JP7037209B2 - 回復遺伝子連鎖マーカーによりトウガラシ雄性不稔系統及びホモ接合型回復遺伝子系統を同時に育成する方法 - Google Patents
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Description
前記回復遺伝子連鎖マーカーCapsicum-R-82CAPSの配列が、
F:5’-TTCTCATCATAGCATTGCTGTGCAAACT-3’、
R:5’-CCATCAGGCTTCGGTTAGTCA-3’、
である。
トウガラシF2世代集団を構築するステップ(1)と、
トウガラシF2世代個体に対して圃場稔性同定を行うステップ(2)と、
上記連鎖マーカーによりトウガラシF2集団中のホモ接合型回復遺伝子を有する個体の同定を行うステップ(3)と、
ホモ接合型回復遺伝子を有する系統を育成すると同時に、新しいトウガラシ不稔系統を創造するステップ(4)と、
を含む。
育種者の育成目標を満たすトウガラシ細胞質雄性不稔三系雑種を選択するステップと、
雑種F1を育苗し、隔離網室内で雑種F1を定植するステップと、
隔離した状態で花期に自殖させ、果実が成熟した後に種子をF2世代種子として収穫するステップと、
F2世代種子を育苗し、隔離した状態で個体定植を行い、個体に番号を付けるステップと、
トウガラシF2世代集団を構築するステップと、
を含む。
F2個体を日光温室内で基質ウェルプレートを用いて育苗し、6葉期に隔離室内で個体定植を行うF2個体植栽ステップ(2-1)と、
開花期にF2集団に対して稔性を調査し、各株の稔性を記録し、圃場における個体に札を掛けて標識し、花期の花粉量に基づいて稔性、即ち、可稔又は不稔を同定するF2集団稔性圃場調査ステップ(2-2)と、
を含む。
F2集団の開花期に、圃場稔性同定の結果に基づいて、10個の可稔個体のDNAをランダムに選択して可稔プールを構築し、10個の不稔個体のDNAをランダムに選択して不稔プールを構築し、F2個体、可稔プール、不稔プールに対してCTAB法によりDNAを抽出するステップ(3-1)と、
上記連鎖マーカーにより可稔プール及び不稔プールにおいて多型性スクリーニングを行い、分子量が82bpのバンドが1本しかない個体はホモ接合型回復遺伝子を有する個体であり選択され、他のバンド型の個体を淘汰するステップ(3-2)と、
上記連鎖マーカーによる同定結果に基づいて花期に回復遺伝子座ヘテロ接合型個体を取り除き、咲いている花に対して除去、自殖を行い、ホモ接合型回復遺伝子を有する株を構築するステップ(3-3)と、
を含む。
F2集団個体のうち、花期調査の結果が雄性不稔でありかつ上記連鎖マーカー同定の結果が分子量が108bpである1本のバンドのみを有する個体は、細胞質雄性不稔個体であり、札を掛けて番号を付け、花期に育種者が所有する同じ種類のトウガラシの維持系統と検定交雑を行うステップ(4-1)と、
検定交雑後の種子を育苗、定植し、盛花期に稔性同定を行うステップ(4-2)と、
交雑後世が花期に100%雄性不稔である場合、新たに創造された不稔系統であり、不稔率が51%-99%である場合、後世の不稔率100%に達するまで繰り返して戻し交雑を行うことにより、新たに創造された不稔系統が得られ、不稔率が50%未満である場合、対応する株を淘汰するステップ(4-3)と、
を含む。
1、本発明は、迅速で色素種類トウガラシ回復遺伝子座がホモ接合型である回復系統を育成し、雄性不稔系統を創造できる方法を提供することにより、多世代の戻し交雑及び多世代の自殖による退化及び育成のための交雑作業量が多い問題を解決することができる。
〈実施例1〉
本発明は、トウガラシ雄性不稔三系雑種を出発材料とし、40メッシュの隔離網室内でF2世代分離集団を構築する。開花期稔性の調査結果に基づいて、不稔プール及び可稔プールを構築し、トウガラシ回復遺伝子連鎖マーカーにより多型性スクリーニングを行う。可稔プールに対して電気泳動を行い、分子量82bpに2本のバンドがあり、そのうちの1本の分子量が不稔プールの分子量と異なり、もう1本の分子量が不稔プールの分子量と同じである場合、この回復遺伝子連鎖マーカーによりF2集団において回復遺伝子座がホモ接合型個体の同定を行うことができる。次いで、F2集団において、全ての可稔個体に対して分子マーカーによりスクリーニングを行い、1本のバンドのみを有しかつ分子量が不稔プールと異なる個体をトウガラシ回復遺伝子座ホモ接合型個体としてスクリーニングする。スクリーニングされた個体を自殖させた後世は、ホモ接合型回復遺伝子を有するトウガラシ回復系統である。また、分子マーカー及び開花期の表現型により不稔個体を二重同定スクリーニングし、育種者が所有する同じ種類のトウガラシ性状が良好な維持系統を父本とし、検定交雑及び戻し交雑により、新しいトウガラシ不稔系統を育成。これによって、トウガラシ雄性不稔三系法による交雑育種のために、ホモ接合型回復遺伝子を有する系統及び新しいトウガラシ不稔系統が備蓄される。
