| 研究課題/領域番号 |
19K06029
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
八幡 昌紀 静岡大学, 農学部, 准教授 (60420353)
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| 研究分担者 |
下川 卓志 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 物理工学部, 研究統括(定常) (20608137)
松山 知樹 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30291090)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | イオンビーム / 果樹 / カンキツ / DNAマーカー / 突然変異育種 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、我が国の代表的な果樹であり、突然変異により品種群が形成されているカンキツ類の重イオンビーム照射による突然変異育種を推進させるために、種子および珠心胚実生の胚軸に重イオンビームを局所照射し、核種および吸収線量の違いが実生の生存率、成育および変異に及ぼす影響について調査を行った。
放射線医学総合研究所の重粒子線がん治療装置（HIMAC）を用いて重イオンビーム照射を行った。種子への照射実験では、ニンポウキンカンとマメキンカンを用い、0～100Gyの照射強度でネオンイオンビーム（Ne）と鉄イオンビーム（Fe）の2種類の核種をそれぞれ照射した。Ne照射ではニンポウキンカンで50Gy処理まで、マメキンカンでは100Gy処理までで発芽が認められた。それに対し、Neより分子量の大きいArを照射した場合、両種ともに25Gy処理までは発芽が認められたが、50Gy以上の処理区からは発芽が全く認められなかった。発芽した実生の成育は照射強度が高いほど悪く、それらの実生には奇形葉が多く認められた。
珠心胚実生の胚軸への局所照射では、上述した2種のキンカンに加えウンシュウミカン2品種（‘宮川早生’と‘青島温州’）を用い、0～100Gyの照射強度で炭素イオンビーム（C）とFeイオンビームの2種類の核種をそれぞれ照射した。C照射では4種すべてにおいて50Gy処理で実生の生存が認められたのに対し、Cより分子量の大きいFeを50Gyの強度で照射した場合ではすべて枯死した。照射実生の成育は種子への照射と同様の反応を示した。
以上より、カンキツ類では分子量が大きい核種のイオンビームを照射すると種子および実生の胚軸ともに生存率は低下した。照射個体の成育は照射強度に依存しており、高いほど成育が劣った。また、それらの個体の葉の形態は奇形を示すものが多かった。
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| 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
本研究課題では、我が国の代表的な果樹であり、突然変異により品種群が形成されているカンキツ類（ウンシュウミカン、キンカン）の種子や珠心胚実生の胚軸にイオンビームを局所照射し、核種と吸収線量の違いが実生の生存率、成育および変異に及ぼす影響（実験Ⅰ）、誘導された突然変異体における形態・形質の安定性（実験Ⅱ）、そして突然変異体と野生型との識別DNAマーカーの開発（実験Ⅲ）の3つの実験内容を研究期間内に行う予定である。
研究初年度では、様々な核種のイオンビームを種子や実生に照射後、それらの生存率や葉の形・色、植物体の生育の変異についてデータを採集し、変異が顕著なものはその一部（葉等）を理化学研究所に送り、識別DNAマーカーの開発も同時に行うことを計画した。種子と実生の胚軸へ分子量の異なるイオンビームを照射した結果、カンキツ類では分子量が大きい核種のイオンビームを照射すると種子および実生の胚軸ともに生存率は低下し、照射個体の成育は照射強度に依存しており、高いほど成育が劣った。そして、成育の悪い個体では奇形葉を有するものが多く認められ、それらを突然変異候補個体として選別した。
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| 今後の研究の推進方策 |
照射条件の設定（高精度化した照射実験系の確立と再現性の確認）を進めるために、令和2年度も引き続き、静岡大学で採取した種子および育成した実生を放射線医学総合研究所に送り、重イオンビームを照射する。前年度は、種子ではNeとFe、実生の胚軸ではCとFeと、ともに2種類の核種の照射であったが、令和2年度ではケイ素やアルゴン等の他の核種も照射し、核種と吸収線量の違いが実生の生存率、成育および変異に及ぼす影響について調査し、より詳細なデータを収集する。これらの照射個体の形態調査を行い、非照射体と比較して形態が変異し、その変異が安定しているものを突然変異体の候補とし、それらの一部（葉等）を理化学研究所に送り、突然変異体と非照射体との識別DNAマーカーの開発を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の拡大に際して、拡大防止措置として研究活動が制限されたため当初予定していた実験（重粒子線照射）を遂行することができず、未使用額が生じた。
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