(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記イネ雄性不稔系統が、さらに、イネ品種ハバタキ由来のsd1遺伝子、イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子、及びイネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子からなる群より選択される1以上の遺伝子を含有することを特徴とする請求項1に記載のイネF1種子の生産方法。
受託番号がFERM BP−11461であるイネ細胞質雄性不稔系統JMS−021(Oryza sativa L.cultivar JMS−021)。
受託番号がFERM BP−11462であるイネ細胞質雄性不稔系統JMS−022(Oryza sativa L.cultivar JMS−022)。
受託番号がFERM BP−11463であるイネ細胞質雄性不稔系統JMS−023(Oryza sativa L.cultivar JMS−023)。
受託番号がFERM BP−11464であるイネ細胞質雄性不稔系統JMS−024(Oryza sativa L.cultivar JMS−024)。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明において準同質遺伝子系統とは、元品種の染色体の一部のみが外来品種由来の染色体断片に置換されている系統を意味する。ここで、外来品種は、元品種以外の品種であれば特に限定されるものではなく、元品種と同一種の植物の品種であってもよく、元品種と異なる種の植物の品種であってもよく、動物等の植物以外の品種であってもよい。なお、本発明において品種とは、同一種の植物であって、遺伝的構成が異なるために、ある形質において同種内の他品種から明確に識別し得る集団を意味する。
【0017】
本発明においてDNAマーカーは、元品種由来の染色体と外来品種由来の染色体を識別し得る染色体上のDNA配列の差異を検出し得るものであれば、特に限定されるものではなく、遺伝子解析分野で通常用いられているDNAマーカーを用いることができる。該DNAマーカーとして、例えば、SNP(Single Nucleotide Polymorphism、一遺伝子多型)やSSR(Simple Sequence Repeats、単純反覆配列)の繰り返し数の違い等の遺伝子多型を検出し得るマーカーであってもよく、RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism、制限酵素断片長多型)マーカーであってもよい。なお、これらのDNAマーカーによる、元品種由来アレルと外来品種由来アレルとの識別は、常法により行うことができる。例えば、各個体から抽出したDNAを鋳型とし、特定のSNPやSSRと特異的にハイブリダイズし得るプライマー等を用いてPCRを行い、電気泳動法等を用いてPCR産物の有無を検出し、各多型を識別することができる。また、各個体から抽出したDNAを制限酵素処理した後、電気泳動法等を用いてDNA断片のパターンを検出し、各多型を識別することができる。なお、特定のSNPやSSRと特異的にハイブリダイズし得るプライマー等は、該SNPやSSRの塩基配列に応じて、汎用されているプライマー設計ツール等を用いて常法により設計することができる。また、設計されたプライマー等は、当該技術分野においてよく知られている方法のいずれを用いても合成することができる。
【0018】
これらのDNAマーカーは、公知のDNAマーカーを適宜用いることができる。また、新規に作製したDNAマーカーであってもよい。公知のDNAマーカーとして、例えば、イネにおいては、国際公開第2003/070934号パンフレット等において開示されているSNPマーカーや、Rice Genome Research Program(RGB:http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata.html)において公開されているDNAマーカーを用いることができる。
【0019】
なお、各品種の遺伝子情報等は、例えば、国際的な塩基配列データベースであるNCBI(National center for Biotechnology Information)やDDBJ(DNA Data Bank of Japan)等において入手することができる。特にイネの各品種の遺伝子情報は、KOME(Knowledge−based Oryza Molecular biological Encyclopedia、http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/)等において入手することができる。
【0020】
本発明及び本願明細書において「イネ品種日本晴の染色体のX番目の塩基」は、TIGR(The Institute for Genomic Research;http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/blastsearch.shtml)において公開されているイネ品種日本晴のゲノムDNAの塩基配列(バージョン2)に基づいて決定される領域である。
【0021】
また、本発明及び本願明細書において、「イネ品種日本晴の染色体のX番目の塩基からY番目の塩基までの領域に相当する領域」とは、イネ個体の染色体中のイネ品種日本晴の染色体中の当該領域と相同性の高い領域であり、イネ品種日本晴の公知のゲノムDNAと当該イネ個体のゲノムDNAの塩基配列を、最もホモロジーが高くなるようにアラインメントすることにより決定することができる。また、イネ品種日本晴以外のイネ個体中の「イネ品種日本晴のSNPに相当するSNP」は、当該SNPを含む領域において、イネ品種日本晴の公知のゲノムDNAと当該イネ個体のゲノムDNAの塩基配列を、最もホモロジーが高くなるようにアラインメントした場合に、当該SNPに対応する位置にある塩基を意味する。
【0022】
本発明のイネF1種子の生産方法は、特定の形質が改善されたイネ品種コシヒカリの雄性不稔系統を母本とし、イネ稔性回復系統を花粉親として交配し、交配後の母本から雑種第1代種子(F1種子)を採取することを特徴とする。
【0023】
まず、本発明において用いられるイネ雄性不稔系統について説明する。本発明において用いられるイネ雄性不稔系統は、イネ品種コシヒカリの染色体の一部が外来品種由来の染色体断片に置換されることによって特定の形質が改善されている準同質遺伝子系統の雄性不稔系統である。
【0024】
準同質遺伝子系統の雄性不稔系統は、常法により作出することができる。例えば、雄性不稔細胞質であること以外はイネ品種コシヒカリと同じ形質を備えるコシヒカリ細胞質雄性不稔系統と所望の領域が外来品種由来の染色体断片で置換されたイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統を交配し、得られたF1雑種に対して、当該イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統を花粉親として用いた連続戻し交配を行うことにより、雄性不稔細胞質であること以外は当該イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統と同じ形質を備えるイネ細胞質雄性不稔系統を得ることができる。なお、コシヒカリ細胞質雄性不稔系統は、例えば、イネ品種コシヒカリとイネ細胞質雄性不稔系統とを交配し、得られたF1雑種に対して、イネ品種コシヒカリを花粉親として戻し交配を繰り返すことにより、作出することができる。イネ細胞質雄性不稔系統としては、雄性不稔細胞質性を示すイネ科の品種であれば特に限定されるものではなく、例えば、BT型の雄性不稔細胞質であるイネ品種CHINSURAH BORO 2、WA型の雄性不稔細胞質であるイネ品種Male sterile wild rice、GA型の雄性不稔細胞質であるイネ品種Gambiaca、Di型の雄性不稔細胞質であるイネ品種Dissi等を挙げることができる。
【0025】
その他、準同質遺伝子系統の雄性不稔系統としては、特定の環境条件下で不稔を誘発する突然変異遺伝子による環境条件依存型雄性不稔系統であってもよい。環境条件依存型雄性不稔系統としては、長日条件で雄性不稔を引き起こすPMS1遺伝子やPMS2遺伝子を利用した日長感応性雄性不稔(PGMS)系統や、高温条件で雄性不稔を引き起こすTMS1遺伝子やTMS2遺伝子を利用した温度感応性雄性不稔(TGMS)系統等がある。これらの変異遺伝子を有する環境条件依存型雄性不稔系統に、イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統を交配し、得られたF1雑種に対して、当該イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統を花粉親として用いた連続戻し交配を行うことにより、当該変異遺伝子による環境条件依存型雄性不稔性を示す以外は、当該イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統と同じ形質を備えるイネ雄性不稔系統を得ることができる。
【0026】
イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統において挿入されている外来品種由来の染色体断片は、当該染色体断片が挿入されることによって特定の形質をイネ品種コシヒカリよりも改善されるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、挿入される外来品種由来の染色体断片は、所望の形質改善に直接寄与する遺伝子(原因遺伝子)をコードする領域を含んでいればよく、当該原因遺伝子のみを含む領域であってもよく、当該原因遺伝子とその他の遺伝子を含む領域(例えば、14.6Mbp〜29.2Mbpの長さからなる領域)であってもよい。
【0027】
本発明及び本願明細書において、「イネ品種“X”由来の“Y”遺伝子」には、イネ品種“X”自体に由来する“Y”遺伝子(すなわち、イネ品種“X”の染色体中に存在している“Y”遺伝子)に加えて、イネ品種“X”と実質的に同等な“Y”遺伝子を有するイネ品種由来の“Y”遺伝子も含まれる。イネ品種“X”由来の“Y”遺伝子に代えて、イネ品種“X”由来の“Y”遺伝子と実質的に同等であるイネ品種“X”以外のイネ品種由来の“Y”遺伝子を染色体に組み込んだ場合であっても、本発明にと同じ効果が奏されるためである。ここで、イネ品種“X”由来の“Y”遺伝子と実質的に同等な“Y”遺伝子とは、イネ品種“X”以外のイネ品種由来の“Y”遺伝子であって、イネ品種“X”由来の“Y”遺伝子と同程度の機能を有する遺伝子である。具体的には、イネ品種“X”の後代品種であって、イネ品種“X”から“Y”遺伝子が存在する領域のアレルを受け継いだイネ品種や、イネ品種“X”の先祖に当たるイネ品種であって、イネ品種“X”へ“Y”遺伝子が存在する領域のアレルを共通して有するイネ品種、これらのイネ品種“X”と実質的に同等な“Y”遺伝子を有するイネ品種が有する“Y”遺伝子が存在する領域の染色体断片が組み込まれたイネ品種等が挙げられる。
【0028】
すなわち、本発明及び本願明細書においては、特に記載が無い限り、「イネ品種Modan由来のPb1遺伝子」には、イネ品種Modan自体に由来するPb1遺伝子のみならず、該遺伝子と実質的に同等なPb1遺伝子、例えば、イネ品種コシヒカリSBL、イネ品種あいちのかおり、イネ品種SBL、イネ品種葵の風、イネ品種あさひの夢、イネ品種祭り晴、イネ品種月の光、イネ品種朝の光、イネ品種あかね空、イネ品種ゴロピカリ、イネ品種こいごころ、又はイネ品種大地の風等のイネ品種由来のPb1遺伝子が含まれる。
【0029】
同様に、本発明及び本願明細書においては、特に記載が無い限り、「イネ品種ハバタキ由来のsd1遺伝子」には、イネ品種ハバタキ自体に由来するsd1遺伝子のみならず、該遺伝子と実質的に同等なsd1遺伝子、例えば、イネ品種低脚烏尖、イネ品種IR8、イネ品種キヌヒカリ、イネ品種ゆめひたち、イネ品種コシヒカリえいち4号、イネ品種コシヒカリかずさ2号、イネ品種コシヒカリかずさ3号、又はイネ品種コシヒカリかずさ4号等のイネ品種由来のsd1遺伝子が含まれる。
【0030】
同様に、本発明及び本願明細書においては、特に記載が無い限り、「イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子」には、イネ品種ハバタキ自体に由来するGn1遺伝子のみならず、該遺伝子と実質的に同等なGn1遺伝子、例えば、イネ品種コシヒカリえいち2号、イネ品種コシヒカリかずさ2号、イネ品種コシヒカリかずさ3号、又はイネ品種コシヒカリかずさ4号等のイネ品種由来のGn1遺伝子が含まれる。
【0031】
同様に、本発明及び本願明細書においては、特に記載が無い限り、「イネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子」には、イネ品種ハバタキ自体に由来するhd1遺伝子のみならず、該遺伝子と実質的に同等なhd1遺伝子、例えば、イネ品種コシヒカリえいち3号、イネ品種コシヒカリかずさ1号、イネ品種コシヒカリかずさ2号、又はイネ品種コシヒカリかずさ4号等のイネ品種由来のhd1遺伝子が含まれる。
【0032】
本発明においては、イネ品種Modan由来のPb1遺伝子、及びOryza nivara由来のCr1遺伝子からなる群より選択される1以上の遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を母本として用いる。イネ品種Modan由来のPb1遺伝子とOryza nivara由来のCr1遺伝子の少なくとも一方を含むイネ雄性不稔系統であればよく、両遺伝子を含むイネ雄性不稔系統であってもよい。
【0033】
Pb1遺伝子は、イネの11番染色体に存在しており、イネ品種コシヒカリにイネ品種Modan由来のPb1遺伝子を挿入することにより、イネ品種コシヒカリのいもち病抵抗性を高めることができる。一方、Cr1遺伝子は、イネの3番染色に存在しており、イネ品種コシヒカリにOryza nivara由来のCr1遺伝子を挿入することにより、イネ品種コシヒカリの柱頭露出率を高めることができる。
【0034】
イネ品種Modan由来のPb1遺伝子を含むイネ雄性不稔系統(Modan由来Pb1含有イネ雄性不稔系統)は、イネ品種コシヒカリの染色体中のPb1遺伝子がコードされている領域が、イネ品種Modan由来のPb1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されているイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統(Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統)と、コシヒカリ雄性不稔系統とから前述の方法により作出することができる。Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統に含まれるModan由来染色体断片は、Pb1遺伝子がコードされている領域を含んでいれば特に限定されるものではなく、Pb1遺伝子がコードされている領域のみを含んでいてもよく、Pb1遺伝子の近傍に存在している遺伝子もPb1遺伝子と共にイネ品種コシヒカリに挿入されてもよい。
図1に、イネの第11染色体中のPb1遺伝子がコードされる21.38Mbp付近のDNAマーカー(SNP)を示す。当該Modan由来染色体断片の長さは、DNAマーカーを用いて決定することできる。例えば、
図1に示すように、Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統において、挿入されたModan由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第11染色体の21,380,170番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ModanではA)(以下、SP−5290)とイネ品種日本晴の第11染色体の21,693,793番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種ModanではG)(以下、SP−5384)の間にあり、当該Modan由来染色体断片の下流端が、SP−5384とイネ品種日本晴の第11染色体の21,752,991番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ModanではC)(以下、SP−5569)との間にあってもよい(
図1の上段)。また、当該Modan由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第11染色体の21,275,901番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ModanではC)(以下、SP−4234)とSP−5290との間にあり、当該Modan由来染色体断片の下流端が、SP−5569とイネ品種日本晴の第11染色体の21,799,541番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではC、イネ品種ModanではT)(以下、SP−4236)の間にあってもよい(
図1の中段)。また、イネ品種Modan由来のPb1遺伝子をコードする領域を含む、よりさらに長い領域が、Modan由来染色体断片により置換されていてもよい。例えば、イネ品種日本晴の第11染色体の827,222番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ModanではA)(以下、SP−2650)からSP−4236までの約21.0Mbpの領域を含む領域が、Modan由来染色体断片により置換されていてもよい(
図1の下段)。各DNAマーカー及び識別に使用可能なプライマーの塩基配列を表1に示す。
【0036】
