同一ゲノムを重複させたハスカップの同質遺伝子倍数体作出による倍数性育種基盤の構築

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07584
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 星野 洋一郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (50301875)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 園芸学 / 植物 / ハスカップ

Outline of Annual Research Achievements

これまで行なったハスカップの倍数体作出の研究では、高次倍数体において当初目的としていた顕著な果実の大型化などが見られなかった。その原因として、これらの倍数体は、倍数体間交雑等によって作出していたため、倍数体の各個体間で遺伝型が異なり、倍数化の効果を正しく把握できていない可能性が考えられた。そこで、本研究では同一の遺伝子型を持つ倍数体シリーズを作出し、倍数化の影響を受けて果実の大型化などの形質が得られやすい系統を選定することを目的に研究を進めた。北海道に自生するハスカップの野生系統は、二倍体と四倍体があり、その多くは四倍体であることが分かっている。二倍体を出発点として倍数性シリーズを作出するために、二倍体の野生集団に由来するハスカップの種子の採取を行った。これらの種子を対象に実験を行った。湿らしたろ紙上またはgellan gumで固化した1/2MS培地上に無菌播種して実生を得た。実生の成長段階と倍数体を誘導するためのコルヒチンの処理濃度をパラメーターとして、倍数体誘導実験を行った。その後、コルヒチン処理後の実生は、養生して生育を促し、本葉が数枚展開したところで、フローサイトメーターで倍数性の解析を行った。内部標準として、二倍性のハスカップとピークが重ならないことが分かっているピーマンの品種‘京波’の葉を用いた。ピーマンの品種‘京波’は、ハスカップの葉と同時に剃刀で刻み、核を抽出後にDAPIでDNAを染色後にフローサイトメーターで相対的なDNA量を測定して倍数性を判定した。その結果、数系統の実生で四倍性のピークが見られた。これらの実生系統から、四倍性のシュートを分離し、同一の遺伝子型を持つ倍数体シリーズを誘導する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

同一の遺伝子型を持つ倍数性シリーズを作出という当初の予定通り、二倍体のハスカップの実生から四倍性を示すシュートを獲得することができた。木本性植物であるハスカップは、成長がやや緩慢であることから、播種からコルヒチン処理までに時間を要するが、実験スケールを工夫し、できるだけ多くの試験区を設定して、効率的な倍数性シリーズ作出の条件設定を進めている。

Strategy for Future Research Activity

本研究の目的としている同一の遺伝子型を持つ倍数性シリーズを誘導するために、二倍体の実生から誘導した四倍性のシュートの成長を促し、四倍性シュートのみを分離して挿し木を行う。二倍体個体を維持しつつ、四倍性シュートを分離することが必要であるが、キメラを伴うこと予想されることから、成長を促しながら定期的にフローサイトメーターで倍数性を調査し、真性の倍数体個体を誘導する計画である。また、異なる遺伝子型の影響を解析するために、二倍体実生へのコルヒチン処理を行い、より多くの倍数体系統を作出する予定である。