作成： 1998/11/08 天野 悦夫
データ番号 ：020135
油料作物の突然変異育種とその傾向
目的 ：油料作物の含有成分の大幅改善
放射線の種別 ：ガンマ線,エックス線
放射線源 ：60Co、X線、その他(抄録論文))
応用分野 ：植物育種、主に草本性油料作物の栽培、油料生産精製工業、植物油新規用途の開発
詳細説明 ：
我々の日常生活にいろいろな面で不可欠な植物油は油椰子、ココ椰子、オリーブのほかは、大豆、ナタネ、ヒマワリ、ベニバナ、トウモロコシなどの草本性の油料作物によってその大部分が生産されている。はじめに述べた3種の木本性作物では、オリーブに突然変異育種の試みが成功しているが、大きな成果は1年生の草本である後者のグループでなされている。
これらの品種改良には二つの行き方が見られる。一つは一般の農作物と同じく栽培・圃場管理・収穫に関する改良で、早生化や耐病性化への試みの他に、ヒマワリでは雄性不稔の誘発利用がある。二つ目は油料作物で特に注目される行き方で、これらの植物油に含まれる脂肪酸組成や有害成分の除去等、成分組成の改良を目的とするもので、多くの成功例が報告されている。中でも著しいのはカナダで行われたナタネ(セイヨウナタネ)の成分改良であり、「カノーラ」は食用菜種油の別名にまでなっている。
植物油の主成分は多くの場合次のような構造を持つオレイン酸であるが、これに生体内の代謝系によって、不飽和結合の多くなったリノール酸、リノレン酸、更に分子が長くなったエルシン酸などへといろいろな変化が起こっている。これらのうち、エルシン酸や、配糖体のグルコシノレートなどは食用には望ましくない成分である。
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH ：オレイン酸
中央の2重結合が水素で飽和しているのがステアリン酸である。栄養成分としてはこの不飽和部分が有ることがリノール酸などの必須脂肪酸として大切であるが、リノレン酸のように3カ所も不飽和になると、ペンキや油絵の具などに用いられるいわゆる乾性油として、保存中に変性しやすくなる（図１）。
図1 主要油料作物における脂肪酸の代謝過程（原論文1より引用）
これらの要素などから植物油の用途が決まってくるのであるが、突然変異によって酵素を不活性化し、成分組成を変更したものが上記のカノーラとリノーラである。カナダで開発されたカノーラは菜種を改良してグルコシノレートとエルシン酸を作らないようにしたものであり、リノーラは一般には乾性油として用いられている亜麻の種子油の成分の中から不飽和度の高いリノレン酸を作らせないように改良して食用にも使えるようにしたもので、カノーラにならって(リンシード油の名から)リノーラと呼ばれている（表１）。
表1 主要な1年生油料作物とその脂肪酸組成（原論文2より引用）
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Plant Chr.No. Palmitic Stearic Oleic Linoleic Linolenic Erucic Ricinoleic Other
2n (16:0) (18:0) (18:1) (18:2) (18:3) (22:1) (18:1)
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Edible oils:
Canola1 38 5 2 63 19 9 - - 2
(Brassica napus)
Cotton 52 23 3 18 54 - - - 2
(Gossypium
hirsutum)2
Linola 30 6 4 17 72 1 - - -
(Linum
usitatissimum)
Maize (Zea mays) 20 11 2 24 58 1 - - 5
Peanut 40 9 3 57 23 - - - 8
(Arachis hypogaea)
Safflower3 24 7 2 12 79 - - - -
(Carthamus
tinctorius)
Sesame 26 8 4 47 39 - - - 2
(Sesamum indicum)
Soybean 40 12 4 25 51 8 - - -
(Glycine max)
Sunflower3 34 7 4 16 73 - - - -
(Helianthus
annuus)
Industrial oils:
Castor 20 1 1 3 4 Trace - 90 1
(Ricinus communis)
Linseed (Linum 30 7 4 20 17 44 - - 8
usitatissimum)
Rape4 38 4 - 11 14 8 52 - 115
(Brassica napus)
Turnip rape4 20 3 - 27 18 9 31 - 125
(Brassica
campestris)
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1:Rape, low (zero) erucic acid and low (zero) glucosinolate.
