当たりの重量を算出した。
　開花数としては栽培開始後から10月3日までに開花した花の数を計測した。
　総着果数及び着果率は10月1日～10月3日に調査した。具体的には、調査日までに開花した花のうち、着果した花の数（着果数）を計測し、以下の式に従って着果率を算出した。
　　　着果率（％）＝着果数／開花数×100
　果実収量に関しては、肥大の終了した全ての着色後果実を調査対象として重量及び個数を計測し、一個体毎に着果した全ての果実の重量及び個数から個体当たりの果実収量（総重量）を算出し、さらに各系統内での平均収量（一個体当たりの果実収量の平均値）を算出した。
　さらに、各個体において得られた果実の平均重量を算出し、さらに系統内での平均値を算出して各系統における一果実当たりの平均重量とした。
　10月13日～10月15日の果実調査終了時には、種子の有無によって果実を分類し、種子を１つ以上有する果実の群と種子を有しない果実の群のそれぞれについて果実の総重量及び果実数を算出した。また、全果実数のうち種子を含む果実数の割合（％）を算出した。さらに、総重量を果実数で割ることにより、種子を有する果実の群と種子を有しない果実の群のそれぞれについて、一果実当たりの平均重量を算出した。
　上記と同様の高温条件下での耐暑性試験を、野生型マイクロトム（変異誘発処理を行っていないトマト品種マイクロトム）についても行った。
　その結果、野生型と比較して優れた着果率を示す複数の系統が見出された。しかしながら、そのほとんどは種子を有する果実の収量が低く、単為結果性変異体系統であると考えられた。優れた着果率を示した系統のうち１つだけが、種子を有する果実の収量の多い系統として選抜された。この１系統（JHT06系統）は特に高い耐暑性を有していた。
　得られたトマト品種マイクロトム（Solanum lycopersicum, cv. Micro-Tom）JHT06系統の種子は、2014年9月17日付で、独立行政法人　製品評価技術基盤機構　特許生物寄託センター（NITE-IPOD；日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室）に、受託番号FERM BP-22278の下でブタペスト条約に基づき国際寄託されている。
　JHT06系統と野生型についての耐暑性試験の結果を図４～図１０に示す。
　図４に示すとおり、JHT06系統は野生型に比べ、栽培開始後から平成25年10月3日までに開花した花の数が少なかった。しかしJHT06系統の着果率及び総着果数は、野生型に比べて高い値を示した（図５Ａ及びＢ）。この結果から、JHT06系統は、開花する花は少ないが、開花した花は高い確率で果実を形成できることが示された。
　一方、JHT06系統における総果実数に対する種子を有する果実の比率（割合）は、野生型と比較して有意に高い値を示した（図６）。またJHT06系統では、野生型と比べて、種子を有する果実における着果数が多く、種子を有する果実の収量も顕著に多かった（図７Ａ、Ｂ）。JHT06系統の種子を有する果実の一果実当たりの平均重量は野生型と同程度であった（図８）。一方、JHT06系統の種子を有しない果実の着果数及び果実収量は野生型と比較して低く（図９Ａ、Ｂ）、種子を有しない果実の一果実当たりの平均重量は野生型と同程度であった（図１０）。以上の結果から、JHT06系統は高温条件下において野生型よりも種子を有する正常な果実を形成する能力が高いことが示された。
［実施例２］花粉稔性試験
（１）高温条件下での花粉稔性試験
　高温条件下でJHT06系統が種子を有する果実を形成する能力が高いことの原因として、高温条件下でも高い稔性を維持する花粉を形成している可能性が考えられた。そこで、高温条件下で生育させたJHT06系統と野生型系統について、細胞呼吸や代謝活性を測定するために用いられる2,3,5-トリフェニルテトラゾリウムクロライド（TTC）により花粉を染色し、花粉の生存率を算出した。なおTTC染色はミトコンドリアの還元反応に基づく細胞生存活性の指標であり、生存細胞（ここでは生存花粉）はTTCにより赤く染色されるが、非生存細胞は染色されない。
　実施例１で図１～３に示す条件で生育させたJHT06系統と野生型マイクロトムにおいて開花した花を採取し、開花日毎に花粉の分析を行った。
　同一開花日の花から葯を取り出し、TTC溶液（TTC 1％（和光純薬工業株式会社）、スクロース50％（和光純薬工業株式会社））に浸し、花粉が液中に拡散するように振盪した。その後、花粉を含むTTC溶液を38℃の暗室に3時間静置し、花粉を染色した。花粉の入ったTTC溶液を細胞計数盤ワンセルカウンター（バイオメディカルサイエンス）に注入した。システム顕微鏡BX53（オリンパス株式会社）を用いて、総花粉数が最低200個になるように視野を設定し、総花粉数と、総花粉数のうち染色されている花粉数（染色花粉数）とを計測し、花粉生存率を以下の式で算出した。
