(6)

農 業 と 科 学

第三種郵便物認可

平成 8年 9月 1日

n ・・ 4 川 1" 1.(1I 1". 1I1I1J1I 11 同...，!l IIJIII'_' -，，;.川1' 11111 ‘，_ rl f1 II Il II" "， II' Il IIIII_ 回|川川 11 ，..関司 IITlldl" ，."川 1111011 悶，.- 1 1.lI lh ， II 勺町 hln'llfl~ 四 IIh ， μ"1":: 町，lI tfll' If '=....nllfl'ijl 町 fllflr ， '''11・ 1~ rt. "H ・p・t・町 ilolll'll 町rd凶 :"tll("'1 ゐctII ""fltt1'....岡市“同が増えている〈後述〉。なお県農試は，最近名称イネの育種における菊培養が変更されて県農業研究センターとか県生物工学研究所などと呼ばれる場合も多い。石川県でもか石川県農業総合研究センター
農業研究専門員小

育種栽培部

牧正子
田

ここでは蔚培養を用いたイネ育種の現状を，石川県の場合を中心にして紹介する〈小牧ら， 1995

石川県農業短期大学農業資源研究所所長・教授島つての県農試が上記のようになった。

多喜子年〉。培養という手法は，遺伝子導入の基盤技術として，別な方面へ大きく展開しているが，その1. はじめに
昭和 2年に，水稲の交雑育種を中心とする育種面は割愛する。

2. 蔚培養の実際組織として，全国 9カ所(後に 1カ所減〉の指定

出穂直前の，葉に包まれた若い穂を切り取ると試験地が定められて以来，昭和61年の自由化(下ころから始まる。穂を 10日間ほどやや低温 (10C)注〉まで，イネの組織的な育種事業はおもに国おで光をあてない状態に置く。この前処理により培よび県の研究機関で行われてきた O 育種は素材や養の効率があがることが経験的に知られている O

手法が何であっても，長期間を要する仕事であ0

次に蔚の置床"と呼ぶ作業を無菌状態で行る。交雑と選抜による育種の体系が確立しているう。クリーンベンチとし、う作業台に，滅菌した培イネでは，系統育種法(==毎世代選抜を行う〉で地や器具，前処理した穂などを持ち込む。ひとつ新品種ができるまでに平均して 10年"'"1
1年かかの花(イネ科の花は頴花ニえいかと呼ばれる〉のり，集団育種法(=温室で世代を進めて固定を早中に 6本の雄しべがあるが，この蔚をピンセットめる〉でも 9'"'‑'10年を要する。これでは目標とすでつまみだして，培地にのせるのである(図 1。
)

る性質を備えたイネの新品種ができあがるころに最初に使う培地は， 2，4‑Dなどの植物ホルモンをは，消費者や生産者の要求とのずれが大きくなっ含むてしまう。そこで，この期間を少しでも短縮したビタミン・糖も含んでおり，ゲルライトとし、う寒いという強い要望に応えて，約培養をイネ育種に天類似の物質で固めである。我々はイネ用に開発利用する研究が行われてきた。 F1に対して約培養された N 6培地を基本にして， 2，4‑Dをやや多めを行うと，交雑育種の期間は平均で 7""'8年となに加えているが(表 1) ，かなりの効率でカルスり，最短で済む。と呼ぶ黄色の細胞の固まりが花粉からできてくる

蔚培養"と呼ばれるが，約(雄しべの袋〉のカルス形成培地"という。様々な無機塩・(
図 1)。

中に入っている多数の花粉を培養するのがねらい

表 1 イネの約培養に用いる培地組成である。 1粒の花粉が培養によって細胞分裂を開カルス形成培地

N 6、る尾大な試行錯誤の積み重ねがあった。特に 1970

再分化

MS、年代の中華人民共和国での組織的な研究は大きな培地始し，やがて植物体になると半数体ができる。新関と大野 (1968年〉によって，世界で初めてイネの半数体がつくられ，それ以後およそ 30年にわた注)昭和 6
1
年以降，民間(企業・個人含む)育成のイネ品種を，各県の奨励品種に指定できる制度が整いつつある。これ以前も，民間のイネ育種が禁止されていたわけではないが，事実上，栽培や販売の道が閉ざされていた。

