作物の生理特性に係わる核と細胞質の遺伝情報の解析と制御

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61480030
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 木下 俊郎 北海道大学, 農学部, 教授 (10001421)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高牟禮 逸朗 北海道大学, 農学部, 助手 (90179557) ; 三上 哲夫 北海道大学, 農学部, 助手 (50133715)
• Keywords: 生理特性 / 細胞質雄性不稔 / 松粉稔性回復 / NC雑種 / 生長解析 / 薬剤耐性 / ミトコンドリアDNA / 葉緑体DNA

Research Abstract

核と細胞質の相互作用に基づく生理特性の遺伝解析を明った. (1)個体レベルでの解析…テンサイmtDNAの分子的多型性により検出された4種の雄性不稔細胞質と個体レベルの対応関係が判ったが, TAー2ーOなる自殖系を花粉親に用いて, S,Sー2およびSー4細胞質雄性不稔系統と交配して, F_1代における花粉稔性回復程度をみると, S<Sー2<Sー4の順に明確に判別できた. 特にSとSー4の間にはreciprocal maintainerーrestorerの関係が成立し, 相反循環選抜へ適用可能なことも明らかになった. つぎにAegilops ovata由来の細胞質(C)とパンコムギの核(N)を有するNC雑種では春播条件下で極晩生の有望系統が選抜された. これらと通常品種間での生長解析を比べた結果, NC雑種系統は出穂期頃まで全乾物重が著しく増大するにもかかわらず, その後成熟に至るまでの生長率が低く, 種子重への寄与は必らずしも大きくなかった. また交配組合せによってF_2集団は極めて広い幅の出穂性変異を示した. (2)細胞レベルでの解析…細胞質ゲノムの関係するとみられる除草剤やストレプトマイシン耐性をカルスレベルで検討し, イネの3種の遺伝子型からの種子カルスが6種の薬剤に対して互いに類似した反応を示すことを認めた. 寒天培地検定一懸濁培養によるカルス増殖のサイクルを繰り返すとプロパニール, ベンタゾン, ベンチオカーブ, NaClなどへ耐性程度を著しく増大したCell lineが得られた. (3)DNAレベルでの解析…テンサイではmtDNA中の遺伝子構造変異を調べ, チトクロム酸化酵素サブユニットのIやII(COX I,II)の塩基配列について, 細胞質間の相違を検出した. またBeta属の野生種を含めて, ctDNAの物理地図上での変異を検出し, 制限サイト変異や50bpー70bpにわたる塩基配列の挿入や欠失を見出して, Patellares節がテンサイと最も異なるctDNAを保有することを明らかにした. Bata属の葉緑体ゲノムを8種に分類の, 系統樹を作成した.

Research Products

• [Publications] 木下俊郎;三上哲夫: てん菜研究会報. 27. 7-12 (1986)
• [Publications] 木下俊郎;三上哲夫: てん菜研究会報. 28. 6-13 (1987)
• [Publications] 原田竹雄;斉藤美奈子;三上哲夫;木下俊郎: てん菜研究会報. 28. 1-5 (1987)
• [Publications] 三上哲夫;貴島祐治;木下俊郎: てん菜研究会報. 28. 14-18 (1987)
• [Publications] 菊地治己;木下俊郎: 北海道大学農学部邦文紀要. 15. 299-319 (1987)
• [Publications] 石川隆二;森宏一;森島啓子;木下俊郎: 北海道大学農学部邦文紀要. 15. 371-379 (1987)
• [Publications] 木下俊郎;三上哲夫: "植物の細胞生物学的研究法 ミトコンドリアDNA" 共立出版株式会社, 428 (1987)