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ノリの倍数性育種に向けた基盤構築:異質倍数化したハイブリッドの探索と特性把握

研究課題

研究課題/領域番号 19K06184
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関東京海洋大学

研究代表者

二羽 恭介  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (70463429)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 交付 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード養殖ノリ / スサビノリ / アサクサノリ / 隠蔽種 / 異質倍数体 / 倍数性育種 / 種分化 / ノリ / 異質倍数性 / 分類
研究開始時の研究の概要

現在のノリ養殖株は主に選抜育種によって育成されてきたため、遺伝的画一化が進んでいる。このため、新たな優良株を育成していくためには、遺伝的変異の拡大を図りながら新たな育種法を導入していく必要がある。そのような中、近年、ノリでも種間交雑によって異質倍数化することが確認されている。そこで、本研究では房総半島を中心に自生地で生育するノリ栽培種や近縁野生種などの分布状況を把握するとともに、種間交雑による異質倍数化したハイブリッドの探索を行い、育種素材の収集に取り組む。また、収集したハイブリッドから異質倍数化した系統保存株を確立し特性把握を行うことで、ノリの倍数性育種に向けた基盤構築に取り組む。

研究実績の概要

本研究では房総半島を中心に自生地で生育するノリ栽培種や近縁野生種などの分布状況を把握するとともに、種間交雑による異質倍数化したハイブリッドの探索を行い、育種素材の収集に取り組む。また、収集したハイブリッドから異質倍数化した系統保存株を確立し特性把握を行うことを目的としている.令和2年度は、房総半島から東北地方にかけて10地点の自生地で採集したサンプルを用いて、葉緑体rbc-spacer領域のシーケンス解析に加えて、核DNAマーカー解析を行った。その結果、5地点でスサビノリ×アサクサノリの種間交雑体が生育していた。また、スサビノリとスサビノリ隠蔽種が同所的に生育する自生地で、スサビノリ×スサビノリ隠蔽種の交雑体も存在することが示唆された。スサビノリ×アサクサノリの種間交雑体が見つかった自生地のうち1地点で詳細に調査した結果、採集した葉状体のほとんどが種間交雑体で、僅かに祖先種のアサクサノリが生育する自生地も存在した。本自生地で採集した葉状体から接合胞子を放出させて、長期保存培養できるハイブリッド糸状体4系統と祖先種アサクサノリの糸状体株1系統を分離・確立した。また、ハイブリッド糸状体4系統から殻胞子由来および原胞子由来の葉状体に生長させ、核DNAマーカーで解析した結果、これら4系統はアサクサノリ×スサビノリの異質倍数体株であることが推定された。さらに、同所由来の異質倍数体株と祖先種アサクサノリの系統株を用いて、同一条件下で室内培養した結果、祖先種に比べて細葉で大きく生長する異質倍数体株が存在することを明らかにした。このことから、さらに自生地から異質倍数体株の分離・確立を進めることにより、有用形質を持った育種素材の収集が行えるものと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

野生ノリの生育地でアサクサノリ×スサビノリの種間交雑体が見つかり、室内培養とDNAマーカー解析を行い、複数の異質倍数体株を分離・確立することができた。さらに、室内培養によって特性把握を行い、細葉で高生長の異質倍数体株も見出すことができたため。

今後の研究の推進方策

令和3年度は、さらに自生地から種間交雑体の探索を行い、長期保存培養できるハイブリッド糸状体の分離を進める。分離したハイブリッド糸状体から原胞子由来の葉状体を得てDNAマーカー解析を行い、異質倍数体株であるか検証する。確認された異質倍数体株については、特性把握を行い、さらに有用な形質を持った異質倍数体株が存在するか調査する。

報告書

(2件)
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書

研究成果

(10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular evidence of allodiploidy in F1 gametophytic blades from a cross between Neopyropia yezoensis and a cryptic species of the Neopyropia yezoensis complex (Bangiales, Rhodophyta) by the use of microsatellite markers2020

    • 著者名/発表者名
      Niwa, K., Sano, F., Sakamoto, T.
    • 雑誌名

      Aquaculture Reports

      巻: 18 ページ: 100489-100489

    • DOI

      10.1016/j.aqrep.2020.100489

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New combinations in Neopyropia J.Brodie & L.-E.Yang (Bangiaceae, Rhodophyta) from Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, N., Niwa, K.
    • 雑誌名

      Notulae algarum

      巻: 141 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification, growth, and pigment content of a spontaneous green mutant of Pyropia kinositae (Bangiales, Rhodophyta).2020

    • 著者名/発表者名
      Sano, F., Murata, K. & Niwa, K.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Phycology

      巻: 32

    • DOI

      10.1007/s10811-020-02085-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 養殖ノリの品種改良の現状と温暖化に向けた今後の課題2019

    • 著者名/発表者名
      二羽恭介
    • 雑誌名

      海藻資源

      巻: 44 ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 東日本におけるアマノリ属異質倍数体の探索と生長特性2021

    • 著者名/発表者名
      佐野文菜・菊地則雄・二羽恭介
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Possibility of polyploidy breeding using cryptic species in the marine crop Pyropia yezoensis (Bangiales, Rhodophyta)2019

    • 著者名/発表者名
      Niwa K, Abe T, Kobiyama A.
    • 学会等名
      23rd International Seaweed Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a new cultivar with high yield and high-temperature tolerance by crossbreeding of Undaria pinnatifida2019

    • 著者名/発表者名
      Niwa K. Kobiyama A.
    • 学会等名
      23rd International Seaweed Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子同定されたウタスツノリ Pyropia kinositae 緑色型葉状体の生長と光合成色素含量に関する生理的特性2019

    • 著者名/発表者名
      佐野文菜・二羽恭介
    • 学会等名
      令和元年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 養殖ノリの品種改良の現状と温暖化に向けた今後の課題2019

    • 著者名/発表者名
      二羽恭介
    • 学会等名
      第28回日本海藻協会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] ノリの科学2020

    • 著者名/発表者名
      二羽恭介
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254485042
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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