新規倍数体育種法確立に向けた倍数体の遺伝子発現解析と非還元配偶子形成の成因解明

これまでに、ラン科植物のエピデンドラム野生種ならびに園芸品種群は高い非還元配偶子の形成能をもち、さらに園芸品種群は複数回の倍数体化を経て、高次で幅広い倍数性を有していることを明らかにしてきた。前年度までの雑種第一代の研究により、エピデンドラムはすでにかなり高い倍数体であるにもかかわらず、高次の倍数体化による葉や花、茎などの各器官の巨大化が観察され、エピデンドラムはかなり高い倍数体を許容できることが示唆された。また、雑種第一代の非還元配偶子の形成能は幅広い範囲にばらついたが、高次倍数体においても非還元配偶子形成能を有することが明らかになった。これらの結果から総合すると、エピデンドラムは際限なく倍数体化が起こりうると予想される。本研究では、非還元配偶子を積極的に利用して倍数性育種を進めるために必要な基礎的知見を得るために、倍数性が様々かつ非還元配偶子出現頻度の異なる園芸品種10品種を用いて総当たり交配を行い、DNA量を指標として次世代集団の倍数性を検定した。また、目的とする倍数体が想定通りの頻度で得られない原因の解明のため、交配から成苗までの過程を精査した。非還元配偶子頻度から推定されるDNA量の範囲に対し、実際の総当たり交配で得られた次世代集団のDNA量の範囲の最高値が小さくなった。また、今回総当たり交配で用いた10品種のDNA量を超える雑種第一代の個体はほとんど得られなかった。すべての品種において非還元花粉の発芽率は通常の花粉の発芽率より高かった。また、倍数性の高い品種同士の交配によって得られた種子の有胚種子率は低かった。以上より、花粉発芽以降の受精および胚発達の段階で倍数体形成が阻害されることが示唆された。本研究により、非還元配偶子を利用した交配では、倍数体形成が著しく阻害される上限値が存在することが明らかになった。

これまでに、ラン科植物のエピデンドラム野生種ならびに園芸品種群は高い非還元配偶子の形成能をもち、さらに園芸品種群は複数回の倍数体化を経て、高次で幅広い倍数性を有していることを明らかにしてきた。前年度までの雑種第一代の研究により、エピデンドラムはすでにかなり高い倍数体であるにもかかわらず、高次の倍数体化による葉や花、茎などの各器官の巨大化が観察され、エピデンドラムはかなり高い倍数体を許容できることが示唆された。また、雑種第一代の非還元配偶子の形成能は幅広い範囲にばらついたが、高次倍数体においても非還元配偶子形成能を有することが明らかになった。これらの結果から総合すると、エピデンドラムは際限なく倍数体化が起こりうると予想される。本研究では、非還元配偶子を積極的に利用して倍数性育種を進めるために必要な基礎的知見を得るために、倍数性が様々かつ非還元配偶子出現頻度の異なる園芸品種10品種を用いて総当たり交配を行い、DNA量を指標として次世代集団の倍数性を検定した。また、目的とする倍数体が想定通りの頻度で得られない原因の解明のため、交配から成苗までの過程を精査した。非還元配偶子頻度から推定されるDNA量の範囲に対し、実際の総当たり交配で得られた次世代集団のDNA量の範囲の最高値が小さくなった。また、今回総当たり交配で用いた10品種のDNA量を超える雑種第一代の個体はほとんど得られなかった。すべての品種において非還元花粉の発芽率は通常の花粉の発芽率より高かった。また、倍数性の高い品種同士の交配によって得られた種子の有胚種子率は低かった。以上より、花粉発芽以降の受精および胚発達の段階で倍数体形成が阻害されることが示唆された。本研究により、非還元配偶子を利用した交配では、倍数体形成が著しく阻害される上限値が存在することが明らかになった。