トルコギキョウの新品種作出方法

• 特願2014-204695 (2014.10.3) JP

• 橋本 文雄
• 清水 圭一
• ▲高▼取 由佳

• 国立大学法人鹿児島大学

アントシアニン類はフラボノイド化合物の一種であり、植物の花、果実、葉などに広く分布する、赤、紫、青などの呈色に関係する色素配糖体である。アントシアニン類を塩酸で加水分解すると、糖類とアグリコン部であるアントシアニジンに分解される（非特許文献１）。また、フラボノイド化合物の一種であるフラボノール配糖体類を塩酸で加水分解すると、同様に、糖類とアグリコン部であるフラボノールに分解される（非特許文献２）。
アントシアニジン類は、植物の花において、フラバノンであるナリンゲニンを出発物質として生合成される。ナリンゲニンに、フラボノイド３’－ヒドロキシラーゼ（Ｆ３’Ｈ）またはフラボノイド３’，５’－ヒドロキシラーゼ（Ｆ３’，５’Ｈ）が作用することによってＢ環の３’位がヒドロキシル化されたエリオディクチオール、Ｂ環の３’位と５’位の両方がヒドロキシル化されたペンタヒドロキシフラバノンが生成される。また、ナリンゲニン、エリオディクチオール、ペンタヒドロキシフラバノンは、フラボノイド３－ヒドロキシラーゼ（Ｆ３Ｈ）の作用によりＣ環の３位がヒドロキシル化され、それぞれジヒドロケンフェロール、ジヒドロケルセチン、ジヒドロミリセチンが生成される。次に、これらがジヒドロフラボノールリダクターゼ（ＤＦＲ）およびアントシアニジンシンターゼ（ＡＮＳ）の作用を受けて、ペラルゴニジン（Ｐｇｎ）、シアニジン（Ｃｙｎ）、デルフィニジン（Ｄｐｎ）が生成される（非特許文献２）。
アントシアニジン類は、Ｂ環の水酸基が異なることでその呈色が決定される。例えば、一般にアントシアニジン類の化学構造中、Ｂ環の４’位に水酸基が１個有るものはペラルゴニジン（Ｐｇｎ）でオレンジ色～朱赤色を呈し、Ｂ環の３’，４’位に水酸基が２個有るものはシアニジン（Ｃｙｎ）で赤色～深紅色を呈し、Ｂ環の３’，４’，５’位に水酸基が３個有るものはデルフィニジン（Ｄｐｎ）で赤紫色～紫色を呈し、これらが共存することによって様々な花色を発現する（非特許文献３）。
これまでトルコギキョウなどの花卉の花色の遺伝に着目し、その遺伝子型に基づいて、自由に花色を創出する花色育種法が検討されている。例えば、特許文献１には、トルコギキョウの主要花色色素であるペラルゴニジン（Ｐｇｎ）、シアニジン（Ｃｙｎ）、デルフィニジン（Ｄｐｎ）の遺伝の分離から、ペラルゴニジン（Ｐｇｎ）の生合成に関与するジヒドロフラボノールリダクターゼ（ＤＦＲ）とロイコアントシアニジンジオキシゲナーゼ（ＬＤＯＸ）またはアントシアニジンシンターゼ（ＡＮＳ）の酵素反応系の遺伝がＰｇ／ｐｇの優性／劣性の遺伝子によって制御されていること、また、色素前駆体のＢ環の水酸化に関与するフラボノイド３’－ヒドロキシラーゼ（Ｆ３’Ｈ）やフラボノイド３’，５’－ヒドロキシラーゼ（Ｆ３’，５’Ｈ）の遺伝の分離が、Ｈ^Ｔ、Ｈ^Ｆ、Ｈ^Ｄ、Ｈ^Ｏの４つの複対立遺伝子によって制御されているという新しい法則を見出したことが記載されている。そして、これらの知見に基づき、遺伝子組み換えや照射などによって突然変異を起こす方法ではなく、トルコギキョウの色素遺伝型（Ｈ^ＸＨ^Ｘ・Ｐｇ／ｐｇ）を用いて新花色を作出する「トルコギキョウの花色遺伝型交配法」が確立されている。
