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
課 題 番 号 ： 1508063L

Ｂ Ｌ 番 号 ： BL07

（様式第 5 号）

シンクロトロン光を用いた効率的な突然変異育種法の開発と実用形質を有するスプレーギクの育成
Development of mutation breeding using synchrotron light and production ofspray-type chrysanthemum.
髙取 由佳
Yuka Takatori

坂本 健一郎Kenichiro Sakamoto

月足 公男
Kimio Tsukiashi

佐賀県農業試験研究センター
Saga prefectural agriculture research center※１※２

先 端 創 生 利 用（ 長 期 タ イ プ 、長 期 ト ラ イ ア ル ユ ー ス 、長 期 産 学 連 携 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 く だ 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、及び産学連携ユースを除く)

１．概要（注：結論を含めて下さい）
本 試 験 で は 、 ス プ レ ー ギ ク お よ び ト ル コ ギ キ ョ ウ へ の 変 異 誘 発 を 目 的 に 、 20keV 以 上の 照 射 が 可 能 な ビ ー ム ラ イ ン 07（ 以 下 BL07） に お い て ス プ レ ー ギ ク の 頂 芽 お よ び ト ル
コギキョウ種子への照射を行った。
そ の 結 果 、 ス プ レ ー ギ ク に お け る 有 効 な 吸 収 線 量 は 40～ 60Gy と 示 唆 さ れ た 。 一 方 、ト ル コ ギ キ ョ ウ に つ い て は 、今 回 試 験 し た 線 量 で は 、変 異 誘 発 に 有 効 な 吸 収 線 量 は 判 然としなかった。
現 在 、照 射 に よ り 得 ら れ た 個 体 を 栽 培 中 で あり 、今 後 、 花 色 等 の 変 異 に つ い て 調 査 する予定である。
（ English ）In this study, to produce mutants in spray-type chrysanthemum and eustoma, theterminal buds of chrysanthemum and the seeds of eustoma were irradiated withsynchrotron lights in beam line 07 (BL07) with electron energy of the above 20keV.
As a result, we suggested that the suitable dose of synchrotron lights in BL07 inchrysanthemum is 40-60Gy. On the other hand, we could not predict that appropriate
irradiation dose for mutations in eustoma.
At present, the plantlets obtained are grown and the mutations such as flower color will
be investigated later.

２．背景と目的花き類では、これまでにキクに、ビームライン BL09 において 11～22Gy のシンクロトロン光を照射することにより、様々な花色変異や、花形が変異した系統を獲得することができた。
本試験では、キクおよびトルコギキョウへの変異誘発を目的に、より高い X 線のエネルギーが利用可能なビームライン BL07 において照射を行い、生存率が 50～80%となる吸収線量および誘発される変異について調査を行う。

３．実験内容（試料、実験方法、解析方法の説明）
１）キク（１）照射材料：スプレーギク「佐賀10号」の挿し穂（２）照射部位：頂芽（φ3mm×2㎜の円柱）（３）吸収線量（新吸収線量）：0Gy（対照区）、2Gy、5Gy、10Gy、20Gy、40Gy、60Gy、80Gy（４）供試数：0Gy→20本、2Gy→60本、5Gy→60本、10Gy→60本、20Gy→60本、40Gy→60本、80Gy→60本（５）調査項目：照射後の生存率、開花時における変異の有無（花色等）（６）実験方法：
以下の手順で実験を行った。
①キク親株から採穂後、展開葉を除去し、生長点から約6cmの長さに穂を調整②調整した穂15～20本程度を湿らせた新聞紙でくるみ、円柱形のプラスチックケースに入れる（図1）③固定台に穂を詰めたプラスチックケースを固定④処理区ごとに、試料にシンクロトロン光を照射⑤処理後の穂を挿芽し、本圃へ定植までミスト灌水で管理⑥発根後、親株床に定植⑦定植後に伸長した穂を2回程度摘心し、その後伸長した腋芽を採穂後、挿し芽⑧発根後、本圃へ定植し、変異形質の調査予定図1照射したキクの挿穂