NAA
カイネチン
カザミノ酸

MESg

蔚培養を育種の手法のひとつに位置づけるところ

4mg

時時成果をおさめた。今日では各県の農業試験場でも

2，4‑D

サッカロース
50mg
ゲルライト
4g
1̲e，あたり1g
30g
30g
4g

サッカロースソルビトールゲルライト
1tあたり約の置床は大変細かし、手作業であり，花のちょうど良い時期の見分け方，穂の殺菌や切り分け方

農 業 と 科 学

平成 8年 9月 1日

第三種郵便物認可(7)...，....."'，.'司『・・.nul l '. 司川 111""" ・ 111......1同h 白川"'1' ・".."."，'1・e・ .'"'"1'''ー‘川・.1"'..........河川 ..6111' ・ V ・，'''....''1''旬川園 "'1"111.1 ，-，同 1'1.， ..1 ，，'"司・ 11111 1& 1'..'111 ・ I・ III~ ，.・ 1 .， 1".1 1 司『川 1. ，.'....・川 1 1I 11 1I 1 ，. ..h..II..'.......・a

図1 イネの紡培養

abCa) カルス形成培地に置床した蔚。
b) カルスが成長している。
c) 緑色植物 (0印〉とアルビノ(=白色植物，ム印〉。右端の試験管のように同一カルスから両者が生じることもある。など熟練した人手が特に必要な段階である。ここと種子が取れる倍加半数体と呼ぶものができてくで手抜きするとたちまちカビで汚染されてしまうる。この自然倍加の仕組みはまだよくわかっていので，実験室や培養室の清潔を保つことも大切でないが，約培養の意義は正に倍加半数体を得るとある。

いう点にある。

さて，置床後20‑‑30日たつと，カルスが成長しつまり交雑育種では，両親の遺伝的な性質をさて肉眼でも見えてくる。次に多数のカルスをひとまざまな組合せでもつ子孫がほしいのだが(そのつひとつ再分化培地"に植え替えてゆく。この中から両親の長所だけを兼ね備えた株を選びた

培地は，別な種類の植物ホルモン(オーキシンやい) ，その性質が遺伝的に固定されている必要がカイネチン 〉 を含んでいる(表 1)。やがてカルある。選抜した株からの種子を播いて，同じ優良スの表面に緑色の点ができはじめ，新しい芽が見な性質の株が育ってくれなければ困るのである。

えてくる。再分化培地への植え替え後40‑‑60日た

これを遺伝的固定と呼ぶ。倍加半数体では，完全つと，試験管いっぱいに育った苗を外に出すことな遺伝的固定が保証される。確認のため，倍加半ができるようになる。

数体 l株からは 5粒以上ついた穂をとるが，実際試験管内で育った植物はひ弱なので， ぐノ ーミキに選抜の際にはその 5粒からそろって同じ性質のュライトなど肥料分を含まない (あるいはごく少株が育ってくる。そして，選抜後の子世代もそのない〉土に植え，1‑‑2週間室内に 置いて (必要ならラップなどで 覆し、 〉急激に水分が失われるの同じ性質の株となる。

3. F1 蔚培養の育種の体系への組み込みを避ける。しっかりした苗を温室の土に定植す

交雑育種の強力な 1手法となるには ， 1連の F11株あたり 5粒以上の種子をつけた穂を取り，選抜の素材とする。
ここで注怠 したいのは，試験管からでるのは元

約培養の過程を年間のスケ ジュールにうまぐ組み々 1粒の花粉に由来するイ ネなので，そのままでの場合である 〉 という決まった時期にいっせいには半数体であって，種子ができないことである。

