九州シンクロトロン光研究センター課 題 番 号 ： 081258L（様式第４号）

作物 におけるシンクロト ロン光を用いた突然変異育種法の開発
Development of mutation breeding using synchrotron light in crops
西美友紀

Miyuki Nishi

木下剛仁

中島

Takehito Kinoshita

寿亀

Toshiki Nakashima

佐 賀県 農業試験研究セ ンター

Saga prefectural agriculture research center
１．概 要
本 研 究 で は 、シ ン ク ロ ト ロ ン 光 を 用 い た 突 然 変 異 育 種 法 の 開 発 を 目 的 と し て 、変 異 誘発に有効と考えられる線量を明らかとするため、照射材料としてイネ、ダイズ、アスパラガス、キクを用い、作物ごとに線量が及ぼす影響について調査を行った。その結果、
変 異 誘 発 に 有 効 な 線 量 は 、 ダ イ ズ で は 100～ 200Gy、 ア ス パ ラ ガ ス で は 100～ 200Gy、 キク で は 10～ 50Gy で あ る と 考 え ら れ た 。
In this study, we have investigated that s ync hr otr on lights can be emplo yed to induce
mutation. We examined the effects of s ynchr otr on lights on the plant gr owth and seedgermination. The materials used rice seeds, so ybean seeds, embr yogenic callus of asparagus
and leaf cultures of chr ysanthemum. These mater ials wer e irradi ated wi th s ynchr otr on light indose ranges of 0 to 10000Gy.
As a result, we predict that appr opriate irradiation dose for mutagenesis is, 100-200Gy i n
so yb ean, 100-200G y in asparagus and 10-50Gy in chr ysanthemum.

２．背景と研究目的：

３．実験内容：突然変異育種は、有用な遺伝資源を得るためシンクロトロン光を用いた突然変異育種法をの育種法の１つであり、農作物の品種開発にお開発するために、今年度はビーム照射条件の解いて、一部形質の改良等に利用されている。中明を行う。

でも量子ビームによる突然変異育種法は、日本

第 2 期の試験により、イネ、ダイズ、アスパが世界に先駆けて開発した技術であり、誘発さラガス、キクにおける変異誘発に有効と考えられる変異の幅が非常に広く、これまでにない新れえる線量を決定することができた。しかし、

規の形質も得られることから、我が国の知的財BL09 の拡張に伴い、様々な設定条件が変更され産戦略の１つとして活発な研究開発が行われてたことから、再度照射条件の検討を行う必要性いる。

がでてきた。そこで、各作物における変異誘発こうした中、本県に整備されたシンクロトロに有効な線量について再検討を行う。

ン光研究センターのシンクロトロン光は、量子1）照射材料ビームの一種であり、植物の突然変異育種に利①イネ：乾燥種子（品種「夢しずく」、「ヒヨク用できる可能性が示唆されている。そこで、農モチ」、「サカエモチ」）

作物における突然変異誘発の可能性等を検討す②ダイズ：乾燥種子（品種「フクユタカ」）

ることにより、新品種開発分野におけるシンク③アスパラガス：Embryogenic Callus（「Pacificロトロン光の新たな活用の方向を明らかとす

Purple」×「ウェルカム」より誘導の 4 系統）

る。

④キク：腋芽（系統「佐系 1 号」）、葉片（品種「スーパーイエロー」）
2）ビームライン
SAGA－LS BL093）線量
①イネ：0(対照区),100～5000Gy

100
発芽率
生存率

806040②ダイズ：0（対照区）,5～10000Gy

20③アスパラガス：0（対照区）,5～2000Gy

0052050④キク

1002005001000

5000 10000

線量（Gy)

佐系 1 号：0（対照区）,1～100Gy

図１ 照射線量がダイズ「フクユタカ」の発芽・生存率

スーパーイエロー：0（対照区）,1～100Gyに及ぼす影響

4）調査項目①イネ：発芽率、生存率、草丈、外観形質

3）アスパラガス②ダイズ：発芽率、生存率、稔性

照射一ヶ月後の増殖倍率は、対照区では各系③アスパラガス：カルス増殖倍率

統とも 8～9 倍程度であり、系統間での大きな④キク：腋芽伸長率または不定芽形成率差は認められなかった。照射区では、各系統

５）実験手順

200Gy 以上の区において対照区より半分程度①固定台に照射材料を固定になり、2000Gy 区ではほとんど増殖しなかっ②照射区毎にシンクロトロン光を照射た(図 2)。

③作物毎に設定した調査項目を調査

15.013.0

5 月下旬に播種を行っており、今後発芽率や生存率等ついて調査を行う予定である。

11.0
カルス増殖倍率

４．結果および考察：
1）イネ

35679.07.05.02）ダイズ
播種 2週間後の発芽率は、対照区から 1000Gy区までは 90％以上であったが、5000Gy 区以上

3.0
1.00

では全く発芽しなかった（図１）。
また、播種 1 ヶ月後の生存率は、対照区から50Gy 区までは発芽率とほぼ同等であったが、100Gy 区と 200Gy 区で 80％程度に減少し、500Gy 区と 1000Gy 区では、発芽後本葉展開に至らずほとんどの個体が枯死した（図 1）。
以上の結果から、「フクユタカ」における最適線量は 100～200Gy 付近であると考えられた。

図２5102050 100
線量（Gy)

200500 1000 2000照射線量がアスパラガスのカルス増殖倍率に及ぼす影響
注）各区 1 シャーレずつ供試し、照射 1 ヶ月後に調査以上の結果から、アスパラガスカルスにおける変異誘発に有効な線量は、増殖率が対照区の半分程度となった 100～200Gy の間であると考えられた。
4）キク「佐系 1 号」の腋芽生存率は、対照区および1～10Gy 区では 90％以上であったが、50Gy区以上ではほぼ枯死していた（図 3）。
10 0

腋芽生存率（％）

8060402000151050100線量（G y)

図３ 照射線量がキク「佐系 1 号」の腋芽生存率に及ぼす影響
注１）各区 30 本供試し、照射 40 日後に調査以上の結果から、「佐系 1 号」の変異誘発に有効な線量は 10～50Gyの間であると考えられた。
「スーパーイエロー」については、現在不定芽誘導のため培養中である。
５．今後の課題：
今回の試験により、イネ、ダイズ、アスパラガス、キクにおける変異誘発に有効と考えられる線量を再設定することができた。これらの線量は、第 2 期に得られた結果より有効線量が低くなる傾向にあった。
今後は、シンクロトロン光の照射による変異誘発の有無を確認するために、照射植物を用いて更なる調査を行っていく予定である。
６．論文発表状況・特許状況
特になし
７．参考文献８．キーワード
・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
・育種
生物を遺伝的に改良して新しい品種を作成すること・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