Oryza nivara由来のCr1遺伝子を含むイネ雄性不稔系統(O.nivara由来Cr1含有イネ雄性不稔系統)は、イネ品種コシヒカリの染色体中のCr1遺伝子がコードされている領域が、Oryza nivara由来のCr1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されているイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統(O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統)と、コシヒカリ雄性不稔系統とから前述の方法により作出することができる。O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統に含まれるO.nivara由来染色体断片は、Cr1遺伝子がコードされている領域を含んでいれば特に限定されるものではなく、Cr1遺伝子がコードされている領域のみを含んでいてもよく、Cr1遺伝子の近傍に存在している遺伝子もCr1遺伝子と共にイネ品種コシヒカリに挿入されてもよい。
図2に、イネの第3染色体中のCr1遺伝子がコードされる21Mbp付近のDNAマーカー(SNP)を示す。当該O.nivara由来染色体断片の長さは、DNAマーカーを用いて決定することできる。例えば、
図2に示すように、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統において、挿入されたO.nivara由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第3染色体の18,125,517番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種O.nivaraではG)(以下、SP−4141)とイネ品種日本晴の第3染色体の20,313,008番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種O.nivaraではC)(以下、SP−3823)の間にあり、当該O.nivara由来染色体断片の下流端が、イネ品種日本晴の第3染色体の20,660,247番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種O.nivaraではG)(以下、SP−3826)とイネ品種日本晴の第3染色体の22,287,129番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種O.nivaraではG)(以下、SP−306)の間にあってもよい(
図2の上段)。また、当該O.nivara由来染色体断片の上流端が、日本晴の第3染色体の17,559,085番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種O.nivaraではG)(以下、SP−3819)とSP−4141の間にあり、当該O.nivara由来染色体断片の下流端が、SP−3826とSP−306の間にあってもよい(
図2の中段)。また、イネ品種O.nivara由来のCr1遺伝子をコードする領域を含む、よりさらに長い領域が、O.nivara由来染色体断片により置換されていてもよい。例えば、イネ品種日本晴の第3染色体の518,472番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種O.nivaraではG)(以下、SP−2966)からSP−306までの約21.8Mbpの領域を含む領域が、O.nivara由来染色体断片により置換されていてもよい(
図2の下段)。各DNAマーカー及び識別に使用可能なプライマーの塩基配列を表2に示す。
【0038】
イネ品種Modan由来のPb1遺伝子及びOryza nivara由来のCr1遺伝子を両方含むイネ雄性不稔系統(Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有イネ雄性不稔系統)は、イネ品種コシヒカリの染色体中のPb1遺伝子がコードされている領域が、イネ品種Modan由来のPb1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されており、かつイネ品種コシヒカリの染色体中のCr1遺伝子がコードされている領域が、Oryza nivara由来のCr1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されているイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統(Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統)と、コシヒカリ雄性不稔系統とから前述の方法により作出することができる。Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統は、例えば、Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統とO.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統とを交配し、得られたF1雑種を自家交配させて得られた雑種第2代(F2雑種)の中から、DNAマーカーを指標として、両方の相同染色体において、Pb1遺伝子がコードされている領域がイネ品種Modan由来の領域であり、Cr1遺伝子がコードされている領域がO.nivara由来の領域である個体を選抜することにより、作出することができる。
【0039】
本発明のイネF1種子の生産方法において花粉親として用いられるイネ稔性回復系統は、母本として用いるイネ雄性不稔系統の稔性を回復し得るイネ系統であれば特に限定されるものではない。例えば、母本がBT型の雄性不稔細胞質である場合には、イネ品種JFR−004、イネ品種ST−1、イネ品種ST−2、イネ品種ST−4、イネ品種タカナリ、イネ品種桂朝2号、イネ品種水原258号、及びイネ品種ハバタキ等がイネ稔性回復系統として挙げられる。なお、あるイネ品種があるコシヒカリ雄性不稔系統に対するイネ稔性回復系統か否かは、当該イネ品種と、前記コシヒカリ雄性不稔系統とを交配させ、得られたF1雑種の雄性稔性に基づいて調べることができる。当該F1雑種において雄性不稔性が回復されている場合には、当該イネ品種は、当該コシヒカリ雄性不稔系統に対するイネ稔性回復系統であると分かる。また、母本が環境条件依存型雄性不稔である場合には、母本が備える雄性不稔性の原因となる変異遺伝子を有していないイネ系統であれば、イネ稔性回復系統として用いることができる。当該変異遺伝子はF1(ヘテロの状態)の場合には変異形質が現れないためである。
【0040】
本発明において用いられるModan由来Pb1含有イネ雄性不稔系統、O.nivara由来Cr1含有イネ雄性不稔系統、Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有イネ雄性不稔系統、イネ稔性回復系統等は、前記の方法にて新たに作出されたものであってもよく、既存の系統を用いてもよい。
【0041】
Modan由来Pb1含有イネ雄性不稔系統、O.nivara由来Cr1含有イネ雄性不稔系統、又はModan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有イネ雄性不稔系統を母本とし、イネ稔性回復系統を花粉親として交配することにより、F1種子を得る。当該交配は、自然交配であってもよく、人工的に交配させてもよい。
【0042】
Modan由来のPb1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統は、当該遺伝子を含有する準同質遺伝子系統と同様、いもち病抵抗性に優れている。そして、当該イネ雄性不稔系統を母本とすることにより得られたF1雑種は、Modan由来のPb1遺伝子を含有しているため、コシヒカリ雄性不稔系統を母本として得られたF1雑種よりも、いもち病に対する抵抗性が向上している。このため、F1雑種育種法において、本発明のイネF1種子の生産方法を用いることにより、イネF1雑種の種子をより高い選抜効率で生産することができ、F1雑種育成のための組み合わせ検定の効率を向上させることができる。
【0043】
O.nivara由来のCr1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統は、当該遺伝子を含有する準同質遺伝子系統と同様、柱頭露出率が高い。そして、当該イネ雄性不稔系統を母本とすることにより得られたF1雑種は、O.nivara由来のCr1遺伝子を含有しているため、コシヒカリ雄性不稔系統を母本として得られたF1雑種よりも、柱頭露出率が改善されている。このため、F1雑種育種法において、本発明のイネF1種子の生産方法を用いることにより、イネ雄性不稔系統が花粉を受け取る機会を多くし、イネF1雑種の種子をより高い採種効率で得ることができる。
【0044】