播種しなければならない。つまり蔚培養で種子をところがうまいことに，カルスの状態の期間が長得るには，くなると，自然に染色体の倍加が起こり，ちゃんでの 1週間の遅れは，来年まで 1年間待つことをる。数か月後，込むことが大切である。蔚培養を行った後，次世代での選抜のためには ， 4月上旬 (これは石川県3月末日が絶対的な限界となる。ここ(8)第三種郵便物認可

農 業 と 科 学

平成 8年 9月 1日....""'11 川...圃 1 1" 1 川"，.圃 1II I'1I 111a固圃J1 IJI I1i1 1 困 "'11 川1I 1111.~I Jl・ 1 ， 1111 圃 "II111 ， hfl".' lI llhIU"'P意味し，せっかくの育種年限の短縮という意義が響もあり，毎年異なる育種目標を立てて新しい組損なわれてしまう。ただし，約培養には先段に述合せを扱うので，一般的な予想をすることは雑しべたように，完全な遺伝的固定という意義があるい。そこで我々は次のような方策をとることにしので，た。特長として，まず始めにとりたい倍加半数体1年の遅れのため全く無意味になるというわけでもない。
さてここで，時間をさかのぼり，両親の交雑でF1 種子を得たところまで戻ろう。 F1 種子は例年の目標穂数を設定する。理論的な詳細は略すが，ふつう 50穂/組合せとし，やや遠縁交雑では 100穂を目標とする。

8‑‑9月に取れるので，急げば 10月 に 播 種 で きさて難易とりまぜて毎年20‑‑30組合せを扱い，る。これが F1 約培養の出発点であり，締切り日カルス形成率二カルス形成約数/置床約数 (25日

1月‑‑1月上旬までのの 1年半前である。私達は 1聞に， 2‑‑3回に分けて播種を行っている。蔚のめの調査〉は 10--30~ぢ，カルス当りの緑色植物再分化率は 20‑‑50kg (なおほぼ同率でアルビノも生置床作業のピークを分散させるためである。冬期ずる。図 1) ，土に定植した緑色植物中の倍加半なので温室で温度と日長を調整しながら栽培して数体の割合は 20‑‑30%である(表 2) 。この 3種

3月末 ‑‑6月中旬ごろに良い状態の若い類の率は互いに独立であって，カルス形成が悪くいると，穂、が取れてくる。ても再分化は良い組合せがあり，あるいはその逆ここから実験室での作業となる。締切り日からもしばしばである。ただし出発点であるので，カ逆算して各段階の終了予定日を経験的に次のとおルス形成が悪いと，あとあとまで影響することにりに決めている。約の置床は 6月末で完了し，カなる。培養の難易とはこれらの総合をさす。

ルスの再分化培地への植え替えは 8月末で打ち切目標を達成するために，どの段階でもまず標準る。土への定植は 10月末で終わる。これらの目安数を行い，一部を調査して先へ進む率が基準以下から遅れると絶対に間に合わないという意味ではの場合，追加をすることにした O たとえば約の置ないが，労力や時間が結局無駄になる割合がふえるので，打切りにする方が賢明であろう。

床は 4千個/組合せを標準とする。そしてカルス形成率が 10~ぢ以下の場合は，率に応じて最高 3 千そして最後の段階として，温室での倍加半数体個までの蔚置床の追加を行う。同様にカルスの移の栽培と選抜用種子 (5粒以上の穂〉の収穫とな

植は 600個/組合せを標準とし，緑色植物の再分る。実はこの時期には次年度の F1 種子の播種・化率が 35労以下の場合，最高カルス 400個までの育成も行わねばならない。倍加半数体は短日条件追加を行う。順調にいくと，(冬期なのでなりゆき〉で確実に早く稔実させたの緑色植物が得られ，いし，他方の F1 株は長日処理を行ってりっぱな植物にしたい。目的別に温室が 2つ あ れ ば よ い

