胚珠培養によるNicotiana trigonophylla Dun.とN. tabacum L.の種間雑種の作出

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Nicotiana trigonophylla Dun.とN. tabacum L.の通常の交配では、受精後、胚珠の発育が停止するため雑種を得ることが難しい。本研究では、この組み合わせについて、胚珠培養を適用し、雑種の作出を試みた。除雄したN. trigonophyllaの柱頭上に開花当日、N. tabacumの花粉を受粉した。まず受精胚珠の適切な培養時期を把握するため、受粉後、3日目から11日目までの子房を用いて交雑胚珠とN. trigonophyllaの自殖胚珠の発達過程を組織学的に観察した。経時的に観察した結果、受粉後3日目には共に接合子がみられ、5日目までは両者共に初期球状型胚を持っていて差は殆ど見られなかった。6日目以後、自殖胚珠は急成長し、11日目には成熟胚と共によく発達した胚乳を持っていたが、交雑胚珠は胚の発達が初期球状型で止まり、さらに胚乳と種皮最内層が退化し初め、その後、胚は崩壊した。11目目には胚と胚乳がない空虚な胚珠が観察された(Fig.1)。この結果から、受粉後、3、4、5日目の胚珠を培養に供することにした。胚珠培養にあたっては、受粉後、3、4、5日目の子房を植物体から採取し、さらに子房から個々の胚珠を切り出して、培地に置床した。培地はNitsch(1972)のものにMaheshwariとLal(1961)のビタミン類、5〜10%のショ糖、マンニトール(ショ糖の一部をマンニトールで置き換え、ショ糖濃度6〜10%に相当するように調節したもの)、0.8%の寒天を加え、pH5.8に調整した。培養は30日間行なった。培地中のショ糖濃度を変えて培養した結果、受粉後、3日目の胚珠はほとんど発芽しなかったが、4、5日目の胚珠は6〜9%のショ糖濃度で発芽が見られ、特に5日目の胚珠は7〜8%のショ糖濃度で10%前後の発芽率を示した(Fig.2)。さらに発芽率を上げる工夫としてショ糖濃度の一部をマンニトールで置き換えたところ、ショ糖4%+マンニトール0.140モル(合計でショ糖濃度8%相当)の培地で培養胚珠の発芽率が20.9%を示し、多数の幼植物体が得られた(Fig.2)。この得られた幼植物体中、30個体について、開花期まで生育させたところ、いずれも両親より生育旺盛で、形態的に斉一であった(Fig.4)。花型、花色、葉型には両親の特徴が共に現われた。側枝の発達には母親の特徴が表現されていた(Fig.4)。根端細胞の染色体は36本(N. trigonophylla、2n=24、N. tabacum、2n=48)で、これらの植物は両親のゲノムを完全に合わせ持つ雑種であると考えられた。雑種植物の花粉は不稔であったので、コルヒチン処理をし、8個体の複二倍体を作出した。これら、複二倍体の形態的特性、すなわち、草姿、葉型、花型などは、倍加していない雑種植物とほとんど相違していなかった。しかし花冠がやや大きかった(Fig.4)。花粉稔性は90%以上であったが、その種子稔性は1〜5%に過ぎなかった。以上の結果から、N. trigonophylla×N. tabacumの交雑不親合性を克服するために、胚珠培養を適用し、多数の雑種植物が得られ、実際的に胚珠培養の有効性を確認することができた。しかしながら、複二倍体の種子稔性が低いことから、実際の育種プログラムに用いるにはなおいくつかの克服すべき問題点があると考えられた。
日本育種学会の論文
1988-09-01

胚珠培養によるNicotiana trigonophylla Dun.とN. tabacum L.の種間雑種の作出

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