特許ウォッチ

公開番号2024118201
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-30
出願番号2023024500
出願日2023-02-20
発明の名称細胞質雄性不稔性遺伝子、雄性不稔性植物及びその種子
出願人国立大学法人筑波大学
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類C12N 15/29 20060101AFI20240823BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】ナス科植物の細胞質雄性不稔性遺伝子であり、雄性不稔性の誘起及び回復に用いることができ、植物交配や種子採取を大きく効率化することができる、さらなるナス科植物の細胞質雄性不稔性遺伝子を提供する。
【解決手段】(a)特定のアミノ酸配列からなるタンパク質;(b)前記特定のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有し、ナス科植物において細胞質雄性不稔性を発揮するタンパク質;及び(c)前記特定のアミノ酸配列において、1又は複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を有し、ナス科植物において細胞質雄性不稔性を発揮するタンパク質;からなる群より選択されるタンパク質をコードする、ナス科植物の細胞質雄性不稔性遺伝子を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）配列番号２に示すアミノ酸配列からなるタンパク質；
（ｂ）配列番号２に示すアミノ酸配列と８０％以上の同一性を有するアミノ酸配列を有し、ナス科植物において細胞質雄性不稔性を発揮するタンパク質；及び
（ｃ）配列番号２に示すアミノ酸配列において、１又は複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を有し、ナス科植物において細胞質雄性不稔性を発揮するタンパク質；
からなる群より選択されるタンパク質をコードする、ナス科植物の細胞質雄性不稔性遺伝子。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の細胞質雄性不稔性遺伝子が導入されたナス科植物又はそれに由来する植物である、雄性不稔性植物。
【請求項３】
前記ナス科植物は、ナス属又はトウガラシ属植物である、請求項２に記載の雄性不稔性植物。
【請求項４】
前記ナス属植物は、ナス又はトマトである、請求項３に記載の雄性不稔性植物。
【請求項５】
前記トウガラシ属植物は、トウガラシ又はピーマンである、請求項３に記載の雄性不稔性植物。
【請求項６】
請求項２～５のいずれか１項に記載の雄性不稔性植物と、他系統の植物の花粉とを交配して得られた種子。
【請求項７】
ミトコンドリアＤＮＡにおける請求項１に記載の遺伝子が欠損した、又は請求項１に記載の遺伝子の機能若しくは発現が阻害されたナス科植物である、雄性稔性回復植物。
【請求項８】
前記ナス科植物は、ジャガイモである、請求項７に記載の雄性稔性回復植物。
【請求項９】
前記ナス科植物は、請求項１に記載の遺伝子が導入されたナス科植物又はそれに由来する植物である、請求項７に記載の雄性稔性回復植物。
【請求項１０】
ナス科植物に請求項１に記載の遺伝子を導入することを含む、雄性不稔性植物の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞質雄性不稔性遺伝子、並びにこれを利用して形成した雄性不稔性植物及びその種子に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
野菜などの作物の交配において、種子親、花粉親の２つの異なる親系統を交配するＦ１採種の作業が行われている。種子親の系統からの自家受粉を防ぐ手法として、種子親から葯を除く除雄と呼ばれる作業が行われてきた。しかし、この手法は通常手作業で行われるため、労働力を要し、コストがかかる、という問題があった。また、自家受粉、すなわち種子親の花粉の混入を完全に防げるわけではなく、目的の系統の交配が行われなかった種子が混入する可能性があった。
【０００３】
上記の問題を回避するために、手作業での除雄に代えて、種子親を雄性不稔化する、すなわち、花粉を招じなくするか、又は不稔性の、すなわち交配しない不活性の花粉を生じるようにすることで、種子親の花粉が受粉する可能性を除く手法も実施されている。
【０００４】
イネにおいて、細胞質雄性不稔性（ＣＭＳ、ＣｙｔｏｐｌａｓｍｉｃＭａｌｅＳｔｅｒｉｌｉｔｙ）を利用した交配の技術が知られている。細胞質雄性不稔の一例は、細胞質内のミトコンドリアに存在するミトコンドリア遺伝子の働きにより、細胞の核とミトコンドリアの遺伝子産物との間に不親和が生じ、花粉が不活性化することで、交配が阻害され、種子及び果実が生じなくなる現象である。多くの植物種では、細胞質は雌性側のみから伝達されるため、植物種の細胞質因子を異種の細胞質因子に置換する等の手法により、ＣＭＳ系統を製造することが可能である。
【０００５】
特許文献１及び非特許文献１には、トマト植物より単離し、細胞質遺伝物質不活化処理されたプロトプラストと、ナス科植物より単離し、核遺伝物質不治化処理されたプロトプラストと融合させて、融合細胞よりＣＭＳトマトを再生させることを特徴とするＣＭＳトマト植物の簡易作出法が開示されている。この技術は、プロトプラストの融合によって雄性不稔性を有する系統を作出し、目的とするトマト植物の雄性稔性以外の形質に変化を与えることなく、目的とするトマト植物を短期間に効率よく雄性不稔化しようとするものである。
【０００６】
特許文献２には、特定のＤＮＡを含むイネＲＴ型細胞質雄性不稔性の原因遺伝子と、それを用いた不稔性の判別方法等が記載されている。この技術では、イネＲＴ型細胞質雄性不稔性の原因となるミトコンドリア遺伝子が同定され、この遺伝子をＤＮＡマーカーとすることにより細胞質雄性不稔のイネ系統の判別に用いることができるものである。
【０００７】
特許文献３には、形質が改変された植物を作出する方法であって、特定のＤＮＡ、又は、その一部の配列を有し、小胞子及び任意に葯の開裂組織に、特異的なプロモーター活性を示すＤＮＡを含むプロモーターと、このプロモーターに作動可能に連結された異種遺伝子とを含む、植物発現カセットを利用して、これを植物細胞に導入することを方法が開示されている。この技術は、ナス科のペチュニア等の園芸植物について、植物形質の改変、特に雄性稔性の改変に有用な、花粉に特異的な遺伝子を改変する遺伝子工学的手法に関する技術である。
【０００８】
非特許文献２では、特許文献１等に記載の技術によって作出されたＣＭＳトマト系統について、ミトコンドリアと葉緑体のゲノム配列を決定し、トランスクリプトーム解析でＣＭＳ系統、ドナー系統及び核遺伝子を比較することで、ＣＭＳ系統に特異的に存在する３つの遺伝子（ｏｒｆ１３７、ｏｒｆ１９３、ｏｒｆ２６５）を特定したことが報告されている。また、非特許文献３では、前記ＣＭＳトマトのｏｒｆ１３７遺伝子をｍｉｔｏＴＡＬＥＮを用いて破壊することで、トマトの雄性稔性を回復したことが報告されている。該雄性不稔性トマトに存在するミトコンドリアはジャガイモ由来であることから、これにより、ｏｒｆ１３７がジャガイモの雄性不稔に関与する遺伝子であることが示唆された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開平０２－１３８９２７号公報
国際公開第２０１４／０２７５０２号
特開２００３－９２９３７号公報
【非特許文献】
【００１０】
G. Melchers et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 89, No. 15, pp.6832-6 (1992)
K. Kuwabara et al., Horticulture Research, vol.8:250 (2021)
K. Kuwabara et al., Plant Physiology, vol. 189, pp. 465-468 (2022)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許