　　　花粉生存率（％）＝染色花粉数／総花粉数×100
　その結果、温室内の最高温度が開花前2週間～開花日の間に45℃を超える超高温条件に数時間以上曝露された個体において形成された花粉は、全系統で生存していなかった。しかし、開花前2週間～開花日の温室内の温度が35℃～40℃の高温条件に頻繁に曝露された個体において発達した花粉では野生型とJHT06系統の間で顕著に花粉生存率に差が認められ、JHT06系統の花粉生存率が大きく向上していることが示された（図１１）。
　以上の結果から、JHT06系統が高温条件下でも高い花粉稔性を維持する変異体であることが示された（図６、７、１１）。トマト生産現場では、温室の窓を解放して栽培を行うため、温室内の温度は最大でも40℃程度である。このような環境条件下で栽培を行う場合、高い花粉稔性を持つJHT06系統は野生型よりも優れた着果率及び果実収量を示すと考えられた。
（２）35℃の温度条件下での花粉稔性試験
　そこで次に、温度条件を35℃に制御できる閉鎖系植物栽培室を利用して、JHT06系統及び野生型マイクロトムの花粉稔性に対する温度条件の影響を温度制御条件下で調査した。
　蒸留水を含ませたろ紙をシャーレ中に敷き、その上に播種し、発芽1週間後に正常に発芽した実生を水耕栽培用培地ロックウールキューブ（Grodan）に移植した。高温条件は、明期35℃、暗期25℃、16時間日長（60.0μmol m-2s-1）の温度及び日長条件に設定し、水耕栽培にて生育させた。温室での栽培と同様に、バイブレーターによって花を振動させることで、受粉の補助を行った。また、コントロールとして25℃、16時間日長（60.0μmol m-2s-1）の温度条件を用いたこと以外は上記と同じ条件で栽培を行った。
　次いで、閉鎖系植物栽培室内で育成した野生型及びJHT06系統の花粉稔性を、上記（１）に記載した温室で栽培した耐暑性候補系統の花粉稔性試験と同様の方法により、TTC溶液を用いて評価した。
　同一開花日の花を最低8個切除し、花粉を採取した。温室での花粉稔性試験と同様にしてTTC溶液により生存花粉のみを染色し、ワンセルカウンターを用いて花粉生存率と総花粉数を決定した。システム顕微鏡BX53の1視野は1.05mm×1.4mmとなっており、ワンセルカウンターの溶液注入部は厚さ0.1mmに設計されている。そこで、4つの異なる視野内の生存花粉数及び総花粉数を計数し、平均値を求めることにより、花粉懸濁液の液中花粉密度を算出した。液中花粉密度を、1つの花に対して懸濁に使用したTTC溶液の量（100μL）に乗ずることにより、1つの花に含まれる染色花粉数及び総花粉数を算出し、上記と同様に花粉生存率を算出した。
　その結果、野生型では、非高温条件下のコントロールと比べて、高温条件下の総花粉数が顕著に減少していた（図１２Ａ）。JHT06系統でも同様に、非高温条件下のコントロールと比べて、高温条件下では花粉の総数が減少していたが、野生型と比べると総花粉数は高い値を示した（図１２Ａ）。さらに、花粉生存率でも、総花粉数と同様の傾向が見られ、JHT06系統は野生型よりも高い花粉生存率を示した（図１２Ｂ）。
　さらに、高温条件下では雄蕊の伸長が抑制され、雄蕊が短くなり正常な受粉が阻害されることが知られていることから、雄蕊の長さを調査した。同一開花日の花から雄蕊を1つ切除し、その長さを測定し、複数の花における平均値を算出した。
　その結果、JHT06系統の雄蕊の長さは、野生型よりも顕著に長いことが示された（図１３）。よって、JHT06系統では高温条件下でも雄蕊の伸長抑制による受粉阻害が起こりにくいことも示された。
　以上の結果から、JHT06系統が高い総花粉数及び花粉生存率を示し、それにより高温条件下でも種子を含む正常な果実を形成する能力が高いことが、示された。
［実施例３］SPAD値測定
　JHT06系統において葉の緑色が濃いという特徴が認められたことから、葉緑素含量の指標であるSPAD値を測定し、野生型とJHT06系統を評価した。
　実施例１で図１～３に示す条件で生育させた野生型マイクロトム及びJHT06系統について、播種の30、40、50、60、70、80日後、葉のSPAD値を葉緑素計SPAD-502Plus（コニカミノルタ）により計測した。30、40、50、60、70日後の計測では、子葉を除く全ての葉についてSPAD値を計測した。80日後はランダムに選んだ20葉のSPAD値を計測した。
　各系統9個体を計測し、得られたSPAD値から、一個体当たりの平均SPAD値を算出した。その結果、生育後期に野生型とJHT06系統の間で明らかな差が見られた（図１４）。この結果は葉の緑色が濃いというJHT06系統の表現型を裏付けるものであった。このことはまた、フラボノイド等の抗酸化作用を有する物質がJHT06系統の葉内に蓄積し、高温ストレスに対する抵抗力を植物体に付与している可能性を示している。
［実施例４］次世代シークエンサーを用いたJHT06系統の全ゲノム解析
