Establishment of a New Breeding Platform Utilizing the Regeneration and Polyploidy Potentials of Rice Microspor

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00937
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kishima Yuji 北海道大学, 農学研究院, 教授 (60192556)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 敏央 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00442830) ; 長岐 清孝 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70305481) ; 小出 陽平 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70712008) ; 金 鍾明 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (90415141)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: イネ / 小胞子 / 葯培養 / 倍数体 / 種間雑種 / 減数分裂 / 雑種不稔 / 稔性

Outline of Final Research Achievements

This study was conducted to establish a new breeding platform by exploiting the potential of rice microspores: 1) low temperature is required for microspore dedifferentiation; 2) only about 1% of the total microspores are present in an anther; 3) fertile tetraploid progeny obtained by anther culture of hybrid individuals of Asian (S) and African (G) rice plants were attributed to diploid gametes generated by meiotic abnormalities in F1 pollen mother cells; and 4) tetraploid gametes of S/G interspecific hybrids were fertile. 4) The tetraploid population of S/G interspecific hybrids became fertile depending on the dose of killer-protector alleles at the hybrid sterility loci. 5) When strong hybrid sterility genes are fixed, fertile individuals can be obtained even in diploids.

Free Research Field

植物育種学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はイネの小胞子に潜在する個体分化能と倍数化能を利用して、新しい品種育成の基盤を構築することを目標に実施した。アジアイネ（Oryza sativa: S）とアフリカイネ（O. glaberrima: G）の雑種個体を葯培養することによって、稔性を持つ後代集団を得た。S/Gの間で発生する強力な雑種不稔遺伝子を固定すると二倍体でも稔性を有する個体が得られることが判明し、四倍体種間雑種を介して両種の多様な遺伝子の組合せを有する遺伝資源の構築が、初めて可能となった。