本発明において用いられるイネ雄性不稔系統は、イネ品種Modan由来のPb1遺伝子やOryza nivara由来のCr1遺伝子のみならず、その他の外来品種由来の染色体断片が導入されていてもよい。例えば、特許文献3や4に記載されているような、イネ品種ハバタキ由来のsd1遺伝子、イネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子、イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子が導入されていてもよい。これらの遺伝子がさらに導入されたイネ雄性不稔系統は、これらの遺伝子のうち少なくとも1以上がイネ品種コシヒカリの染色体中に導入された準同質遺伝子系統を、Modan由来Pb1含有イネ準同質遺伝子系統、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統、若しくはModan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統と交配し、得られたF1雑種を自家交配することによって得られたF2雑種の中から、DNAマーカーを用いて、イネ品種コシヒカリの染色体中に導入された外来遺伝子由来の遺伝子が、両方の相同染色体に導入されている個体を選抜することによって得られる。
【0045】
イネ品種コシヒカリの染色体中のsd1遺伝子がコードされている領域が、イネ品種ハバタキ由来のsd1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されているイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統(ハバタキ由来sd1含有準同質遺伝子系統)、イネ品種コシヒカリの染色体中のGn1遺伝子がコードされている領域が、イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されているイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統(ハバタキ由来Gn1含有準同質遺伝子系統)、及びイネ品種コシヒカリの染色体中のhd1遺伝子がコードされている領域が、イネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子をコードする領域を含む染色体断片に置換されているイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統(ハバタキ由来hd1含有準同質遺伝子系統)は、例えば、適当なDNAマーカーを用いて、特許文献3及び4に記載の方法等によって作出することができる。また、これらの遺伝子のうち、2以上の遺伝子がハバタキ由来の遺伝子に置換されている準同質遺伝子系統は、異なる種類の遺伝子がハバタキ由来の遺伝子に置換されている準同質遺伝子系統同士を交配し、得られたF1雑種を自家交配することによって得られたF2雑種の中から、DNAマーカーを用いて、イネ品種コシヒカリの染色体中に導入された外来遺伝子由来の遺伝子が、両方の相同染色体にそれぞれ導入されているホモ個体を選抜することによって得られる。
【0046】
ハバタキ由来sd1含有準同質遺伝子系統に含まれるハバタキ由来染色体断片は、sd1遺伝子がコードされている領域を含んでいれば特に限定されるものではなく、sd1遺伝子がコードされている領域のみを含んでいてもよく、sd1遺伝子の近傍に存在している遺伝子もsd1遺伝子と共にイネ品種コシヒカリに挿入されてもよい。
図3に、イネの第1染色体中のsd1遺伝子がコードされている38.11Mbp付近のDNAマーカー(SNP)を示す。当該ハバタキ由来染色体断片の長さは、DNAマーカーを用いて決定することできる。例えば、
図3に示すように、ハバタキ由来sd1含有準同質遺伝子系統において、挿入されたハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第1染色体の38,109,578番目の塩基配列に依存する多型(PCRにより、イネ品種コシヒカリではPCR産物が得られ、イネ品種ハバタキではPCR産物が得られない)(以下、G2003)とイネ品種日本晴の第1染色体の38,109,641番目の塩基配列に依存する多型(PCRにより、イネ品種コシヒカリではPCR産物が得られ、イネ品種ハバタキではPCR産物が得られない)(以下、G2002)との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、G2003とイネ品種日本晴の第1染色体の38,199,771番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではT)(以下、SP−462)との間にあってもよい(
図3の1段目)。また、当該ハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第1染色体の38,108,008番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−4009)とG2003との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−462とイネ品種日本晴の第1染色体の38,949,866番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−1259)との間にあってもよい(
図3の2段目)。当該ハバタキ由来染色体断片の上流端が、SP−4009とG2003との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−1259とイネ品種日本晴の第1染色体の41,374,509番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種ハバタキではG)(以下、SP−477)との間にあってもよい(
図3の3段目)。さらに、イネ品種ハバタキ由来のsd1遺伝子をコードする領域を含む、よりさらに長い領域が、ハバタキ由来染色体断片により置換されていてもよい。例えば、イネ品種日本晴の第1染色体の12,254,787番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−2058)からSP−477までの約29.1Mbpの領域を含む領域が、ハバタキ由来染色体断片により置換されていてもよい(
図3の4段目)。各DNAマーカー及び識別に使用可能なプライマーの塩基配列を表3に示す。
【0048】
ハバタキ由来sd1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を母本とすることにより得られたF1雑種は、ハバタキ由来のsd1遺伝子を含有しているため、コシヒカリ雄性不稔系統を母本として得られたF1雑種よりも、稈長が有意に低く、耐倒伏性が改善されている。このため、本発明のイネF1種子の生産方法において、ハバタキ由来のsd1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を用いることにより、耐倒伏性が改善されたF1雑種の種子を効率よく生産することができ、F1雑種育成のための組み合わせ検定の効率を向上させることができる。
【0049】
ハバタキ由来Gn1含有準同質遺伝子系統に含まれるハバタキ由来染色体断片は、Gn1遺伝子がコードされている領域を含んでいれば特に限定されるものではなく、Gn1遺伝子がコードされている領域のみを含んでいてもよく、Gn1遺伝子の近傍に存在している遺伝子もGn1遺伝子と共にイネ品種コシヒカリに挿入されてもよい。
図4に、イネの第1染色体中のGn1遺伝子がコードされている5.267Mbp付近のDNAマーカー(SNP)を示す。当該ハバタキ由来染色体断片の長さは、DNAマーカーを用いて決定することできる。例えば、
図4に示すように、ハバタキ由来Gn1含有準同質遺伝子系統において、挿入されたハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第1染色体の5,230,989番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ハバタキではA)(以下、SP−170)とイネ品種日本晴の第1染色体の5,267,730番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−4028)との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−4028とイネ品種日本晴の第1染色体の5,267,970番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−4038)との間にあってもよい(
図4の1段目)。また、当該ハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第1染色体の5,029,673番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ハバタキではG)(以下、SP−2032)とSP−170との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−4038とイネ品種日本晴の第1染色体の5,274,879番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種ハバタキではT)(以下、SP−4030)との間にあってもよい(
図4の2段目)。当該ハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第1染色体の2,275,275番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−158)とSP−2032との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−4038とSP−4030との間にあってもよい(