　JHT06系統について全ゲノム配列を決定し、変異遺伝子の解析を行った。JHT06系統のゲノムDNAの抽出には、DNA精製キットMaxwell(R) 16 DNA Purification Kits（Promega）を用いた。JHT06系統の若い葉を6枚程度切除し、1.5mLチューブに入れ液体窒素によって凍結した。凍結した葉をマイクロペッスルを用いて十分にすり潰した後、上記キット中の溶解バッファーを含むカートリッジに粉砕した葉を入れ、カートリッジを核酸・タンパク質自動精製装置Maxwell(R) 16にセットして、ゲノムDNAの抽出を行った。抽出したゲノムDNAは滅菌水400μLに溶解し、ゲノムDNAが全量1μgになるようにバルクで調整し、次世代シークエンサー HiSeqTMシーケンスシステム（Illumina）を用いて、JHT06系統の全ゲノム配列を決定した。
　決定した配列を野生型マイクロトムの参照全ゲノム配列と比較解析した結果、186の変異箇所が見出された。同一の遺伝子内に複数の変異箇所が存在したものもあり、変異が認められた遺伝子数としては159個であった。エキソン内の変異（SNP）のうちアミノ酸変異を起こすものは31か所あり、そのうち機能が推定されるものは26か所、機能が未知のものは5か所であった。
　さらに、次世代シークエンサーを用いた上記解析でエキソン領域に見出された31個のSNPのうち28個のSNPについて、JHT06系統のゲノム中のSNPsの有無をさらに確認する試験を行った。
　JHT06系統のゲノムDNAは上記と同様の方法で葉から抽出した。抽出したゲノムDNAを鋳型とし、28個のSNPのそれぞれの前後500bp程度を挟むように設計されたプライマー（表１）を用いて、PCRによる増幅を行った。PCR反応液の組成は、10×PCRバッファー 5.0μL、2mM dNTPs 5μL、25mM MgSO4 2μL、鋳型DNA 2μL、DNAポリメラーゼKOD-plus- 1μL、プライマー 各1.5μL、超純水 32μLを含む計50μLとした。PCR反応は初めに94℃で2分間熱変性を行い、その後のサイクルでは94℃で2分間、55℃で30秒、68℃で1分間を1サイクルとし、35サイクル行った。増幅したDNAを1.5％のアガロースゲルで電気泳動し、DNAの増幅を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　増幅したDNAは、精製システムWizard SV Gel and PCR Clean-Up System（Promega）を用いて精製した後、シークエンス反応を行い、DNAシークエンサー3500 Genetic Analyzer（Applied Biosystems）を用いてDNA配列を決定及び解析し、JHT06系統のゲノム中の上記SNPsの有無を検証した。
　その結果、28個のうち5個のSNPがJHT06系統のゲノム中に存在することが確認された（表２）。これら5個のSNPs（表３）の中に、JHT06系統の強い耐暑性、特に高温条件下での高い花粉生存率や雄蕊伸長抑制耐性、種子を有する果実の高い形成能を付与している変異が含まれると考えられた。すなわち、表３に示す遺伝子の少なくとも１つにおける変異が、JHT06系統に強い耐暑性をもたらしていると考えられた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　JHT06系統のゲノム中に存在が確認された5個のSNPの情報を表３に示す。表３のSNP番号は、表２のSNP番号と対応している。表３には、上記で決定・解析したトマト品種マイクロトム変異体JHT06系統由来のSNPを含むDNA配列（マイクロトム変異配列）の配列番号も示している。表３中、それぞれのSNP及びアミノ酸変異は、トマト品種Heinz1706（野生型）の対応遺伝子及びアミノ酸配列の全長配列（表３中に配列番号で示す）を基準配列としてその配列上の位置に基づいて表している。これら変異部位の変異前（野生型）の塩基及びアミノ酸は、トマト品種ハインツ1706（Solanum lycopersicum cv. Heinz 1706）のゲノム配列との間で保存されていた。なお表２及び表３中の遺伝子番号は、データベースSol genomics network（http://solgenomics.net）で検索することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表３中、例えば、遺伝子Solyc06g005930.1.1（赤色光感受性低減タンパク質１[Sensitivity to red light reduced protein 1]遺伝子）がJHT06系統の高い耐暑性の原因遺伝子である可能性が考えられる。当該遺伝子はシロイヌナズナで研究されているシロイヌナズナSSR1（sensitivity to red light reduced protein 1）遺伝子のオルソログである。シロイヌナズナSSR1は概日リズムや光合成に関係していることが知られている（Staiger D., (2003) Gene & Development 17: p.256-268）。