<1 トウガラシ不稔系統及びホモ接合型回復遺伝子を有する系統を育成するために必要なトウガラシF2世代集団の構築>
(1)収量、果形、カプサンチン含有量などの育種目標を満たすトウガラシ雄性不稔三系雑種を選択する。
(2)雑種を育苗棚内で育苗し、40メッシュの隔離網室内で雑種F1を定植する。隔離したままで花期に自殖させ、果実が成熟した後、種子をF2世代種子として収穫する。
(3)F2世代種子を育苗棚内で育苗し、40メッシュの隔離網室内で個体定植を行い、札を掛けて個体に番号を付ける。
(4)開花期での稔性同定のために記録する。
(2.1 F2個体植栽)
育苗棚内で基質ウェルプレートを用いて育苗し、6葉期に40メッシュの隔離網室内で個体定植を行う。F2集団個体の数は100-150の範囲内であればよい。以下の実施例では、F2世代個体の数は123である。
開花期にF2集団に対して稔性を調査し、各株の稔性を記録し、圃場における個体に札を掛けて標識する。花期の花粉量に基づいて稔性を同定する。葯表面の花粉粒子が濃密である場合、稔性は可稔であり、葯に花粉粒子がない場合、不稔である。
(3.1 個体の圃場稔性の調査結果に基づいてF2集団の不稔プール及び可稔プールを構築し、DNAを抽出する)
F2集団の開花期に、圃場稔性の調査及び稔性同定の結果に基づいて、10個の可稔個体のDNAをランダムに選択して可稔プールを構築し、10個の不稔個体のDNAをランダムに選択して不稔プールを構築する。F2個体、可稔プール、不稔プールに対してCTAB法によりDNAを抽出する。
回復遺伝子連鎖マーカーにより可稔プール及び不稔プールにおいて多型性スクリーニングを行った結果、Capsicum-R-82CAPSマーカーは多型性を有するので(図1)、回復系統の補助スクリーニングに適用できるとともに、この2つのマーカーは、いずれも共顕性マーカーに属するので、回復遺伝子座がホモ接合型であるか否かの判断に適用できる。これによって、回復遺伝子座ホモ接合型回復系統のスクリーニングを補助することができ、回復遺伝子座がホモ接合型であるか否かの判断にかかる作業量を減少させることができる。
前記マーカーCapsicum-R-82CAPSによりF2世代集団において検出した結果を図2及び表3に示す。稔性同定結果と組み合わせて総合的に分析したところ、このマーカーは、回復系統のスクリーニングを補助することができる。このように、82bpバンドを有する個体のみはホモ接合型回復遺伝子を有する個体であり選択される。F2世代集団のうち、番号が3、16、27、30、31、32、36、37、39、49、60、64、67、70、72、81、88、97、105、110、112、113、116、119、120、123である合計26個の個体は回復遺伝子座ホモ接合型を有し、他のバンド型の個体を淘汰する。
他のトウガラシ材料で構築された集団では、同定作業量を減少させるために、このマーカーの適用性を改めてテストし、つまり、図1-4のバンド型を有することを確定した後、回復遺伝子座ホモ接合型個体の同定を行う必要がある。
隔離網室内で、分子マーカーによる同定結果に基づいて花期に回復遺伝子座ヘテロ接合型個体を取り除き、咲いている花に対して除去、自殖を行い、ホモ接合型回復遺伝子を有する株を構築する。次いで、育種目標及び経済性に応じて、ホモ接合型回復遺伝子を有する優れた回復系統を育成する。
(4.1)
F2集団個体のうち、花期の表現型が無花粉であり、かつ分子マーカー同定により分子量が108bpである1本のバンドのみを有する個体は細胞質雄性不稔個体である。分子マーカー同定結果と圃場同定結果の組み合わせにより、F2集団中の不稔株をより正確に同定でき、環境の変化により植株が不稔になることにより圃場稔性同定が正確ではないことを防止できる。F2集団における番号が8、9、14、17、20、23、24、33、44、48、52、61、62、68、69、76、82、83、86、89、92、98、99、102、103、104、108、111、121である個体は雄性不稔個体である。札を掛けて番号を付け、花期に育種者が所有する同じ種類のトウガラシの維持系統と検定交雑を行い、記録する。
交雑した後の種子を育苗、定植し、盛花期に稔性同定を行う。