2:Major species. G.barbadense (Egyptian cotton) second cultivated species.
3:Standard type.
4:High erucic acid.
5:Mainly eicosenoic fatty acid (20:1)
突然変異による場合は変化の起こった酵素の、脂肪酸生合成・代謝系での位置によって、参考文献に報告されているように、脂肪酸成分の増加になる場合や、あるいは減少になる場合も起こるので、選抜時に目的によって使い分けると良い。いずれの場合も突然変異法の場合は生じた変異遺伝子自体は安定に遺伝される（表２）。
表2 誘発突然変異体の脂肪酸組成変化の例（原論文1より引用）
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Crop and Fatty acids (%)
identity or ----------------------------------------------------------
type Palmitic Stearic Oleic Linoleic Linolenic Reference
-------------------------------------------------------------------------
Linseed
-------
Glenelga 7.0 3.7 35.1 14.1 40.1 /108/
M1589b 7.2 5.0 44.1 24.6 19.1
M1722b 8.4 4.8 35.5 27.9 23.4
F2 plantsd 8.7 5.5 33.5 50.7 1.6
Soybean
-------
FA8077a 9.1 4.3 44.2 37.5 5.0 /111/
A6b 7.7 30.4 21.1 35.4 5.5
Sunflower
---------
Standard 5.1 3.5 40.7 50.7 Sungenec
High oleic 3.2 2.0 87.8 6.9
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aStandard type bMutant type
cPersonal communication, Sungene Technologies Corporation.
dAverage of seven F2 low linolenic plants from a cross of M1589 x M1722
コメント ：
生合成過程を関係する遺伝子の不活性化でブロックすることによる油料作物の特殊品質の創出は、穀類のモチ澱粉化で実績があるが、ウルチをモチ化する場合に較べて、選抜は生化学的分析を必要とするために格段に難しくなる。しかしその効果は著しく、ヨーロッパでは安心して食用になる菜種油の生産が過剰になる事態まで心配されている。生物の増殖能による経済効果の増大は機械工業製品をはるかに越える場合のあることの好例でもある。
原論文１ Data source 1：
Mutation Breeding for Quality Improvement, -- A Case Study for Oilseed Crops --
G. Roebbelen
Institute fuer Pflanzenbau und Pflanzenzuechtung, Georg-August-Universitaet Goettingen,
Mutation Breeding Review, 1-44 1990 IAEA
原論文２ Data source 2：
Oil Crops:Status and Outlook
A. Ashri
Faculty of Agriculture, The Hebrew University of Jerusalem
Mutation Breeding of Oil Seed Crops, IAEA-TECDOC-781, pp7-12
参考資料１ Reference 1：
Linolenic Acid Content in Soybean Improved by X-ray Irradiation
Y. Takagi, A.B.M. Mamun Hossain, T. Yanagita, T. Matsueda, and A. Murayama
Faculty of Agriculture, Saga University, Ajinomoto Co., Inc., Kyushuu Factory
Agric. Biol. Chem. 54:1735-1738 (1990)
参考資料２ Reference 2：
High Linolenic Acid Mutant in Soybean Induced by X-ray Irradiation
Y. Takagi, A.B.M. Mamun Hossain, T. Yanagita, and S. Kusaba
)Faculty of Agriculture, Saga University
Japan J. Breed. 39:403-409
キーワード：油料作物、突然変異、脂肪酸、不飽和脂肪酸含有量、ナタネ、アマ、成分改善、カノーラ、リノーラ、育種
oil crop, mutation, fatty acids, unsaturated fatty acid, rape seed, lin seed, content improvement, Canola, Linola, breeding
分類コード：020101,020304,020301,020501