［実施例５］
　実施例４でSNPsの存在が確認された表３中の４つの遺伝子（JHT06系統の変異型遺伝子）について、実施例４と同様の方法により、再度、配列決定及び変異解析を実施した。併せて対応する野生型遺伝子（野生型マイクロトム由来）の塩基配列も決定した。Solyc06g005540.1.1の変異型遺伝子について決定されたCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号７１及び７２に、対応する野生型遺伝子のCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号７３及び７４に示す。Solyc06g005930.1.1の変異型遺伝子について決定されたCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号７５及び７６に、対応する野生型遺伝子のCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号７７及び７８に示す。Solyc06g071730.2.1の変異型遺伝子について決定されたCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号７９及び８０に、対応する野生型遺伝子のCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号８１及び８２に示す。Solyc04g076040.2.1の変異型遺伝子について決定されたCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号８３及び８４に、対応する野生型遺伝子のCDS配列及びコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号８５及び８６に示す。
　その結果、表３に示したSNPs（実施例４）の全てが検出され、それらのSNPsについて再現性を確認することができた。
　さらにこの解析では、遺伝子Solyc06g005540.1.1とSolyc06g005930.1.1中に新たな変異が多数確認され、それらの再現性も確認された。
　同定された重要な変異を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表４に示すように、変異型遺伝子Solyc06g005540.1.1（配列番号７１）では、対応する野生型遺伝子配列（配列番号７３）上の2位のチミンがシトシン（C）に置換されていた。この塩基置換により、開始コドンATGが変異型遺伝子配列上ではACGに変異していた。この遺伝子変異により、野性型アミノ酸配列上の1位のメチオニンは変異型アミノ酸配列上の1位のトレオニンに変異しており、開始メチオニン（開始コドン）の欠失により、当遺伝子は翻訳されておらず、遺伝子Solyc06g005540.1.1は機能を損失していると考えられた。さらに、Solyc06g005540.1.1の変異型遺伝子配列上に13bpの欠失（51位～63位）と塩基置換T115A102が検出された。13bpの欠失の位置（51位～63位）は、野生型遺伝子の塩基配列（配列番号７３）上の位置である。T115A102は、野生型遺伝子の塩基配列上の115位のチミンが、JHT06系統（変異型）の遺伝子の塩基配列上の102位のアラニンに置換されたことを意味する。なお、変異部位のずれは上記の13bpの欠失によるものである。この13bpの欠失はフレームシフトを引き起こし、さらに塩基置換T115A102は終止コドンを生成してそれ以降のアミノ酸配列の翻訳を停止させることから、これらの変異の存在からも、JHT06系統の遺伝子Solyc06g005540.1.1は機能を喪失していると考えられた。
　一方、変異型遺伝子Solyc06g005930.1.1（SSR1遺伝子）では、野生型遺伝子の塩基配列（配列番号７７）上の158位（第２エキソン内）にグリシン（G）が挿入されていた。この挿入配列により以後の塩基配列にフレームシフトが起き、アミノ酸配列上の56位に相当する位置には終止コドンTGAが生成し、それ以降のアミノ酸配列の翻訳を停止させることから、JHT06系統の遺伝子Solyc06g005930.1.1（SSR1遺伝子）は機能を喪失していると考えられた。変異型SSR1遺伝子では、野生型塩基配列（配列番号７７）上の149位～163位にアミノ酸置換を引き起こす塩基置換も多数認められた。さらに、56位の終止コドン以後にも多数の終止コドンが生成されており、このことからも、JHT06系統の遺伝子Solyc06g005930.1.1（SSR1遺伝子）は機能を喪失していると考えられる。