(4.2.1)
交雑後世が花期に100%雄性不稔である場合、新たに創造された不稔系統である。
(4.2.2)
雄性不稔率が51%-99%である場合、後世の不稔率100%に達するまで繰り返して戻し交雑を行うことにより、新たに創造された不稔系統を得る。
(4.2.3)
雄性不稔率が50%未満である場合、対応する株を淘汰する。
新たに創造されたトウガラシ雄性不稔系統を母本とし、既存の同じ種類のトウガラシの回復系統を父本として交雑の組み合わせを作り、母本不稔系統の組合わせ能力を評価する。
Claims (4)
- F:5’-TTCTCATCATAG CATTGCTGTGCAAACT-3’からなるプライマー及びR: 5’-CCATCAGGCTTCGGTTAGTCA-3’からなるプライマーで構成されるプライマーセットを用いた、回復遺伝子連鎖マーカーCapsicum-R-82CAPSによりトウガラシ雄性不稔系統及びホモ接合型回復遺伝子系統を同時に育成する方法であって、
トウガラシ雄性不稔三系雑種を出発材料とし、トウガラシF2世代集団を構築するステップ(1)と、
トウガラシF2世代個体に対して圃場稔性同定を行うステップ(2)と、
前記連鎖マーカーによりトウガラシF2集団中のホモ接合型回復遺伝子を有する個体の同定を行うステップ(3)と、
ホモ接合型回復遺伝子を有する系統を育成すると同時に、新しいトウガラシ不稔系統を創造するステップ(4)と、
を含み、
前記ステップ(3)は、
F2世代集団の開花期に、圃場稔性同定の結果に基づいて、10個の可稔個体のDNAをランダムに選択して可稔プールを構築し、10個の不稔個体のDNAをランダムに選択して不稔プールを構築し、F2世代個体、可稔プール、不稔プールに対してCTAB法によりDNAを抽出するステップ(3-1)と、
前記連鎖マーカーにより可稔プール及び不稔プールにおいて多型性スクリーニングを行い、分子量が82bpのバンドが1本しかない個体はホモ接合型回復遺伝子を有する個体であり選択され、他のバンド型の個体を淘汰するステップ(3-2)と、
前記連鎖マーカーによる同定結果に基づいて花期に回復遺伝子座ヘテロ接合型個体を取り除き、咲いている花に対して除去、自殖を行い、ホモ接合型回復遺伝子を有する株を構築するステップ(3-3)と、
を含み、
前記ステップ(4)は、
F2世代個体のうち、花期調査の結果が雄性不稔でありかつ前記連鎖マーカー同定の結果が分子量が108bpである1本のバンドのみを有する個体は、細胞質雄性不稔個体であり、札を掛けて番号を付け、花期に育種者が所有する同じ種類のトウガラシの維持系統と検定交雑を行うステップ(4-1)と、
検定交雑後の種子を育苗、定植し、盛花期に稔性同定を行うステップ(4-2)と、
交雑後世が花期に100%雄性不稔である場合、新たに創造された不稔系統であり、不稔率が51%-99%である場合、後世の不稔率100%に達するまで繰り返して戻し交雑を行うことにより、新たに創造された不稔系統が得られ、不稔率が50%未満である場合、対応する株を淘汰するステップ(4-3)と、
を含み、
F2世代個体の数は100-150株の範囲にある
ことを特徴とする、育成方法。 - 前記ステップ(1)は、
育種者の育成目標を満たすトウガラシ細胞質雄性不稔三系雑種を選択するステップと、
雑種F1を育苗し、隔離網室内で雑種F1を定植するステップと、
隔離した状態で花期に自殖させ、果実が成熟した後に種子をF2世代種子として収穫するステップと、
F2世代種子を育苗し、隔離した状態で個体定植を行い、個体に番号を付けるステップと、
トウガラシF2世代集団を構築するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の育成方法。 - 前記ステップ(2)は、
F2世代個体を日光温室内で基質ウェルプレートを用いて育苗し、6葉期に隔離室内で個体定植を行うF2世代個体植栽ステップ(2-1)と、
開花期にF2世代集団に対して稔性を調査し、各株の稔性を記録し、圃場における個体に札を掛けて標識し、花期の花粉量に基づいて稔性、即ち、可稔又は不稔を同定するF2集団稔性圃場調査ステップ(2-2)と、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の育成方法。 - 前記稔性の同定では、葯表面の花粉粒子が濃密である場合、稔性は可稔であり、葯に花粉粒子がない場合、不稔であることを特徴とする、請求項3に記載の育成方法。
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