また、特許文献２には、主要アントシアニン色素表現型ＰｇｎＣｙｎＤｐｎ、ＣｙｎＤｐｎ、Ｄｐｎ、ＰｇｎＣｙｎ、Ｃｙｎ、Ｐｇｎ、Ｎｏｎｅに対応する色素遺伝型として、上記のＨ^Ｔ、Ｈ^Ｆ、Ｈ^Ｄ、Ｈ^Ｏの４つの複対立遺伝子にＨ^Ｚを加えた５つの複対立遺伝子と、Ｐｇ／ｐｇ・Ｃｙ／ｃｙ・Ｄｐ／ｄｐの両方を用いた色素遺伝型（Ｈ^ＸＨ^Ｘ・Ｐｇ／ｐｇ・Ｃｙ／ｃｙ・Ｄｐ／ｄｐ）に基づいて作出したい花色を予測し、予測した花色に基づいて交配する花き植物の花粉親と種子親とを選択し、選択した花粉親と種子親を交配することによって予測した花色と合致した花色を有する花き植物を作出する方法が報告されている。また、特許文献２には、上記の色素遺伝型に加えて、八重の花冠形質（Ｄ／ｄ）、覆輪の花冠形質（Ｅ／ｅ）の遺伝型も用いて花き植物の花形を予測することが記載されている。
また、特許文献３には、花粉親配偶子及び種子親配偶子由来の上記５つの複対立遺伝子（Ｈ^Ｔ、Ｈ^Ｆ、Ｈ^Ｚ、Ｈ^Ｄ、Ｈ^Ｏ）の組み合わせを、各複対立遺伝子に対応するフラボノイド３’，５’－ヒドロキシラーゼ遺伝子のサイズに基づいて開花前の花卉組織から決定し、色素遺伝型（Ｈ^ＸＨ^Ｘ・Ｐｇ／ｐｇ・Ｃｙ／ｃｙ・Ｄｐ／ｄｐ）について花粉親配偶子及び種子親配偶子間の複対立遺伝子の組み合わせと花色との相関に基づいて開花前の花卉の花色を予測する方法が報告されている。
また、特許文献４には、アントシアニジンシンターゼ（ＡＮＳ）遺伝子中の白色花関連マーカー又は有色花関連マーカーを用いて開花前に又は有色品種から白色花を生じるトルコギキョウを選別する方法が記載されている。
さらに、特許文献５には、トルコギキョウ由来のフラボノイド３’－ヒドロキシラーゼ遺伝子（ＥｇＦ３’Ｈ）を新たに同定し、該遺伝子を用いてアサガオの品種‘バイオレット’を形質転換したところ、アサガオの品種‘バイオレット’には認められなかった赤色系色素のシアニジンを蓄積させることができたことから、当該遺伝子が種々の花卉類の花色を赤色に変換させることのできる機能を有した遺伝子として利用可能であることが記載されている。
このように、これまでトルコギキョウの花色や花形の遺伝様式について幾つかの知見があるが、その全容が解明されているわけではない。例えば、白色花および／または黄色花の遺伝様式については不明な点が多く、白色花と黄色花を交配すると、後代花色が白色花となる場合と黄色花になる場合との二通りがあって、白色花と黄色花を確実に遺伝させＦ_１品種を１００％作出する方法がない。また、かすり花の遺伝様式については不明な点が多く、また、かすり花と白色花と黄色花の３者の関係についても全く不明である。
さらに、花形に関する八重や一重の花冠形質の遺伝様式は解明されていたが、二重の花冠形質の遺伝様式については不明な点が多く、二重花を有するトルコギキョウを確実に遺伝させＦ_１品種を１００％作出する方法がない。また、トルコギキョウの覆輪花の遺伝の存在は知られていたが、二重花との関係は明らかではない。
トルコギキョウは現在年間１億本もの切り花が生産されており、この１５年間１本あたり１００円と安定した価格で取引されており、今後もこの傾向が続くと予想されるため、国内はもとより海外での生産の伸びと市場の安定性が期待される。よって、観賞用としてさらに魅力的かつ多様な花色や花形を有するトルコギキョウの新品種を作出することが期待される。

本発明は、トルコギキョウの花色形質および／または花形形質に対応する遺伝子型を用いてトルコギキョウの新品種を作出する方法に関する。

• A01H   1/02      交配の方法または装置；人工授粉
• A01H   5/00      開花植物，すなわち，被子植物

• 2B030AA02 草本類
• 2B030AB02 種より下位の単位（品種）
• 2B030AD11 花の形状
• 2B030AD12 花の色
• 2B030CA01 交配（単なる繁殖は除く）