作成： 1996/10/14 天野 悦夫
データ番号 ：020009
豆類の突然変異育種
目的 ：豆科作物の突然変異育種とその応用
放射線の種別 ：エックス線,ガンマ線
放射線源 ：ガンマ線照射設備(Co-60等)
線量（率） ：100-200Gy
利用施設名 ：国内では農業生物資源研究所・放射線育種場(ガンマールーム)など。
照射条件 ：大部分は休眠乾燥種子
応用分野 ：品種の改良・改善、育種材料の開発、学術研究材料の開発
概要 ：
一般には豆類は自家受粉型の突然変異育種の容易な植物である。原子力の平和利用として、突然変異育種を推進している国際原子力機関(IAEA)の集計では、1995年までに世界で登録・公表された突然変異育種法による作物品種、1,737品種の内で、稲、麦などの穀類822品種に次いで、豆類は206品種と第2位である。
詳細説明 ：
現在、世界では大豆が蛋白質源として重要視されており、突然変異育種の成果も日本国内での成果を含めてトップであるが、国によって菜豆、緑豆、豌豆、落花生その他色々な豆類に突然変異育種法が応用されている（表１、表２）。
利用される突然変異形質としては、稲と同様に早生と半矮性が多いが、高草丈の例もある。豆類では特に早生化が重用され、各豆類にわたって誘発早生品種が出ている。草型に関しては、大豆では多枝、多莢が、多収狙いとして取り上げられているほか、ポーランドでは豌豆で、真葉(本葉)が巻蔓化して托葉のみになった変異体が、草型が優れていることもあって、良い品種「Waseta」と評価され、子孫品種も多数出ている。大豆では臍部分の着色が加工の際に問題になることがあるが、突然変異により「白目」にすることに成功している。またアフリカで重要な豆である菜豆では、市場の要求度の高い白色粒への改善が望まれているが、突然変異による色素合成過程の阻害で、可能と思われる。
豆類ではウイルスを含む各種の病害への抵抗性が育種の重要目標になっているが、タイ国でのサビ病抵抗性品種「Doi-kam」の育成などの成果がある。
また、成分育種も重要な対象であるが、最近では大豆で青臭さの原因とされるリポキシゲナーゼ欠如品種が開発されている。リポキシゲナーゼは3種類の酵素群であるが、そのそれぞれの欠如系統は既に存在していた。しかし、3種の内L-1とL-2は、同一染色体上で強く連鎖しているらしく、これら3種の同時欠失は交配育種では得られなかった。しかしガンマ線照射によって、1,813粒の種子から1粒だけ、リポキシゲナーゼ完全欠失種子を得ることができ、地方番号九州111号として、青臭みのない新品種に向けて検討・育成が進められている（図１）。
豆類は根粒菌の共生によってその根に生じる根粒の中で空気中の窒素を固定し、窒素肥料の補給をすることが知られているが、ガンマ線の照射によって、根粒を多量に作るスーパーノジュレーション突然変異が報告されている。大豆ではまずオーストラリアの P. Gresshoff によって報告され、その後日本の研究所でも別の大豆品種で再現されている。この場合はそれが直ちに多収に結びつくのか、あるいは、根粒菌への罹病性と同じく、他の病原菌にも弱くなっているのではないかなど、問題はあるが、面白い分野である。
図1 リポキシゲナーゼ欠失大豆の電気泳動像 （原論文2より引用）
表1 豆類で用いられた突然変異形質（原論文1より引用）
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Character Soy- Phaseo Vigna Pea Peanut Other Total
bean lus
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Plant type and morphology：
Reduced plant height 2 2
Tall plant 1 1
Stiff stem 1 1
Vigorous 2 1 1 4
Plant habit 1 2 3
More branches and pods 3 1 4
Changed leaflet 2 2
Maturity
Early 10 4 3 2 1 20
Late 2 2
Seed character
Seed size and colour 1 1 1 3
Seed quality
Resistance to disease 2 1 3
Others 1 1
Increased yield 1 1 4 1 4 11
(Plant type) (1) (1) (1) (1) (4)
(Maturity) (1) (1) (2)
(Resistance to disease) (2) (1) (3)
Total 20 9 8 7 9 4 57
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Source:Mutation Breeding Newsletter,IAEA
表2 豆類で用いられた変異処理と誘発頻度（原論文1より引用）
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Crop Character Mutation rate, Mutagen Reference
M2 plant or
M2 line* basis
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Peanut Vigorous 1.2×10-5 X-ray Gregory et al.
(1959)
Common Semi-dwarf from 2.8×10-4 Gamma Mujeeb and Greig
bean indetaminate (1973)
habit
Chick Upright and 2.0×10-4 Gamma Shakoor et al.
pea compact habit (1975)
Green more pod 2.7×10-5 EMS Prasad
gram number/high (1976)
yield
Common Round pod 1.4×10-4 Gamma Mujeeb and Greig
bean /high yield (1973)
Common Green pod. 4.9×10-3 X-ray Swarup and Gill
bean from yellow 3.2×10-2* (1968)
coloured
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コメント ：
ここでは豆類全体を見渡したが、突然変異育種では一般育種以上に植物種ごとに目的や適用方法が違うことが多い。既に多細胞の生長点が種子胚に形成されている場合、種子の変異原処理では変異組織がキメラ状になるが、大豆や落花生など一莢に三粒以下のものとアズキやササゲなど多粒着性のものでは実験手法を区別して考えねばならない。種類別データが充実したときは各種別に参照すると良い。
原論文１ Data source 1：
Mutation breeding in leguminous crop plants.
Yutaka TAKAGI
Faculty of Agriculture, Saga University, Saga, 840
Gamma Field Symposia No.25, (1986) 73-85
原論文２ Data source 2：
突然変異による大豆のリポキシゲナーゼ完全欠失系統の育成
羽鹿 牧太
九州農業試験場
第35回ガンマーフィールド・シンポジウム(講演要旨 9-12), 1996
参考資料１ Reference 1：
Improvement of Grain Legume Production Using Induced Mutations.(論文集)
A. Micke 他34論文採録
Proceedings of a Workshop:Improvement of Grain Legume Production Using Induced Mutations.
キーワード：大豆、豆類、突然変異、育種、耐病性、酵素欠失、放射線、化学変異原
soybean, legumes, mutation, breeding, disease resistance, enzyme deficiency, radiation, chemical mutagen
分類コード：020101