放射線利用技術データベースのメインページへ

作成: 1999/12/07 長谷川 博

データ番号   :020170
バラの放射線感受性
目的      :バラの突然変異育種の基礎である放射線感受性の調査
放射線の種別  :ガンマ線
放射線源    :60Co線源
線量(率)   :3〜5krad(30〜50Gy相当);1.8krad/min(原論文1)、50〜200Gy(原論文2)
利用施設名   :原論文に記載なし
照射条件    :空気中
応用分野    :花卉園芸、植物育種

概要      :
バラ(ハイブリッドティー系、フロリバンダ系、ミニチュアローズ)の苗木にガンマ線を急照射して、放射線感受性と芽条変異について調査した。照射後に芽継ぎをして育てた場合における生存率、あるいは照射一定時間後の植物体の高さなどの指標に関して品種間差異が認められた。草姿や花器の形態、花弁の色などに明らかに突然変異により生じたと思われる芽条変異が得られた。

詳細説明    :
 
 栄養繁殖性あるいは木本性の園芸植物の育種にとって、放射線利用による芽条変異の誘発は非常に有力な手段であり、これまでに多くの成果が得られている。ここでは、バラを例として、放射線育種の基礎資料について紹介する。
 
 原論文1:ハイブリッドティー(HT)系の花色を異にする6品種(白色2品種、藤色1品種、赤色2品種、黄色1品種)とフロリバンダ(FL)系で黄色の地にピンク色の花色である1品種を実験に用いた。各品種について少なくとも25個の側芽を持つ個体を選び、それらに3〜5kradのガンマ線を照射した。照射後その日のうちに側芽を台木に植え継いで調査した。放射線障害は発芽の遅れ、出現するシュート数の減少、照射後6,18ヶ月後の生存率の低下として認められた。調査した7品種のなかで放射線感受性に差異が認められた。シュート数は照射により減少したが、HT系の1品種 Papa Meilland では5krad照射区においても対照区より多かった。ただし、この品種は芽継ぎの活着率が悪かった。放射線感受性の品種間差異は生存率を指標としたときに、より明瞭に現れた。すなわち、照射6ヶ月後の生存率でみると、5krad区で10%以下になる品種から50%以上の生存率を示す品種までの幅があった(表1)。

表1 Effect of gamma irradiation on survival of cultivated roses. (原論文1より引用。 Reproduced from Environmental and Experimetal Botany 20: 325-333,1980, Tab.2(p.327), Pushpa Lata, Effect of ionizing radiation on roses: Induction of somatic mutaions; Copyright(1980), with permission from Elsevier Science.)
-----------------------------------------------------------------------------
                                  (%)Survival
-----------------------------------------------------------------------------
Name                 After 6 months            After 18 months
of            --------------------------------------------------------------
cultivar       Control  3krad  4krad  5krad    Control  3krad 4krad   5krad 
-----------------------------------------------------------------------------
Caledonia        88     76     35      4       72     40      4       0
Oklahoma         92     63     64     56       85     52     46      26
Papa Meilland    54     87     76     30       39     40     20       0
Pink Parfait     96     89     63     15       88     86     44      15
Prelude         100     76     59     22       79     42     19      23
Quebec          100     77     66     11      100     77     55      15
Virgo            92     67     32     23       73     50      8       3
t-value                  1.77   3.73† 7.49++       2.10* 4.63++7.80++
-----------------------------------------------------------------------------
   Significant at 0.1% level for treatments
  *Significant differences from control at p≦0.1.
 †Significant differences from control at p≦0.01.
 ++Significant differences from control at p≦0.001.
 得られた個体の形態を調べた結果、草姿の異常として矮性やつる性に変化したもの、また種々の花器の異常が認められた。得られた変異個体の中には、FL系の Pink Parfait において原品種より花色のピンク色が濃あるいは淡方向に変化した花弁を持つ、明らかに突然変異によると考えられる個体も見いだされた。
 
