サクラの新品種「仁科春果」と「仁科小町」
 理化学研究所(理研)は9月19日、サクラ育種家である山形市のJFC石井農場の石井重久氏と共同で、仁科加速器研究センターの理研リングサイクロトロンから発生する「重イオンビーム」による「変異誘発技術」を用いて、サクラの新品種として「仁科春果(にしなはるか)」と「仁科小町(にしなこまち)」の2品種の作出に成功したと発表した。

 2006年に研究グループは、花の大きさが3.0~3.5cm、花弁数は21~50枚の八重咲きのサクラ「春月花」の枝に炭素イオンを照射し、接ぎ木をして開花した照射集団内で自然に受粉させ、後代の種子を獲得。2009年になってその種子をまき、2012年4月、開花した集団から2つのサクラ新品種を作出することに成功した。

 1つは、花の大きさが春月花に比べて4.1~4.2cmと大きく、花弁数が23~25枚と安定した八重咲きの仁科春果だ。もう1つは、花の大きさが1.3~1.4cmと小さく、花弁数も5枚で一重咲きの仁科小町である。この仁科小町は、サクラでは珍しく、花が完全に開かないぼんぼりのような形(ぼんぼり咲き)となった。なお、今回の2品種の名前の「仁科」は理研加速器の父と呼ばれる仁科芳雄氏に由来している。


Nishina

 これまで理研が重イオンビーム照射で育成してきたサクラの新品種「仁科蔵王」と「仁科乙女」は、照射した枝そのものが変異し、それをクローン増殖して新品種とした(重イオンビームの直接利用品種)。

 今回の2品種は、照射した枝そのものには大きな変化はなかったのだが、交配を経た後代ではじめて変異が見られ、それを新品種としたものだ(重イオンビームの間接利用品種)。

 「仁科春果」の花苗の増産は、栃木市の「とちぎ桜組合」の組合員である栃木市の生産農家が行い、9月末からコメリが販売する予定だ。また、「仁科小町」の花苗の増産は富士市のJFC石井農場が行い、9月20日から大阪府の京阪園芸が販売する。

 なお生物照射チームでは、この重イオンビームを使った園芸植物の品種改良技術を開発し、すでダリア、ペチュニア、バーベナなど多くの品種を実用化している。


 「重イオンビーム」による変異誘発技術
 変異誘発技術とは、放射線の一つである、重イオンビームによる放射線を使用する放射線育種である。原子から電子をはぎ取って作られたイオンのなかで、ヘリウムイオンより重いイオンを重イオンと呼ぶ。これを加速器を用いて高速に加速したものを重イオンビームと呼ぶ。

 放射線育種とは 農業においても放射線照射を利用する分野。放射線照射によって突然変異をひき起こし,作物や植物を人間にとって好ましい品種に改良する。例えば、生育中の農作物や種子,幼菌などに対して60Coや137Csなどγ線源あるいはX線発生装置を用いたγ‐ルームやγ‐フィールドで照射が行われる。

 従来の放射線に対し、重イオンビームを使うと、ほかの有用形質に影響を与えず変異を誘発し、育種年限の大幅な短縮を可能にする。日本独自の開発技術で、ガンマ線やX線などの放射線照射や化学変異剤処理などの従来の手法に比べ、高生存率を示す極低線量照射でも、変異率が高いという特徴がある。

 極低線量照射では、飛来する粒子数が少なく、目的とする遺伝子以外を壊さないため、変異株そのものが新品種となり、育種に要する期間を短縮することができる。生物照射チームでは、この重イオンビームを使った園芸植物の品種改良技術を開発し、すでダリア、ペチュニア、バーベナなど多くの品種を実用化している。


 突然変異と放射線育種 
 突然変異は自然界で頻繁に起こっている。人類は古来より「枝変わり」や「色変わり」など自然に起こった突然変異体を見つけ出し、有用なものを選び出して品種改良を行ってきた。突然変異は自然界で起こる進化の摂理だといえる。

 1928年に米国のスタドラーがX線を用いて人工的に植物に突然変異を起こすことが出来ることを見つけて以来、植物の品種改良には積極的に放射線が利用されるようになった。人為的に、突然変異を起こさせることで、生物の遺伝情報(DNAあるいは染色体)が変化し、これまで、病気に強い作物、収穫量の多い作物などがつくられている。