図4の3段目)。さらに、イネ品種ハバタキ由来のGn1遺伝子をコードする領域を含む、よりさらに長い領域が、ハバタキ由来染色体断片により置換されていてもよい。例えば、SP−158からイネ品種日本晴の第1染色体の31,371,175番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではA)(以下、SP−262)までの約29.1Mbpの領域を含む領域が、ハバタキ由来染色体断片により置換されていてもよい(
図4の4段目)。各DNAマーカー及び識別に使用可能なプライマーの塩基配列を表4に示す。
【0051】
ハバタキ由来Gn1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を母本とすることにより得られたF1雑種は、ハバタキ由来のGn1遺伝子を含有しているため、コシヒカリ雄性不稔系統を母本として得られたF1雑種よりも着粒密度が向上している。このため、本発明のイネF1種子の生産方法において、ハバタキ由来のGn1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を用いることにより、着粒密度が改善されたF1雑種の種子を効率よく生産することができ、F1雑種育成のための組み合わせ検定の効率を向上させることができる。
【0052】
ハバタキ由来hd1含有準同質遺伝子系統に含まれるハバタキ由来染色体断片はhd1遺伝子がコードされている領域を含んでいれば特に限定されるものではなく、hd1遺伝子がコードされている領域のみを含んでいてもよく、hd1遺伝子の近傍に存在している遺伝子もhd1遺伝子と共にイネ品種コシヒカリに挿入されてもよい。
図5に、イネの第1染色体中のhd1遺伝子がコードされている9.38Mbp付近のDNAマーカー(SNP)を示す。当該ハバタキ由来染色体断片の長さは、DNAマーカーを用いて決定することできる。例えば、
図5に示すように、ハバタキ由来hd1含有準同質遺伝子系統において、挿入されたハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第6染色体の9,163,248番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではC、イネ品種ハバタキではA)(以下、SP−586)とイネ品種日本晴の第6染色体の9,379,348番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではC、イネ品種ハバタキではG)(以下、SP−2254)との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−2254とイネ品種日本晴の第6染色体の10,671,175番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−1603)との間にあってもよい(
図5の上段)。また、当該ハバタキ由来染色体断片の上流端が、イネ品種日本晴の第6染色体の8,818,970番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではC、イネ品種ハバタキではT)(以下、SP−2513)とSP−586との間にあり、当該ハバタキ由来染色体断片の下流端が、SP−1603とイネ品種日本晴の第6染色体の11,949,796番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではT、イネ品種ハバタキではC)(以下、SP−604)との間にあってもよい(
図5の中段)。さらに、イネ品種ハバタキ由来のhd1遺伝子をコードする領域を含む、よりさらに長い領域が、ハバタキ由来染色体断片により置換されていてもよい。例えば、イネ品種日本晴の第6染色体の135,124番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではA、イネ品種ハバタキではG)(以下、SP−2229)からイネ品種日本晴の第6染色体の29,016,207番目のSNPに相当するSNP(イネ品種コシヒカリではG、イネ品種ハバタキではT)(以下、SP−1635)までの約28.9Mbpの領域を含む領域が、ハバタキ由来染色体断片により置換されていてもよい(
図5の下段)。各DNAマーカー及び識別に使用可能なプライマーの塩基配列を表5に示す。
【0054】
ハバタキ由来hd1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を母本とすることにより得られたF1雑種は、ハバタキ由来のhd1遺伝子を含有しているため、コシヒカリ雄性不稔系統を母本として得られたF1雑種よりも早生となる。このため、本発明のイネF1種子の生産方法において、ハバタキ由来のhd1遺伝子を含有するイネ雄性不稔系統を用いることにより、出穂期が早められたF1雑種の種子を効率よく生産することができ、F1雑種育成のための組み合わせ検定の効率を向上させることができる。
【0055】
本発明において用いられるイネ雄性不稔系統としては、さらに、半糯性を示すものであってもよい。当該イネ雄性不稔系統は、具体的には、以下のようにして作出できる。まず、半糯性を示すイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統を、Modan由来Pb1含有イネ準同質遺伝子系統、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統、若しくはModan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統と交配し、得られたF1雑種を自家交配することによって得られたF2雑種の中から、DNAマーカーを用いて、イネ品種コシヒカリの染色体中に導入された外来遺伝子由来の染色体断片が、両方の相同染色体に導入されている個体を選抜した後、該F2雑種を再度自家交配し、得られたF3雑種の中から全ての種子において半糯性を示すイネ個体を選抜する。こうして得られたイネ個体は、半糯性を示し、かつ、Modan由来Pb1遺伝子とO.nivara由来Cr1遺伝子の少なくとも一方をホモ型として有する、コシヒカリの準同質遺伝子系統である。当該コシヒカリの準同質遺伝子系を、コシヒカリ雄性不稔系統と交配し、得られたF1雑種に対して、当該イネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統を花粉親として用いた連続戻し交配を行うことにより、本発明において用いられる、半糯性を示すイネ雄性不稔系統を得ることができる。
【0056】
半糯性を示すイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統は、例えば、イネ品種コシヒカリの突然変異群から、半糯性を示す表現形質や、DNAマーカーを利用した半糯性に寄与する遺伝子(半糯性遺伝子)のタイプによって選抜することにより得ることができる。半糯性遺伝子としては、例えば、イネ品種の第6染色体に存在するwaxy−mq遺伝子等が挙げられる。その他、半糯性を示すイネ品種コシヒカリの準同質遺伝子系統としては、waxy−mq遺伝子の突然変異株であるイネ品種ミルキークイーン等の公知のイネ品種コシヒカリの突然変異種であってもよく、イネ品種コシヒカリ以外の半糯性を示すイネ品種(例えば、他品種由来の突然変異体)に対して、イネ品種コシヒカリを連続戻し交配することにより準同質遺伝子系統化したものであってもよい。
【実施例】
【0057】
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0058】
[実施例1]
<Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統(Pb1−NIL)JMT−019>
特許文献3に記載の方法に準拠し、Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統JMT−019(以下、単に「JMT−019」ということがある。)を作出した。より詳細には、まず、表1に記載のDNAマーカーのうち、SP−4234、SP−5290、SP−5384、SP−5569、及びSP−4236を用いて、目的のゲノムを有す個体を選抜した。
具体的には、イネ品種Modanに対してイネ品種コシヒカリを5回戻し交配させた後、得られたF5雑種の種子をさらに栽培し、圃場に移植できる程度に成育させた後、各栽培個体の葉からDNAを回収し、SP−4234及びSP−4236がコシヒカリ由来アレルのホモ染色体領域であり、SP−5290、SP−5384、及びSP−5569がModan由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体1個を選抜した。この選抜された栽培個体が、Pb1遺伝子を含有する領域を、Modan由来染色体断片に置換した新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−019」と命名した。