　遺伝子Solyc06g005930.1.1（SSR1遺伝子）は赤色光感受性低減タンパク質をコードしていることから、この遺伝子の欠損により植物体の概日リズムに変化が起き、その結果として植物に耐暑性が付与されていることが考えられる。
　本発明を用いれば、耐暑性に優れたトマト植物の作出が可能になる。例えば、本発明の耐暑性トマト変異体を育種素材として用いることにより、夏期トマト栽培において安定した果実品質や収量をもたらすことが可能なトマト品種の効率的な作出が可能になる。
　本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。
　配列番号１～５８：プライマー

Claims (9)

  1. 　野生型と比較して高温条件下における種子を有する果実の形成能を向上させる遺伝的変異を、トマト植物に導入することを含む、耐暑性トマト植物の作出方法。
  2. 　前記変異が、受託番号FERM BP-22278で表されるJHT06系統に由来する、請求項１に記載の方法。
  3. 　前記変異が、高温条件下における、花粉生存率、並びに種子を有する果実の形成比率及び収量を向上させる、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 　前記変異が、野生型と比較して葉の葉緑素含量の増加をさらにもたらす、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 　前記変異が、表３に記載の少なくとも１つの遺伝子における非同義変異又は遺伝子欠損である、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 　前記変異を導入したトマト植物を３５℃～４０℃の温度に曝露することを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 　請求項１～６に記載の方法により作出される、前記変異が導入された耐暑性トマト植物。
  8. 　受託番号FERM BP-22278で表されるJHT06系統又は前記変異を保持するその派生株である、請求項７に記載の耐暑性トマト植物。
  9. 　請求項７又は８に記載の耐暑性トマト植物を育種親として、他のトマト植物と交配し、子孫植物として前記変異を有するトマト植物を取得することを含む、耐暑性トマト植物の育種方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021040011A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 国立大学法人筑波大学 高温耐性、高収量性および単為結果性を示す果実類植物
JP2022060299A (ja) * 2019-11-22 2022-04-14 カゴメ株式会社 貯蔵花粉及びその製造方法並びにナス科野菜の生産方法並びにナス科野菜の不良果率低減方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117230108B (zh) * 2023-11-15 2024-02-09 浙江大学海南研究院 白菜BrYUC6基因在提高植物花粉耐热性中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002095370A (ja) * 2000-09-20 2002-04-02 Japan International Research Center For Agricultural Services 耐暑性の向上した形質転換植物及びその作出方法
WO2015068794A1 (ja) * 2013-11-07 2015-05-14 国立大学法人筑波大学 変異型植物

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11199419A (ja) 1998-01-06 1999-07-27 Ikeda Shokuken Kk 農園芸用高温ストレス耐性賦与剤
JP4649622B2 (ja) 2005-11-21 2011-03-16 国立大学法人 千葉大学 栽培植物の着果・生育促進方法および着果・生育促進装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002095370A (ja) * 2000-09-20 2002-04-02 Japan International Research Center For Agricultural Services 耐暑性の向上した形質転換植物及びその作出方法
WO2015068794A1 (ja) * 2013-11-07 2015-05-14 国立大学法人筑波大学 変異型植物