度が穂を収穫できる倍加半数体である。残り 4分200株以上/組合せ

うちほぼ 4分の lの50株程の 3は半数体，高次倍数体あるいは不稔の倍加半が，そうでない場合，一方の日長処理の影響を最数体などである(表 2) 。これらは，頴花の大き小にするような設備(遮光カーテン等〉が必要でさや稔性によって，容易に見分けられる。たとえある。

ば半数体は，花が正常のものよりも明らかに小さ

4. 効率と規模
表 2に平成 7年度の F1 蔚培養の結果を示す。

く，かつ全く実らない。

ここ数年，培養効率だけでなく順化など全体の効で，重複は避ける。つまり 1花粉からは 1カルス率が上がっており，規模は増えつつある。さて両親の組合せにより，培養が容易な場合と難しい場

1カルスからは 1緑色植物だけを，ついで 1穂、だけをとるようにする。数が目標に満合とがある。これは親品種の遺伝的性質による。

たないからと言って，同一蔚由来のカルスを無理困ったことにコシヒカリは培養しにくい品種としに多数とったり(重複する可能性が増す)，て有名である。片親がコシヒカリやその近縁の品種であると要注意である。しかし，もう片親の影

なお収穫した穂は遺伝的に別個な点が重要なのだけをとり，1カルス由来の複数植物を出すなどは一般的に無意味である。多数の組合せを扱う場合，培養困難で目平成 8年 9月 1日

農 業 乏 科 学...， ....'11""' ，)回 "11 ・ '11..1 岬 "IIIII ，fI，， "'''ll lIlI h..lllrlllllh ，'内向 11.. 1...， 1 '9崎町 11 ，1. ， 11"" ・1111111. 11 1 同 ....111. 11 '1'''' 副 l川 H ・V ・.....， 111' '1" 1・

第三種郵便物認可(9)."'''1' ''1 圃.."Jl IJ'I........'"I"lhl ‘ ..1\ 1" lhll~"II Jl IIIIII....IJllh ・ 11 ，'"司 "lllllla''''9'IIIIIIII'''''''''晶

表 2 平成 7年度 F1 紡培養結果
蔚 培 養

その他株数(割合)カルス
形成率

1 I50穂

4632
個

49.5%

850個

41.5%

353株

74(21.0%)127(36.0%) 152(43.1%)

32.
465668.
9452

1
14(25.
2)

167(36.
9)

171(37.
8)

39.
9

6
50

66.
64
3
399(22.9)

172(
39.
7)

162(37.
4)38.
394635.
433590(26.
9)

121(36.
1)

124(37.
0)32.
985729.
925670(27.
3)

90(35.2)

96(37.
5)

24.
8

10
3
734.
8

3
6
1

80
(22.
2)

155(42.
9)126(34.
9)

3
9.
86
1
948.
1

298

73(24.
5)

89(29.
9)

136(45.
6)

31.3

6
1
349.
9

30
6

100(32.
7)98(32.
0)108(35.
3)

再分化率

定植
植物数

半数体株数
(割合)

置床

蔚数・内
且
4AU司︑﹄τ
且u F H u n u q o aτn δ A H v ' i 7 FhuponHdnt︐円u
且
tnRun4n﹄告戸 O n δ a τD O
戸且 aaTqOFDFhuan喧 FaτnυAUAUnυhυAUAUAυ
円 FU
円 FU
円 FU
円 FU
円 FU
同FU
円 Fu
円
FU

EA
唱

qos'RUFOntn6nudhU

2 I50 .3920

緑色植物

採種穂数
(割合)

N0. I
穂数

交配￨目標

カルス
移植数

順 化 と 採 種

33.
087154.
9478

1
15(24.
1)

134(28.
0)229(47.
9)16.
4102038.
339
198(25.
1)

95(24.
3)

1
98(50.
6)

2
7.
3

89
1

42.
2

3
76

88(23.
4)

103(27.
4)

185(49.
2)