図6に、Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統(Pb1−NIL)JMT−019のゲノムを模式的に表した。また、Modan由来Pb1含有準同質遺伝子系統(Pb1−NIL)JMT−019中のModan由来染色体断片に置換されている領域と表1に記載のDNAマーカーとの位置関係は、
図1の中段の通りである。
JMT−019とコシヒカリの形質を、比較検討した。形質の検討は、種苗法(平成10年法律第83号)第5条第1項に基づく品種登録出願のための特性審査に準拠して行った。この結果、JMT−019は、いもち病に対する抵抗力が高い以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0059】
<O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Cr1−NIL)JMT−020>
特許文献3に記載の方法に準拠し、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統JMT−020(以下、単に「JMT−020」ということがある。)を作出した。より詳細には、表2に記載のDNAマーカーのうち、SP−4141、SP−3823、SP−3826、及びSP−306を用いて、目的のゲノムを有す個体を選抜した。
具体的には、イネ品種O.nivaraに対してイネ品種コシヒカリを5回戻し交配させた後、得られたF5雑種の種子をさらに栽培し、圃場に移植できる程度に成育させた後、各栽培個体の葉からDNAを回収し、SP−4141及びSP−306がコシヒカリ由来アレルのホモ染色体領域であり、SP−3823及びSP−3826がO.nivara由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体1個を選抜した。この選抜された栽培個体が、Cr1遺伝子を含有する領域を、O.nivara由来染色体断片に置換した新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−020」と命名した。
図7に、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Cr1−NIL)JMT−020のゲノムを模式的に表した。また、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Cr1−NIL)JMT−020中のO.nivara由来染色体断片に置換されている領域と表2に記載のDNAマーカーとの位置関係は、
図2の上段の通りである。
JMT−019と同様にして、JMT−020とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−020は、柱頭露出率が45〜128%高くなっていた以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0060】
<O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Cr1−NIL)JMT−020_長領域>
特許文献3に記載の方法に準拠し、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統JMT−020_長領域(以下、単に「JMT−020_長領域」ということがある。)を作出した。より詳細には、表2に記載のDNAマーカーのうち、SP−3819、SP−4141、SP−3823、SP−3826、及びSP−306を用いて、目的のゲノムを有す個体を選抜した。
具体的には、イネ品種O.nivaraに対してイネ品種コシヒカリを5回戻し交配させた後、得られたF5雑種の種子をさらに栽培し、圃場に移植できる程度に成育させた後、各栽培個体の葉からDNAを回収し、SP−3819及びSP−306がコシヒカリ由来アレルのホモ染色体領域であり、SP−4141、SP−3823、及びSP−3826がO.nivara由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体1個を選抜した。この選抜された栽培個体が、Cr1遺伝子を含有する領域を、O.nivara由来染色体断片に置換した新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−020_長領域」と命名した。
図8に、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Cr1−NIL)JMT−020_長領域のゲノムを模式的に表した。また、O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Cr1−NIL)JMT−020_長領域中のO.nivara由来染色体断片に置換されている領域と表2に記載のDNAマーカーとの位置関係は、
図2の中段の通りである。
JMT−019と同様にして、JMT−020_長領域とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−020_長領域は、柱頭露出率が45〜128%高くなっていた以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。つまり、JMT−020_長領域とJMT−020は、特に形質に差は観察されなかった。これらの結果から、イネ品種コシヒカリに導入されるO.nivara由来染色体断片にCr1遺伝子をコードする領域が含まれていれば柱頭露出率改善効果が得られるものであり、当該O.nivara由来染色体断片の長短はさほど影響しないことが推察された。
【0061】
<Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1含有準同質遺伝子系統(Pb1/Cr1−NIL)>
JMT−019とJMT−020_長領域を交配し、得られた後代個体(種子)のうち2個を栽培し、自殖(自家交配)させ、さらに後代個体である種子を100個得た。この100個の種子を全て栽培し、各後代個体のDNAマーカーを調べ、SP−5384〔M3(Pb1)〕がModan由来アレルのホモ染色体領域であり、かつSP−3823〔M3(Cr1)〕がO.nivara由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体を1個体選抜した。この選抜された栽培個体が、Pb1遺伝子を含有する領域がModan由来染色体断片(ホモ)に置換され、かつCr1遺伝子を含有する領域をO.nivara由来染色体断片(ホモ)に置換された新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−025」と命名した。
JMT−019と同様にして、JMT−025とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−025は、いもち病抵抗性と柱頭露出率が高くなっていた以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0062】
<Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1/ハバタキ由来sd1/ハバタキ由来Gn1含有準同質遺伝子系統(Pb1/Cr1/sd1/Gn1−NIL)>
JMT−025と、特許文献4に記載されているイネ品種コシヒカリえいち4号(コシヒカリのsd1遺伝子を含む領域をハバタキ由来の染色体断片に置換した準同質遺伝子系統)を交配し、得られた後代個体(種子)のうち2個を栽培し、自殖(自家交配)させ、さらに後代個体である種子を100個得た。この100個の種子を全て栽培し、各後代個体のDNAマーカーを調べ、Modan由来Pb1遺伝子を含む領域、O.nivara由来Cr1遺伝子を含む領域、及びハバタキ由来sd1遺伝子を含む領域がいずれも各外来品種由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体を1個体選抜した。この選抜された栽培個体と、特許文献4に記載されているイネ品種コシヒカリえいち2号(コシヒカリのGn1遺伝子を含む領域をハバタキ由来の染色体断片に置換した準同質遺伝子系統)を交配し、得られた後代個体(種子)のうち2個を栽培し、自殖(自家交配)させ、さらに後代個体である種子を100個得た。この100個の種子を全て栽培し、各後代個体のDNAマーカーを調べ、Modan由来Pb1遺伝子を含む領域、O.nivara由来Cr1遺伝子を含む領域、ハバタキ由来sd1遺伝子を含む領域、及びハバタキ由来Gn1遺伝子を含む領域が、いずれも各外来品種由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体を1個体選抜した。この選抜された栽培個体が、Pb1遺伝子を含有する領域がModan由来染色体断片(ホモ)に置換され、Cr1遺伝子を含有する領域をO.nivara由来染色体断片(ホモ)に置換され、sd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片(ホモ)に置換され、Gn1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片(ホモ)に置換された新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−021」と命名した。