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GOLAM, F. ET AL.: "Heat Tolerance in Tomato, Life Science", JOURNAL-ACTA ZHENGZHOU UNIVERSITY OVERSEAS EDITION, vol. 9, no. 4, 2012, pages 1936 - 1950 *
HUTHER, CM. ET AL.: "Physiological response to heat stress of tomato 'Micro-Tom' plants expressing high and low levels of mitochondrial sHSP23.6 protein", PLANT GROWTH REGULATION, vol. 70, no. 2, June 2013 (2013-06-01), pages 175 - 185, XP035336116, DOI: doi:10.1007/s10725-013-9790-y *
JUST, D. ET AL.: "Micro-Tom mutants for functional analysis of target genes and discovery of new alleles in tomato", PLANT BIOTECHNOLOGY, vol. 30, no. 3, 2013, pages 25 - 231 *
KOKI YAMADA ET AL.: "Taishosei o Yusuru Tomato no Ha ni Okeru Yoniku Saibo no Kaibogakuteki Tokucho", HORTICULTURAL RESEARCH ( JAPAN, vol. 11, no. 1, 28 March 2012 (2012-03-28), pages 406 *
NKANSAH,GO. ET AL.: "Relationship between Some Physiological Characters and Yield of Heat- Tolerant, Non-Tolerant, and Tropical Tomato Cultivars Grown at High Temperature", J. JAPAN . SOC. HORT. SCI., vol. 62, no. 4, March 1994 (1994-03-01), pages 781 - 788 *
RAHMAN S M L ET AL.: "Effects of Temperature and Water Stress on Growth, Yield and Physiological Characteristics of Heat-tolerant Tomato", JPN. J. TRP. AGR., vol. 42, no. 1, March 1998 (1998-03-01), pages 46 - 53 *
SHOMA FUKUMOTO ET AL.: "Micro-Tom Hen'i Yuhatsu Shudan o Riyo shita Taishosei Hen'itai no Senbatsu to Gen'in Idenshi no Shiborikomi", HORTICULTURAL RESEARCH (JAPAN), vol. 14, no. 1, 28 March 2015 (2015-03-28), pages 142 *
SHOMA FUKUMOTO ET AL.: "Micro-Tom Hen'i Yuhatsu Shudan o Riyo shita Taishosei Hen'itai no Senbatsu to Tokuchozuke", BREEDING RESEARCH, vol. 16, 26 September 2014 (2014-09-26), pages 57 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021040011A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 国立大学法人筑波大学 高温耐性、高収量性および単為結果性を示す果実類植物
JP2022060299A (ja) * 2019-11-22 2022-04-14 カゴメ株式会社 貯蔵花粉及びその製造方法並びにナス科野菜の生産方法並びにナス科野菜の不良果率低減方法
JP7259102B2 (ja) 2019-11-22 2023-04-17 カゴメ株式会社 貯蔵花粉及びその製造方法並びにナス科野菜の生産方法並びにナス科野菜の不良果率低減方法

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