九州シンクロトロン光研究センター
県有ビームライン利用報告書
ＢＬ番号：９課 題 番 号 ： 1310115L（様式第 5 号）

永年性作物（果樹）でのシンクロトロン光を用いた効率的な突然変異育種法についての研究
Research on efficient mutation breeding methods using synchrotron light inperennial crops (fruit trees)
松尾洋一

Youichi Matsuo

納冨麻子

竹下

Asako Noutomi

大樹

Hiroki Takeshita

佐賀県果樹試験場

Saga Prefectural Fruit Tree Experiment Station※１※２

先 端 創 生 利 用（ 長 期 タ イ プ 、長 期 ト ラ イ ア ル ユ ー ス ）課 題 は 、実 施 課 題 名 の 末 尾 に 期 を 表 す（ Ⅰ ）、（ Ⅱ ）、（ Ⅲ ） を 追 記 し て 下 さ い 。
利 用 情 報 の 開 示 が 必 要 な 課 題 は 、本 利 用 報 告 書 と は 別 に 利 用 年 度 終 了 後 二 年 以 内 に 研 究 成 果 公開 ｛ 論 文 （ 査 読 付 ） の 発 表 又 は 研 究 セ ン タ ー の 研 究 成 果 公 報 で 公 表 ｝ が 必 要 で す 。 (ト ラ イ アルユースを除く)

１．概要
シ ン ク ロ ト ロ ン 光 は 、重 イ オ ン ビ ー ム と 同 様 に 植 物 の 生 育 に 影 響 を 及 ぼ す 。シ ン ク ロ
トロン光のＸ線波長域を高エネルギー帯と低エネルギー帯に分けシークワーシャー種
子 及 び カ ラ タ チ 種 子 に 照 射 し た 。発 芽 率 に つ い て は 相 反 す る 結 果 と な っ た が 、両 品 種 とも高エネルギー帯を照射した個体の伸長量は抑制された。

（ English ）Synchrotron Light affects the growth of plants as well as heavy ion beam. I was irradiated in
Trifoliate orange seed and Shiikuwasha Lower seed divided into low-energy band and highenergy band X-ray wavelength range of the synchrotron light. It was a conflicting results for
germination rates, extended length of individual irradiated with high-energy band bothvarieties was suppressed.

２．背景と目的
突然変異育種は、有用な品種を獲得するための育種法の１つであり、自然発生及び人為的手法を利用して様々な農産物の品種開発を行っている。その中でも量子ビームを利用した人為的突然変異育種法は、日本が世界に先駆けて開発した技術であり、誘発される変異の幅が非常に広く、さらに目的となる形質を付与する確率が高い。また、これまでにない新規の形質も得られることが報告されている。
特に永年性作物の果樹の中において、「温州ミカン」や「デコポン（不知火）」等カンキツ品種の一部では、多胚性であるため交雑育種を実施しても、実生は遺伝的に母形質を受け継ぎ、母親と同一の珠心胚となる。このため、多胚性カンキツの品種改良は、突然変異育種法が中心となっている。
以上より、効率的にカンキツの品種開発を実施するため、本県に整備された九州シンクロトロン光研究センターのシンクロトロン光照射施設を利用し、カンキツにおける突然変異誘発の可能性等を検討することで、品種開発分野における施設の新たな活用方向を明らかにする。

３．実験内容（試料、実験方法、解析方法の説明）
１）照射品種；‘勝山クガニ’(シークァーサー)、‘カラタチ’
２）は種条件；照射３日前に外種皮及び内種皮をはく皮し、は種する
３）照射線種；白色Ｘ線光（ＢＬ９）４）吸収線量；‘勝山クガニ’ ０㏉、20㏉、50㏉、80㏉‘カラタチ’ ０㏉、20㏉、50㏉、80㏉（照射個体数；‘勝山クガニ’70個体、‘カラタチ’100個体程度）
６）方法；特定波長域のシンクロトロン光の違いが照射後の発芽に生じる影響を調べるため、低エネルギー域を強調した波長域（CuフィルタにてＸ線を制限）Ⅰ区及びⅢ区と、高エネルギー域を強調した波長域（AlフィルタにてＸ線を制限）Ⅱ区及びⅣ区にてシンクロトロン光照射を実施する（表１）。照射後は、培土に播種後培養室にて育苗する。