図9に、Pb1/Cr1/sd1/Gn1−NIL)JMT−021のゲノムを模式的に表した。
JMT−019と同様にして、JMT−021とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−021は、いもち病抵抗性と柱頭露出率が高くなっており、稈長が低く耐倒伏性が高くなっており、かつ着粒密度が高くなっていた以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0063】
<Modan由来Pb1/O.nivara由来Cr1/ハバタキ由来sd1/ハバタキ由来Gn1/ハバタキ由来hd1含有準同質遺伝子系統(Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1−NIL)>
JMT−021と、特許文献4に記載されているイネ品種コシヒカリえいち3号(コシヒカリのhd1遺伝子を含む領域をハバタキ由来の染色体断片に置換した準同質遺伝子系統)を交配し、得られた後代個体(種子)のうち2個を栽培し、自殖(自家交配)させ、さらに後代個体である種子を100個得た。この100個の種子を全て栽培し、各後代個体のDNAマーカーを調べ、Modan由来Pb1遺伝子を含む領域、O.nivara由来Cr1遺伝子を含む領域、ハバタキ由来sd1遺伝子、ハバタキ由来Gn1遺伝子、及びハバタキ由来hd1遺伝子を含む領域がいずれも各外来品種由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体を1個体選抜した。この選抜された栽培個体が、Pb1遺伝子を含有する領域がModan由来染色体断片に置換され、Cr1遺伝子を含有する領域をO.nivara由来染色体断片に置換され、sd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換され、Gn1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換され、hd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換された新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−022」と命名した。
図10に、Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1−NILのゲノムを模式的に表した。
JMT−019と同様にして、JMT−022とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−022は、いもち病抵抗性と柱頭露出率が高くなっており、稈長が低く耐倒伏性が高くなっており、着粒密度が高くなっており、かつ早生化していた以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0064】
<半糯性を有するPb1/Cr1/sd1/Gn1−NIL>
コシヒカリの半糯性突然変異であるイネ品種ミルキークイーンに対して、JMT−021を5回戻し交配させた後、得られたF5雑種の種子をさらに栽培し、玄米形質が半糯型を示す栽培個体を選抜した。これらの選抜された各栽培個体の葉からDNAを回収し、DNAマーカーを調べ、Modan由来Pb1遺伝子を含む領域、O.nivara由来Cr1遺伝子を含む領域、ハバタキ由来sd1遺伝子を含む領域、及びハバタキ由来Gn1遺伝子を含む領域が、いずれも各外来品種由来アレルのホモ染色体領域であることを確認した。この選抜された栽培個体が、Pb1遺伝子を含有する領域がModan由来染色体断片に置換され、Cr1遺伝子を含有する領域をO.nivara由来染色体断片に置換され、sd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換され、Gn1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換されており、かつ半糯性を示す新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−023」と命名した。
図11に、半糯性を有するPb1/Cr1/sd1/Gn1−NILであるJMT−023のゲノムを模式的に表した。
JMT−019と同様にして、JMT−023とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−023は、いもち病抵抗性と柱頭露出率が高くなっており、稈長が低く耐倒伏性が高くなっており、着粒密度が高くなっており、かつ半糯性である以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0065】
<半糯性を有するPb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1−NIL>
コシヒカリの半糯性突然変異であるイネ品種ミルキークイーンに対して、JMT−022を5回戻し交配させた後、得られたF5雑種の種子をさらに栽培し、玄米形質が半糯型を示す栽培個体を選抜した。この選抜された各栽培個体の葉からDNAを回収し、DNAマーカーを調べ、Modan由来Pb1遺伝子を含む領域、O.nivara由来Cr1遺伝子を含む領域、ハバタキ由来sd1遺伝子を含む領域、ハバタキ由来Gn1遺伝子を含む領域、及びハバタキ由来hd1遺伝子を含む領域が、いずれも各外来品種由来アレルのホモ染色体領域であることを確認した。この選抜された栽培個体が、Pb1遺伝子を含有する領域がModan由来染色体断片に置換され、Cr1遺伝子を含有する領域をO.nivara由来染色体断片に置換され、sd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換され、Gn1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換され、hd1遺伝子を含有する領域をハバタキ由来染色体断片に置換され、かつ半糯性を示す新品種であり、本発明者はこの新品種を「JMT−024」と命名した。
図12に、半糯性を有するPb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1−NILであるJMT−024のゲノムを模式的に表した。
JMT−019と同様にして、JMT−024とコシヒカリの形質を、比較検討した。この結果、JMT−024は、いもち病抵抗性と柱頭露出率が高くなっており、稈長が低く耐倒伏性が高くなっており、着粒密度が高くなっており、早生化しており、かつ半糯性である以外は、基本的にコシヒカリと同じであった。
【0066】
<イネ品種コシヒカリの細胞質雄性不稔系統(CMS−コシヒカリ)>
イネ品種CHINSURAH BORO 2にイネ品種コシヒカリを6回戻し交配し、圃場における生育特性が、雄性不稔であることを除きコシヒカリと同等の形質を示すCMS−コシヒカリを育成した。
【0067】
<イネ細胞質雄性不稔系統(CMS系統)>
CMS−コシヒカリを母本とし、JMT−019、JMT−020、JMT−020_長領域、JMT−021、JMT−022、JMT−023、又はJMT−024を花粉親として連続戻し交配を行った。得られた後代個体の中から、雄性不稔性を示す栽培個体を選抜した。これらの選抜された各栽培個体の葉からDNAを回収し、DNAマーカーを調べ、花粉親と同じ領域が、外来品種由来アレルのホモ染色体領域である栽培個体をそれぞれ1個体ずつ選抜した。なお、JMT−023又はJMT−024を花粉親として得られた後代個体に対しては、まず、半糯性を有する個体を目視選抜した後、得られた選抜個体のDNAマーカーを調べた。これらの選抜された栽培個体は、雄性不稔である以外は、基本的に花粉親と同じ形質を備える新品種である。本発明者は、JMT−019を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−019」、JMT−020を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−020」、JMT−020_長領域を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−020_長領域」、JMT−021を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−021」、JMT−022を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−022」、JMT−023を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−023」、JMT−024を花粉親として得られたイネ細胞質雄性不稔系統を「JMS−024」、と命名した。
【0068】