 原論文2ではミニチュアローズ4品種について放射線障害の程度についての線量反応を量的に評価するとともに、得られた花器の形態について調査したものである。苗は種苗業者より購入して1週間育てた後に、ガンマ線照射を行った。まず、照射施設での設定線量と被照射体である植物体に備え付けた線量計から得られる吸収線量の関係を調査し、実際の吸収線量が設定線量の誤差1割以内の範囲であることを確かめた。一定時間後の茎10cmあたりの棘の数、葉柄の長さ、花弁数、花器の直径、花弁の色および突然変異の数を調査し、放射線照射効果の指標とした。これらの指標については放射線照射により低下する場合と、高くなる場合があった。一方、一定時間後の植物の高さは照射線量の増加とともに低下して、両者の間には一次回帰式で表すことができた(図1)。用いた4品種の中で放射線感受性に関して品種間差異が認められた。得られた結果について多重ターゲット理論に基づいて考察を行った。


図1 Relationship between plant height and γ-irradiation dose for four miniature rose cultivars, 'Blue Blood'(BB), 'Mountie'(MT), 'Dark Red Mountie'(DM), and 'Potluck'(PL)(原論文2より引用)

 放射線照射が花器の形質に及ぼす効果は表2に示した通りである。花色の変化と花器の直径の減少が生じ、個体当たりの開花数も減少する傾向が認められた。point mutation の数も照射線量の増加とともに増加したが、その程度には品種間差異が認められた。(編集者注:原論文2中で用いられている point mutation という語は、花弁に現れる色素変異の数と理解すべきである。一般に point mutation とは遺伝子の微細構造レベルで生じる突然変異に対して用いられる用語である)

表2 Effects of γ-irradiation on flower characteristics of four miniature rose cultivars(原論文2より引用)
---------------------------------------------------------------------------------
                                               Flower      No.of         No.of
                Dose        Petal color2         diam    flowers/plant    point
                       -----------------------                         mutations
Cultivar        (Gy)       Group        No.     (mm)       (range)
---------------------------------------------------------------------------------
Potluck           0        red         44B      4.1         1-7          ---
                 50        red       40A-43B    3.4*         1-5            5
                100        red       40A-52C    3.4*         1-4           23
                200  orange red-red  33A-52A    3.4*         1-4           35
Blue Blood        0   red-purple       61B      5.2          1-5          ---
                 50  red-red-purple  53B-61C    5.0          1-5            1
                100  red-red-purple  53A-66A    4.9          1-3            6
                200  red-grey white  50A-155D   5.0          1-2            7
Mountie           0        red         45B      5.2          1           ---
                 50        red       42A-52A    4.5          1-5            9
                100        red       42A-55A    5.1          1-5           29
                200        red       43A-53C    4.7          1-4           15
Dark Red Mountie  0        red         45A      4.8          1-7          ---
                 50  red-red-purple  45A-61C    4.8          1-8            3
                100  red-grey purple 45A-187B   5.0          1-5           11
                200  red-red-purple  45A-57A    4.3          1-4            8
---------------------------------------------------------------------------------
2According to Royal Horticultural Society(London)Color Chart.
*Significantly different from the respective control at P<0.002, by LSD.


コメント    :
 放射線利用により生じる芽条変異の利用は栄養繁殖生殖物の有力な育種法のひとつとして確立している。最大の問題点は、生じた芽条変異が突然変異により生じたものか、放射線障害の結果として現れているものかを見分ける必要性があることである。また、生じた変異はキメラとして保有されているので、キメラを解消する技術(切り戻し法など)を持たねばならない。ここで収録した2論文では放射線感受性と生じた変異の記載しか述べられていないので、注意を要する。

原論文1 Data source 1:
Effect of ionizing radiation on roses: Induction of somatic mutaions
Pushpa Lata
National Botanical research Institute, Lucknow, India
Environmental and Experimetal Botany 20: 325-333,1980

原論文2 Data source 2:
Mutagenic effects of acute gamma irradiation on miniature roses: Target theory approach
Neville P. Arnold, Nayana N. Barthakur and Marcel Tanguay
Agriculture and Agri-Food Canada, Centre of R & D in Horticulture
HortScience 33: 127-129, 1998

キーワード:ガンマ線、突然変異、育種、放射線感受性、バラ、ミニチュアローズ、品種間差異、芽条変異、花色
gamma-ray, mutation, breeding, radiosensitivity, rose, miniature rose, varietal difference, bud, mutation, flower color
分類コード:020101

放射線利用技術データベースのメインページへ