表１ 各区の吸収線量における照射線量
品種名

試験区

Ⅰ
勝山クガニ
ⅡⅢ
カラタチⅣ

フィルタ
(フィルタ厚)Cu(0.1mm)Al(1.2mm)
Cu(0.08mm)
Al(1.0mm)

吸収線量0Gy

20Gy

50Gy

80Gy

（mA/h）（mA/h）（mA/h）（mA/h）

0.0

10.827.043.2

0.012.6

31.5

50.4

0.08.421.033.6

0.011.929.747.5７）調査項目；3か月後の発芽率、実生丈等

４．実験結果と考察
１）‘勝山クガニ’では、Ⅰ区の発芽率は 50Gy より低下したが、Ⅱ区では 50Gy まで、0Gy と変わりは無く、80Gy で急速に低下した。伸長量についてはⅡ区が吸収線量の増加とともに伸長量は抑制された。なお、発芽率が 100％を超えるのは多胚種子のため、１種子から数粒の発芽が見受けられるものがあったためである。
２）‘カラタチ’では、Ⅳ区が、Ⅲ区の試験よりも発芽率は低かった。伸長については、‘勝山クガニ’と同様にⅣ区の照射試験がシンクロトロン光の影響を受け伸長が抑制された。
以上の結果より、発芽率については品種間で一定の傾向は見られなかったが、伸長量は両品種ともに Al フィルタにより遮蔽したほうが生育に影響を及ぼす結果となったため、わい性個体獲得試験については Al フィルタを利用した照射試験を実施する。

表２

各波長域毎の発芽個体数及び発芽率

品種名

試験区

フィルタ(フィルタ厚)

吸収線量
0Gy（mA/h）

Ⅰ
勝山クガニ
ⅡⅢ
カラタチ
Ⅳ

照射個体(個)Cu
発芽個体(個)(0.1mm)
発芽率(%)
伸長量(cm)
照射個体(個)発芽個体(個)Al(1.2mm)
発芽率(%)
伸長量(cm)
照射個体(個)Cu
発芽個体(個)(0.08mm)
発芽率(%)
伸長量(cm)
照射個体(個)Al
発芽個体(個)発芽率(%)(1.0mm)
伸長量(cm)68122
179.44.8
68122
179.44.8494795.913.9494795.913.9

20Gy（mA/h）

73125
171.24.670116165.75.91027170.6
11.3
1009292.0
12.8

50Gy（mA/h）

796177.1
5.172122
169.4
3.91002323.09.0
1001616.0
6.1

80Gy（mA/h）

793949.4
5.1702434.3
2.11001919.0
9.1
100
66.0
2.9

５．今後の課題
過去 2 回の試験を含めて検討した結果、発芽率については相反する結果となったが、伸長量は両品種とも Al フィルタを使用したものが伸長量が抑制されたことより、わい性個体獲得が目的の場合は
Al フィルタを利用した照射試験を実施していく。

６．参考文献Y. Hase, S. Nozawa, T. Okada, I. Asami, T. Nagatani, Y. Matsuo, A. Kanazawa, K. Honda, and I. Narumi
Development of Ion Beam Breeding Technology in Plants and Creation of Useful Plant Resources, JAEA
Takasaki Anunual Report 2011 3-35 p95.
７．論文発表・特許（注：本課題に関連するこれまでの代表的な成果）
第８回イオンビーム育種研究会 要旨集；カンキツ類へのイオンビ－ム及びシンクロトロン光照射による突然変異誘発.19-20

８．キーワード（注：試料及び実験方法を特定する用語を２～３）・多胚性：
通常は受精することで受精卵より胚が発生するが、カンキツ及びマンゴー等の一部品種では、受精胚と同様に母親の珠心組織が分裂して胚が発生すること。一般的に珠心胚は受精胚より生育が旺盛である。

単胚性種子（スダチ）

多胚性種子（ユズ）・イオンビーム：
水素イオンや炭素イオンなど、色々な原子のイオンをサイクロトロンやシンクロトロンなどの加速器を使って高速に加速したもの。イオンビームは粒子線の一種である。

９．研究成果公開について（2012 年度実施課題は 2014 年度末が期限となります。）② 研究成果公報の原稿提出（提出時期：年月）