なお、出願人は、実施例1において得られた新品種のうち、JMS−021、JMS−022、JMS−023、JMS−024を、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(茨城県つくば市東1−1−1 つくばセンター中央第6)に新規植物として寄託した。 イネ細胞質雄性不稔系統JMS−021の受託番号はFERM BP−11461であり、イネ細胞質雄性不稔系統JMS−022の受託番号はFERM BP−11462であり、イネ細胞質雄性不稔系統JMS−023の受託番号はFERM BP−11463であり、イネ細胞質雄性不稔系統JMS−024の受託番号はFERM BP−11464である。寄託日はいずれも平成24年1月27日である。
【0069】
<F1種子の生産>
上記で得られたイネ細胞質雄性不稔系統(CMS系統)を母本とし、花粉親として独自に育成した回復系統JFR−004を交配してF1雑種の種子を得た。対照として、CMS−コシヒカリを母本とし、JFR−004を花粉親として交配してF1雑種の種子を得た。得られたF1種子を栽培し、2010年度の愛知県における圃場試験において形質の検討を行った。検討は、種苗法(平成10年法律第83号)第5条第1項に基づく品種登録出願のための特性審査に準拠して行った。
【0070】
<いもち病抵抗性試験>
また、JMS−019を母本として得られたF1雑種系統(JMS−019/JFR−004)及びCMS−コシヒカリを母本して得られたF1雑種系統(CMS−コシヒカリ/JFR−004)については、検定圃場にていもち病抵抗性の調査を行った。いもち病抵抗性の検定は、「イネ育種マニュアル」(養賢堂)の第11ページに記載の「6.穂いもち抵抗性-寒冷地・自然条件(常発地)利用法_6.1自然条件下(常発地)での検定」に準拠して行った。具体的には、愛知県豊田市のいもち病常発地にて本系統を栽培し、出穂から11日後及び14日後にいもち病の発病頻度(被害スコア)を調べた。被害スコアは1〜10段階(1が最も低く、10が最も高い)で評価した。結果を
図13に示す。この結果、出穂11日後の被害スコアは、対照品種であるCMS−コシヒカリ/JFR−004では5.5であったのに対して、JMS−019/JFR−004は4.0と非常に低かった。14日後の被害スコアも同様の傾向が観察された。すなわち、JMS−019を母本として得られたF1雑種系統では、CMS−コシヒカリを母本して得られたF1雑種系統よりもいもち病抵抗性が向上されていた。これらの結果から、イネ品種Modan由来のPb1遺伝子が導入されたイネ品種コシヒカリのイネ細胞質雄性不稔系統を母本とすることにより、イネ品種コシヒカリのイネ細胞質雄性不稔系統を母本とした場合よりも、いもち病抵抗性の高いF1雑種を作出し得ることが明らかである。
【0071】
<柱頭露出率の測定>
まず、本発明のイネ細胞質雄性不稔系統の維持系統であるJMT−020、JMT−020_長領域、及びイネ品種コシヒカリを圃場にて栽培し、出穂から7日後に穂をサンプリングして柱頭露出率(閉花後に外に露出している柱頭の割合)を測定した。測定結果を
図14に示す。この結果、対照品種であるイネ品種コシヒカリの柱頭露出率は17%程度であったのに対して、JMT−020及びJMT−020_長領域はともに24%程度であり、約45%も向上していた。また、JMT−020とJMT−020_長領域では、特段の差は観察されなかった。
【0072】
次いで、採種効率を確認するために、まず、母本として用いたJMS−020_長領域及びCMS−コシヒカリを、花粉親として用いたJMT−020_長領域の間に並べて採種圃場内に配置し、自然授粉を行った。本圃場におけるJMS−020_長領域、CMS−コシヒカリ、及びJMT−020_長領域の系統では出穂期に変わりは無いことを確認した後、出穂から7日後に穂をサンプリングし、柱頭露出率を測定した。更に栽培を続け、収穫時の稔実率を測定した。柱頭露出率の測定結果を
図15に、稔実率の測定結果を
図16に、それぞれ示す。この結果、JMS−020_長領域は、CMS−コシヒカリに比べ、柱頭露出率及び稔実率が有意に高いことが示された。特に柱頭露出率は、JMS−020_長領域はCMS−コシヒカリよりも128%程度も高かった。JMS−020_長領域の稔実率(すなわち、採種効率)の向上は、CMS−コシヒカリよりも柱頭露出率が改善されているため、母本が花粉を受け取る機会が多くなったためと推察される。
これらの結果から、Oryza nivara由来のCr1遺伝子が導入されたイネ品種コシヒカリのイネ細胞質雄性不稔系統を母本とすることにより、イネ品種コシヒカリのイネ細胞質雄性不稔系統を母本とした場合よりも採種効率を改善し得ることが明らかである。
【0073】
<F1雑種系統の形質及び食味の評価>
JMS−021を母本として得られたF1雑種系統(イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう1号)、JMS−022を母本として得られたF1雑種系統(イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう2号)、JMS−023を母本として得られたF1雑種系統(イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう3号)、及びJMS−024を母本として得られたF1雑種系統(イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう4号)(いずれも、花粉親は回復系統JFR−004)を、それぞれ栽培した。同様に、対照として、CMS−コシヒカリを母本として得られたF1雑種系統(イネF1ハイブリッド系統コシヒカリ/JFR−004)を栽培した。各F1雑種系統の形質をイネ品種コシヒカリ及びイネ品種日本晴と比較した。各F1雑種系統の形質を表6及び7に示す。
【0074】
この結果、イネF1ハイブリッド系統コシヒカリ/JFR−004は、イネ品種コシヒカリよりも稈長が有意に長くなっていた。これに対して、ハバタキ由来sd1遺伝子を含む領域を有する母本から得られたイネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう1〜4号の稈長は、母本と同様に、いずれもイネ品種コシヒカリと同等若しくはそれよりも短くなっていた。
また、イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう1号、イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう3号、及びイネF1ハイブリッド系統コシヒカリ/JFR−004は、イネ品種コシヒカリよりも出穂期及び成熟期が有意に遅くなっていた。これに対して、ハバタキ由来hd1遺伝子を含む領域を有する母本から得られたイネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう2号及びイネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう4号は、出穂期及び成熟期がイネ品種コシヒカリとほぼ同時期であり、イネF1ハイブリッド系統コシヒカリ/JFR−004等よりも早生化していた。
さらに、半糯性を備える母本から得られたイネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう3号及びイネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう4号は、半糯性の粒が全体の1/4分離した(全体の1/4の粒が、半糯性であった)。
さらに、その他の形質については、イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう1〜4号はイネF1ハイブリッド系統コシヒカリ/JFR−004とほぼ同程度の形質を示すことがわかった。
これらの結果から、各F1雑種には、母本が備える有用な形質が受け継がれたことが確認された。
【0075】
【表6】
【0076】
【表7】
【0077】
さらに、これらのF1雑種から収穫されたコメの食味を、味度メーター((株)東洋精米機製作所)を用いて評価した。評価結果を表8に示す。この結果、コシヒカリのスコアが64.5に対し、F1系統のスコアは63.0から68.0であり、いずれのF1雑種系統も、イネ品種コシヒカリと同様の良食味系統であることがわかった。
【0078】
【表8】
【0079】
出願人は、これらのF1雑種系統を、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(茨城県つくば市東1−1−1 つくばセンター中央第6)に新規植物として寄託した。イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう1号の受託番号はFERM BP−11457であり、イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう2号の受託番号はFERM BP−11458であり、イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう3号の受託番号はFERM BP−11459であり、イネF1ハイブリッド系統ハイブリッドとうごう4号の受託番号はFERM BP−11460である。寄託日はいずれも平成24年1月27日である。