２）トルコギキョウ（１）照射材料：トルコギキョウ「Z58」、「Z60」、「Z63」、「Z70」の乾燥種子（２）吸収線量（新吸収線量）：0Gy（対照区）、25Gy、50Gy、100Gy、200Gy、500Gy（３）供試数：約100粒／吸収線量（４）調査項目：照射後の発芽率および生存率、開花時における変異の有無（花色等）（５）実験方法：
以下の手順で実験を行った。
①固定台に照射材料（トルコギキョウの乾燥種子）を固定②処理区ごとに、試料にシンクロトロン光を照射③処理後の種子をセルトレイに播種④播種から約2ヵ月後に生存率を調査⑤生存個体は本圃に定植して照射当代における変異形質を調査し、自殖種子を採種予定

4．実験結果と考察
１）キク
本試験では、BL07 において吸収線量 2、5、10、20、40、60 および 80Gy のシンクロトロン光を照射した。照射後に挿し芽を行い、発根後に圃場へ定植し、キメラ除去を目的に 2 回程度摘芯した。照射 12 週間後の生存率については、いずれの吸収線量においても 100%であった（表 1）。また、2、5、10、20 および 40Gy では全個体で照射部位から伸長生長し、摘芯後に分枝が見られた。しかしながら、
60Gy 以上では生存はしているものの伸長しない生育停滞の個体が多く見られ（図 2）、伸長生長率は60Gy で 41.7%、80Gy で 13.3%となり、40Gy 以下の 100%よりも大きく低下した。
以上の結果から、伸長生長率を考慮すると BL07 におけるキクへのシンクロトロン光照射では、40～60Gy 付近が有効な吸収線量であるものと示唆された。
現在、照射後に伸長生長した個体から得られた腋芽を 2016 年 4 月上旬開花作型で栽培し、開花時における花色変異等を調査する予定である。
表1．スプレーギク「佐賀10号」におけるシンクロトロン光照射12週間後の生存率および伸長生長率
吸収線量（Gy）

照射数（a）0生存数（b）

生存率 伸長生長率（b/a, %） （c/a, %）伸長ありz（c）

伸長なし

2020010010026060

0100100

56060010010010606001001002060600100100406060010010060602535100

41.78060842100

13.3yz

照射部位からの伸長および摘芯後の分枝が見られた個体数y

生存はしているものも、照射部位から伸長せず生育停滞している個体数

0Gy2Gy5Gy

10Gy

20Gy

40Gy

60Gy80Gy

図2．照射12週間後の各処理区における典型的な穂の様子

２）トルコギキョウ
本試験では、BL07 において吸収線量 25、50、100、200 および 500Gy のシンクロトロン光を照射した。照射後に種子をセルトレイに播種し、約 2 ヵ月後に生存率を調査した結果、無照射の 0Gy 区においても 80～100%の高い生存率を示す系統から 40%未満の低い生存率を示す系統と、系統によるバラつきがみられた。すべての系統において、吸収線量が 500Gy まで高くなっても、0Gy 区と同程度の生存率であり、今回の設定した吸収線量の範囲内では、生存率の低下はみられなかった（図 3）。
したがって、一般的に突然変異が効率的に誘発される吸収線量は、LD50（生存率 50%）の線量とされることから、トルコギキョウ乾燥種子における LD50 の吸収線量は、さらに高い線量域にあることが示唆された。
現在、2016 年 5 月開花作型で栽培しており、開花時に照射当代における花色変異等を調査するとともに、次世代における変異の有無を調査するために自殖種子を採種する予定である。
100Y63Y7080

生存率(%)

Y56Y6060402000Gy

25Gy

50Gy

100Gy

200Gy

500Gy

図3. シンクロトロン光照射がトルコギキョウの生存率に及ぼす影響

５．今後の課題
・キクについては、2016 年 4 月上旬開花作型で栽培し、花色等における変異の有無を調査する。
・トルコギキョウについては、2016 年 5 月開花作型で栽培し、花色等における変異の有無を確認するとともに、自殖種子を採種し、次世代における変異の有無を調査する。

６．参考文献特になし

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）
特になし

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）・突然変異：偶発的または人為的に DNA 塩基配列が変化すること。
・Gy（グレイ）：放射線のエネルギーがどれだけ物質に吸収されたかを表す単位。

９．研究成果公開について（注：※２に記載した研究成果の公開について①と②のうち該当しない方を消してください。また、論文（査読付）発表と研究センターへの報告、または研究成果公報への原稿提出時期を記入してください（2013 年度実施課題は 2015 年度末が期限となります。
）
長期タイプ課題は、ご利用の最終期の利用報告書にご記入ください。

① 論文（査読付）発表の報告② 研究成果公報の原稿提出（報告時期：（提出時期：年年月）月）