育種の長いお話し・お豆の話 北大　植物遺伝資源学研究室 阿部　純 1

品種改良（育種）に利用される遺伝的変異 遺伝資源 自然変異 人為的突然変異 在来種 放射線 古い育成品種 化学薬品 海外からの導入品種 ガンマ線 古い育成品種 化学薬品 海外からの導入品種 エチルメタンスルホネート　 （EMS） 野生種 2

農業生物資源研究所　放射線育種場 （茨城県常陸大宮市） ガンマ線照射台 ガンマ線照射台 放射線育種場データ 3

表現型、タンパク質、遺伝子 選抜 遺伝子 タンパク質 表現型 DNA RNA DNA塩基配列の変異 遺伝的変異 機能の変化 多様さ 4

育種とは：交雑・選抜・固定 品種Ａ 品種Ｂ 交雑 表現型の分離（後代） 繰り返す 選抜 後代 固定 新しい品種 5

作物の種類で異なる育種の方法 自殖作物 他殖作物 イネ、コムギ、ダイズ、豆類 トウモロコシ、テンサイ、 タマネギなど多くの蔬菜類 主に自家受精する 主に他家受精する 交雑して選抜 自殖を重ねる 近親交配を重ねる 生長が損なわれる 遺伝的に固定させる 雑種強勢（ヘテロシス） を利用する F1作物 6

ダイズの地方品種（伝統野菜） 小糸在来 秘伝豆 おやし ヨナヨー 岩手緑 水潜 丹波黒 紅豆 黒千石 7

育種目標 育種とはだれのために 機械化栽培 大規模化 安定・多収 低農薬 低価格 安全・安心 8 耐倒伏性 耐寒性 耐暑性 収量性 貯蔵性 加工特性 食味 機能性 耐病性 耐虫性 難脱粒性 育種目標 低農薬 低価格 安全・安心 8

ダイズを機能性の高い、おいしいダイズに改良する 脂質 血中コレステロールの低下 フラボノイド・イソフラボン 更年期障害の緩和、 骨粗鬆症予防、抗ガン作用 ダイズの機能性 タンパク質 コレステロール抑制効果 トコフェロール 動脈硬化予防、抗酸化作用 サポニン 抗ウイルス・抗ガン作用、 抗酸化作用、肝機能障害予防 ルテイン 視覚機能改善、抗酸化作用 欠点 ダイズ油は劣化しやすい 青臭み・えぐみがある 9

植物油の脂肪酸組成の違い 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 0% 20% 40% 60% 80% 100% キャノーラ油 オリーブ油 ダイズ油 10

飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸 植物油の性質 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 油脂の着色・風味低下・不快臭 過酸化物は栄養障害を引き起こす 二重結合 固まりやすい 飽和脂肪酸が多い 植物油の性質 不飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸が多い 液状のまま 酸化されやすい 油脂の着色・風味低下・不快臭 過酸化物は栄養障害を引き起こす 二重結合 11

リノール酸はリポキシゲナーゼによって酸化される 過酸化脂質 リノール酸９－ヒドロペルオキシド リノール酸１３－ヒドロペルオキシド １２-オキソ－シス-９-ドデセン酸 N-ヘキサノール 青臭みの成分 12

青臭みを取り除くために リポ欠ダイズ品種 リポキシゲナーゼタンパク質は3個ある Lx1 リポ欠 Lx2 Lx3 貯蔵タンパク質 遺伝的変異 リポキシゲナーゼタンパク質を 持たない Lx3 貯蔵タンパク質 遺伝的変異 ダイズ種子のタンパク質電気泳動像 13

苦味や渋み成分（グループAサポニン）を取り除く B01082 0.65 0.56 Rf 1.00 薄層クロマトグラフ解析の結果 ソヤサポゲノールＡを持たない系統 グループAサポニンの構造 糖鎖 ソヤサポゲノールＡ 14

リポキシゲナーゼとグループAアセチルサポニンを持たない品種 きぬさやか リポキシゲナーゼとグループAアセチルサポニンを持たない品種 15

水素添加処理：ダイズ油の性質を変える ダイズ油 キャノーラ油 オリーブ油 水素添加処理・熱処理 シス型 トランス型 リノレン酸 0% 20% 40% 60% 80% 100% ダイズ油 キャノーラ油 オリーブ油 リノレン酸 オレイン酸 リノール酸 トランス型 シス型 水素添加処理・熱処理 悪玉コレステロール を増加させる 16

リノール酸含量低下の試み 人為突然変異体を探す Ol FAD2-1A, FAD2-1B Fan Fanx 17

表現型、タンパク質、遺伝子 DNA塩基配列の変化 DNA RNA 遺伝子 タンパク質 表現型 機能の消失 OL, Fan, Fanx 18

人為突然変異品種のリノール酸・リノレン酸含量 Fan Ol Fanx オレイン酸 リノール酸 25 52 8 53 30 3 比較（親品種） 人為突然変異品種 リノレン酸 FAD2-1B 19

RNA鎖が二本鎖を作ると分解されてしまう 表現型、タンパク質、遺伝子 遺伝的変異 RNA鎖が二本鎖を作ると分解されてしまう DNA塩基配列の変異 DNA RNA 遺伝子組み換え X 遺伝子 タンパク質 表現型 選抜 20

X 遺伝子組み換え技術を用いた 高オレイン酸ダイズの開発：デュポン社 普通品種 組み換え品種 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 FAD2-1A, FAD2-1B 二つの酵素遺伝子に由来するRNAを分解するようなDNA断片を挿入する オレイン酸 リノール酸 リノレン酸 普通品種 組み換え品種 21

遺伝資源の中からFAD2-1Bの変異体を探す ゲノムシークエンス データベース 遺伝資源 FAD2-1B シークエンス解析 高オレイン酸含量系統 FAD2-1B変異体系統の選抜 FAD2-1A変異体 (ol) と交雑した後代から二重劣性型を選抜 オレイン酸 リノール酸 リノレン酸 遺伝資源の中から見いだされた 変異体の組み合わせ 遺伝子組み換え技術で作られた品種 22

世界の主要な油糧作物として重要な位置を占める まとめ 在来種と改良品種 お互いの良いところを利用して 遺伝子組み換えダイズ 世界の主要な油糧作物として重要な位置を占める 食文化に見合った品種の利用 23