16.
6

122748.
8

599

1
1(35.2)
1
43(23.
9)t 2

245(40.
9)

8694

12.
7200117.
8357x

103(28.
9)136(38.
1)

118(33.
1)100936022.
4

150
733.
8

5
10

1
36(26.
7)t 1
69(33.
1)

2
05(40.
2)

100

1024
3

13.
6

1365

3
1.34
2
7

104(24.
4)t 1
09(25.
6)

2
14(50.
1)

100

8976

16.
0

1465

26.
1383x 103(26.
9)

135(35.
2)

145(37.
9)100818218.
9150026.
8402

105(26.
1)

21.4)
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4

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1
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1

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1

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3)

3
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3)

E A A リι園 内 ソ 白

100

8999

1
6.
8

1500

33.
3

4992
38(47.
7)

113(22.
6)

148(29.
7)100

1072721.0

1700530

142(26.
8)136(25.
7)

252(47.
5)

100866711.
0940

100885015.
0126431.2
27.
145.
7E4内a 4 R U O thMUQMAU‑‑n4nF・・δ・・・

55268923100戸月Ea‑‑EE‑‑EA‑‑4副255xx
74(29.
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6)

126(49.
4)578275(47.
6)

178(30.
8)l25(21.
6)

.
羽

注 1)

目標穂数:目標として設定した倍加半数体の株数(=穂数)、25日めの調査)、
カルス形成率:カルス形成蔚数/置床蔚総数 (緑色植物再分化率:土に定植した緑色植物数/再分化培地にのせたカルス総数。
注 2) x印は定植時および採種時の目標数に達しなかったもの。
注 3) 採種穂、数は締切時点の値であり、間にあわなかった株数はその他に含めた。但しその数は多くない。
普通数%程度である。?印の 5組合わせでは採種総数の 15%を越えた(一部株の出穂遅延のため)。

￥標穂数に満たない組合せができることがあるが，って生ずる突然変異であり，培養変異あるいはソ、やむをえない。このような場合も予想して，約置マクローナル変異とよばれている。残念ながら，床が終わっても F1株を生かしておき ， F2種子を我々はまだ培養変異を制御することができないのとっておくと良い。そして系統育種法または集団で，生じた変異体の中から農業上有用なものを選育種法で対応すれば，通常の育種法からの遅れも抜して，品種あるいは育種素材として利用してい生じない。

る。約培養でも低頻度ではあるが培養変異はおこ5. 培養変異による有用系統の育成
上述のように， F
1蔚培養は両親の遺伝子の組合り，区別してガメトクローナル変異とも呼んでいる。

せを固定する目的で行うのであるが，ここで述べ我々は，有用な変異体を得るという目的でコシることは，全く性質の異なった蔚培養のイネ育種

ヒカリ単品種の蔚培養を行った。花粉由来植物のへの利用である。組織培養によって，まれに元の大部分は親植物と同じ性質を持づていたが，突然ものとは全く違う性質を持った個体が生ずること

変異体も生じ，不稔，媛性・長稗・短稗・熟期が少がある。これは，培養という過程を経ることによし早いもの・遅いものなど様々な農業形質の変異(10)農 業 と 科 学

第三種郵便物認可〈毎月 1日発行〉平成 8年 9月 1日

第465号

同""""， .11'''11" ，同 F 川 11'".. 司.."，，，，， .11.-1111・.，.""・11. ，.....'\1....."." ，'‘"司副知"・1刊圃""， 'f (J川』‘"，噌・町..."""，川崎...叫川""‘'叩・"'"，.......，，，'"・，，，....，川町， 11 ，".'怜州内・ 1~ ，. ...llf' ， "...~þtl'hl"'y 司川市川"，"・，~"."叫帽、市表 3 コシヒカリ蔚培養由来の石川 32号の特性概要

