放牧草種の環境適応・調和型育種の支援する分子生態統合化評価システムの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07556144
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 島本 義也 北海道大学, 農学部, 教授 (00001438)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋爪 健 雪印種苗株式会社, 主任研究員 ; 山下 雅幸 静岡大学, 農学部, 助教授 (30252167) ; 澤田 均 静岡大学, 農学部, 教授 (10183831) ; 杉山 修一 弘前大学, 農学部, 助教授 (00154500) ; 中嶋 博 北海道大学, 農学部附属農場, 教授 (40001474)
• Keywords: 低温ストレス / 遺伝子発現 / アイソザイム / RAPD / クローバ / 放牧 / トレードオフ / ライグラス

Research Abstract

低温ストレスに応答して発現が微量に変化する20個の遺伝子をクローニングした。低温による特異的な発現の誘導あるいは抑制がみられるクローンの各々について、低温処理の前後におけるRNAの発現量の変化を観察し、部分的に塩基配列を決定し、既知の遺伝子との相同性を比較することにより機能を推定した。
5酵素(ACO;APH;EST;IDH;MDH)の8つのアイソザイム遺伝子座を用いて、世界各地のアカクローバ12品種間の遺伝的多様性を評価した。8遺伝子座の平均遺伝子多様度は0.459と高い値を示したが、遺伝子分化係数(GST)の平均値は0.076とやや小さな値を示し、アカクローバでは品種間より品種内における遺伝的多様性が相対的に大きいことが示唆された。遺伝マーカーの効率的な検索に適したRAPD分析法を検討したところ、個体ごとにDNAを抽出する方法以外に、集団ごとに複数の個体をまとめて抽出する方法で、サンプル集団内の遺伝子頻度を反映した集団に特徴的なDNAを増幅することが明らかとなった。
シロクローバの品種選定を支援するために、ラベル実験と識別実験により、超集約放牧システムと慣行放牧システムにおいて、大葉型品種と小葉型品種の挙動を比較したところ、わが国の気象条件で超集約放牧システムには大葉型品種が小葉型品種より適することが明らかとなった。主要イネ科草種内の環境適応機能に関わる特性間の相互関係を調べ、乾燥ストレス耐性あるいは低温ストレス耐性は密接に関係すること、ストレス耐性と生長速度の間にはトレードオフが存在することを確認した。この特性間の相互関係には葉の形態を規定する細胞壁の構造的特性の差異が深く関わっていることが示唆された。