2021年01月15日

北大、植物の乳胚から三倍体と六倍体を同時に作出

【カテゴリー】：ファインケミカル 【関連企業・団体】：北海道大学

北海道大学 北方生物圏フィールド科学センターの星野洋一郎教授らと千葉大学の研究グループは15日、植物の胚乳を培養して二倍体の植物から三倍体と六倍体を同時に作出する技術を考案したと発表した。 植物の倍数性レベルが上がると花や果実，葉のサイズが大きくなるなどの利点がある。倍数体を作出してその利点を品種改良に利用する方法は，倍数性育種として知られている。これまで三倍体や六倍体を作出するためには、コルヒチンによる倍加と交配を行う必要があり、多くの時間と手間が必要だった。 今回、研究では，胚乳が三倍性を示すことに着目し，ヒガンバナ科のマユハケオモト（ハエマンサス）を材料に、胚乳培養とコルヒチン処理を組み合わせ、交配を経ずに三倍体と六倍体を同時に作出する手法を考案した。 未熟な種子を滅菌して胚乳と胚を分離して摘出し、組織培養を行った。胚乳はカルス形成を経て植物成長調節物質を添加しない培地に移すことで植物体が再生されることがわかった。この再生植物は、染色体観察とフローサイトメトリーによるDNA量の測定によって三倍体であることを確認した。次に、胚乳由来カルスにコルヒチンを処理することで六倍体を誘導した。胚乳由来カルスは胚形成能をもち、不定胚経由で植物体になっていた。 植物の胚乳は種子の中の大部分を占め、胚に養分を供給する役割を担っている。イネやトウモロコシでは可食部分が胚乳だ。多くの植物では重複受精により二倍体植物の胚乳は三倍性となる。しかし胚乳は胚に養分を供給する役割を終えると退化してしまい植物にはならない。 近年、胚乳を組織培養することによって二倍体の植物の胚乳から三倍体ができることがわかってきたが、今回の研究では、マユハケオモトの胚乳が高い植物体再生能を保持することを明らかにした。またコルヒチン処理と組み合わせることで三倍体と六倍体を同時に作出する培養系を確立し、胚乳培養の応用可能性を示した。 同研究成果は、2020年11月27日付「のPlant Cell、 Tissue and Organ Culture」誌にオンライン掲載された。 ＜用語の解説＞ ◆倍数性とは　： 生物が持つ染色体のセットのこと。二倍体が基本で、その配偶子が一倍体。 ニュースリリース参照 https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/210115_pr2.pdf