Transcript 阿部先生1210
育種の長いお話し・お豆の話 北大 植物遺伝資源学研究室 阿部 純 1 品種改良（育種）に利用される遺伝的変異 遺伝資源 自然変異 人為的突然変異 在来種 放射線 古い育成品種 海外からの導入品種 ガンマ線 化学薬品 エチルメタンスルホネート （EMS） 野生種 2 農業生物資源研究所 放射線育種場 （茨城県常陸大宮市） ガンマ線照射台 ガンマ線照射台 放射線育種場データ 3 表現型、タンパク質、遺伝子 選抜 遺伝子 DNA タンパク質 表現型 RNA DNA塩基配列の変異 遺伝的変異 機能の変化 多様さ 4 育種とは：交雑・選抜・固定 品種Ａ 品種Ｂ 交雑 表現型の分離（後代） 繰り返す 選抜 後代 固定 新しい品種 5 作物の種類で異なる育種の方法 自殖作物 イネ、コムギ、ダイズ、豆類 他殖作物 トウモロコシ、テンサイ、 タマネギなど多くの蔬菜類 主に自家受精する 主に他家受精する 交雑して選抜 自殖を重ねる 近親交配を重ねる 生長が損なわれる 遺伝的に固定させる 雑種強勢（ヘテロシス） を利用する F1作物 6 ダイズの地方品種（伝統野菜） 紅豆 黒千石 ヨナヨー 秘伝豆 岩手緑 水潜 小糸在来 丹波黒 おやし 7 育種とはだれのために 機械化栽培 大規模化 耐倒伏 性 難脱粒 性 安定・多収 耐寒性 耐暑性 耐虫性 収量性 育種目標 低農薬 低価格 安全・安心 耐病性 貯蔵性 加工特 性 機能性 食味 8 ダイズを機能性の高い、おいしいダイズに改良する 脂質 血中コレステロールの低下 ダイズの機能性 フラボノイド・イソフラボン 更年期障害の緩和、 骨粗鬆症予防、抗ガン作用 トコフェロール 動脈硬化予防、抗酸化作用 タンパク質 コレステロール抑制効果 サポニン 抗ウイルス・抗ガン作用、 抗酸化作用、肝機能障害予防 ルテイン 視覚機能改善、抗酸化作用 欠点 ダイズ油は劣化 しやすい 青臭み・えぐみ がある 9 植物油の脂肪酸組成の違い 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 ダイズ油 キャノーラ油 オリーブ油 0% 20% 40% 60% 80% 100% 10 飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸 固まりやすい 飽和脂肪酸 植物油の性質 飽和脂肪酸が多い 不飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸が多い 液状のまま 酸化されやすい 油脂の着色・風味低下・不快臭 過酸化物は栄養障害を引き起こす 二重結合 11 リノール酸はリポキシゲナーゼによって酸化される リノール酸 リポキシゲナーゼ 過酸化脂質 リノール酸９－ヒドロペルオキシド N-ヘキサノール 青臭みの成分 リノール酸１３－ヒドロペルオキシド １２-オキソ－シス-９-ドデセン酸 12 青臭みを取り除くために リポ欠ダイズ品種 リポキシゲナーゼタンパク質は3個ある Lx1 Lx2 Lx3 リポ欠 リポキシゲナーゼタンパク質を 持たない 貯蔵タンパク質 遺伝的変異 ダイズ種子のタンパク質電気泳動像 13 苦味や渋み成分（グループAサポニン）を取り除く B01082 グループAサポニンの構造 ソヤサポゲノールＡを 持たない系統 Rf 1.00 0.65 0.56 ソヤサポゲノールＡ 0 薄層クロマトグラフ解析の結果 14 きぬさやか リポキシゲナーゼとグループAアセチルサポニンを 持たない品種 15 水素添加処理：ダイズ油の性質を変える リノレン酸 ダイズ油 オレイン酸 リノール酸 キャノーラ油 オリーブ油 0% 20% 40% 60% 80% 100% 水素添加処理・熱処理 シス型 悪玉コレステロール を増加させる トランス型 16 リノール酸含量低下の試み 人為突然変異体を探す Ol FAD2-1A, FAD2-1B Fan Fanx 17 表現型、タンパク質、遺伝子 DNA塩基配列の変化 DNA 遺伝子 RNA タンパク質 表現型 機能の消失 OL, Fan, Fanx 18 人為突然変異品種のリノール酸・リノレン酸含量 Fan Ol Fanx オレイン酸 比較（親品種） 人為突然変異品種 25 リノール酸 53 52 リノレン酸 8 30 3 FAD2-1B 19 表現型、タンパク質、遺伝子 遺伝的変異 RNA鎖が二本鎖を作ると 分解されてしまう DNA塩基配列の変異 DNA 遺伝子 RNA 遺伝子組み換え X タンパク質 表現型 選抜 20 遺伝子組み換え技術を用いた 高オレイン酸ダイズの開発：デュポン社 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 X FAD2-1A, FAD2-1B 二つの酵素遺伝子に由来するRNAを分解するようなDNA断片を挿入する オレイン酸 リノール酸 リノレン酸 普通品種 組み換え品種 21 遺伝資源の中からFAD2-1Bの変異体を探す ゲノムシークエンス データベース FAD2-1B シークエンス解析 遺伝資源 高オレイン酸含量系統 FAD2-1B変異体系統の選抜 FAD2-1A変異体 (ol) と交雑した後代から二重劣性型を選抜 オレイン酸 リノール酸 リノレン酸 遺伝資源の中から見いだされた 変異体の組み合わせ 遺伝子組み換え技術で作られた品種 22 まとめ 在来種と改良品種 お互いの良いところを利用して 遺伝子組み換えダイズ 世界の主要な油糧作物として重要な位置を占める 食文化に見合った品種の利用 23