培養あるいは培養変異，種子カル(農総試のデータ〉
項目
系統名石川 32号標)ホウネンワセ比)能登ひかり比)コシヒカリ

出穂期

成熟期

手早長cm)(月・日) (月・日) (7• 287• 307• 318• 069• 059・029• 049• 1588838391穂、数穂長(cm) (本/凶)

20.
1
19.
121.0
19.
9361428340348

系統名が付けられたものが全国で122系統，さらに品種登録されたものが 10品種あった O この数は徐々に増えつつある。ただし企業・民間はこの統計に含まれない。民間は自由化以来なので，まだごく少数である。

玄米重対標比千粒重項目ス，プロトプラスト培養も含む〉で

系統名

倒伏(kg/a)

(%)

(g)

品質食味

石川県農業短期大学付属農業 資源

石川 32号標)ホウネンワセ比)能登ひかり比)コシヒカリ

無 徴
徴 小56.
357.
15~.2

微 小55.
220.
921.023.
421.9

上下
上下
中上
上下

0.
520.
000.
130.
34

研究所では，イネの組織培養のパイ盤

9910010297注)平 6と平 7の平均値を示す。食味はホウネンワセを基準とした。

を示す個体が得られた。これらの中から，稗長が10"""15cm程度短いものや 1週間程度早生の個体をオニアである新関宏夫教授が中心となって，イネ以外の作物も含 めて培養の基礎研究を盛んに行ってきた o
平成元年に，県農試(当時の名前)の栽培部長であった横谷氏の呼び掛けもあって，農短資源研と県農試の稲作科 と生物工学科との 3選んでさらに形質を調査し選 抜していった。ある系統は，短稗であり，コシヒ カリの倒伏しやすい研究と事業化が始まったので あった。そして一進という欠点が改善されているが，穂長も短くなり一退があったが，現在では育 種の体系の中に相当収量が低下していた。また， ある系統は早生で短の位置を占めるようになった。平成 7年度末で石川番号がついた培養由来の系統は，先述の石川 32

秤であるが，食味が悪くなっ ていた。選抜を重ねていった結果，手早長が 10cm程度短く，耐倒伏性が者協力体制ができ予算もつい て，イネの蔚培養の号を含め， 34号， 36号， 37号の 4つがある。
上に述べたように，蔚培養は 多くのメリットを1週間以上早生でしかもコシヒ カリ並の良食味である系統が得られ，石川 32号とされた(
表 3)。これは品種登録の準備がなされている。

種の主流になるには，まだ工夫が必要であろう。

6. 現状と今後

石川県方式は現時点でかなり 良い達成を示すと思強化され，もっている。しかし培養の規模を広げてイネの育平成 7年 (1995年)の統計によると，全国の 53

われるが，カルス形成率の改善を当面の目標にしカ所(ふつう各県 1カ所の農業試験場，および国てさらに研究を重ねていきたい。最後に，この研の指定試験地を加える〉で， 水稲の育種が組織的に行われている。そのうち約培養に力を入れてい究と事業は大勢の人々の協力で成り立っており，ここに感謝すると共に紙面の関係で名前を省略しるところは，大分県 (100%)，高知県 (90%)，

たことをお許し願いたい。

石川県・岐阜県(作物部〉

文献

・愛媛県(各 30%) などである。かっこ内の数字は水稲の育種全体のうちで，約培養に配分される材料の割合を示す。また34カ所はこ伶割合が20%未満である。約培養を全く行っていないところも 14カ所ある。なお新潟県や広島県では，この割合 の数字は低いけれども， ';精力的に;蔚培養を行っている。
農水省農研センター編集の「水稲の育成品種・系統の来歴と品種名一覧 J1995年版をみると，培養由来、 (F1約培養が主であるが ，F2や F3での約N
iizekiH. and Oono K.(
1968)lndu
ctio
nofhaploi
driceplan
tfromanthe
rculture.P
roc.Jpn.
Acad.4
4:554‑557.
小牧ら (1995) 石川県のイネの育種における F1 約 培 養ol45， suppl2:p64.の利用.育種学雑誌 v