 現在では、安全性や突然変異を起こす効果の大きいことからガンマ線が最も多く用いられている。新種の育成は、イネやムギ、レタス、トマトなどの作物の他に、ベゴニア、サツキなど特に園芸分野で盛んだ。放射線育種には、その作物には存在しない新形質の創出、その品種の純粋さを損なわずに目的形質のみの改良、交配の難しい栄養繁殖性作物の改良ができるという優れた点がある。

 ゴールド二十世紀: 梨の代表的な品種である「二十世紀」の新品種「ゴールド二十世紀」。二十世紀は黒斑病にかかりやすく栽培農家はその農薬散布などの対策に苦しんできた。ゴールドニ十世紀は、黒斑病に対する抵抗性を持つ以外はほとんど二十世紀と同じで特定の1形質だけを変えるという突然変異育種の利点を見事に実現したものと高く評価されている。

 イネの新種類: 「レイメイ」や「アキヒカリ」は放射線照射により品種改良されたイネの短躯品種であり、稲が倒れにくいという特徴を持っている。米アレルギー疾患用の「低アレルゲン米」は、米アレルギーの原因となる16kdグロブリンの含有量が低い特徴をもった、米アレルギー疾患用に開発されたコシヒカリの新品種。「低グルテリン米」は、人体内での消化率の高いタンパク質であるグルテリンの含有率が低い、肝臓患者のための低タンパク米。これらの米は今後実用化されようとしている。

 このほかにも、純白系エノキダケ「臥竜1号」、常緑性高麗芝「ウィンターカーペット」、色々な花色の菊など利用価値の高い品種が作出されている。


 「宇宙線」による突然変異:宇宙種子
 このように、植物の種子に放射線を当てることは、植物の品種改良のためにふつうに行われてきた。突然変異を起こす作用を、変異原(mutagen)というが、変異原の一つに、宇宙線をあてる方法がある。地球上では大気の存在のために宇宙線の量は少ないが、高度約 400 kmで飛行する宇宙ステーションでの被曝線量は、地表の約 1000 倍といわれる。(理科年表HP)このため、実際に、宇宙に種子をもっていく取り組みが行われている。

 1971年1月31日、アポロ14号が月へ3回目の着陸を目指して打ち上げられた。その司令・機械船のパイロットを務めたスチュアート・ローザ(Stuart Roosa) (前職が米国森林サービス/森林降下消防士(former U.S. Forest Service(USFS) smoke jumper)の個人用持込品の中には小さい容器に梱包された数百の木の種子が含まれていた。

 それはNASA/USFSの共同プロジェクトの一つとして実現したものである。地球に帰還後、「月の木(moon trees)」として世に広く知られるようになり、その苗は1976年の米国独立記念200年祭の折などしばしば合衆国各地で記念に植樹され、またその一部は世界各地にも植えられた。近年もその子孫が宇宙と地球を繋ぐ木として、米国を中心に記念植樹されている。

 1994年年7月9日、スペースシャトル“コロンビア号”で向井千秋宇宙飛行士と共に打ち上げられた、ツツジの種子は、地球帰還後、向井さんから館林市へ無事、返還された。その後、市では向井さんの偉業をたたえ「つつじのまち・館林」のイメージアップをはかるため1998年に「宇宙ツツジ」などの商標登録を出願し、1999年、正式に承認されている。

 2000年、スペースシャトル“エンデバー号”に毛利衛宇宙飛行士と共に搭載された桜の種子は、毛利さんの故郷・北海道余市町で育てられ、36本の苗木が同館を含む全国の科学館に贈られた。2006年春にはその桜の花が咲いたという便りが寄せられている。

 2008年6月、スペースシャトル“ディスカバリー号”に搭乗した東京都世田谷区出身の宇宙飛行士、星出彰彦氏はケヤキの種子(約千三百粒)を宇宙へ伴い、また無事、地球に持ち帰った。これは都が駒沢オリンピック公園で採取し、星出氏に託したものである。種子は都農林水産振興財団の農林総合研究センター(立川市)で苗木に育てた後、都内の公園や小学校などに植えられる予定とした。

 2008年、有人宇宙システム株式会社(JAMSS)はJAXAの支援により「花伝説・宙へ!」プロジェクトを実施した。これはさくら、ゆり、すみれなど日本の花の種子を宇宙フライトさせ、文化的イベントを創出し、「宇宙の文化利用」という新しい分野に挑戦することを目指すと、JAMASS担当者はその抱負を述べている。

 それらの種子は2009年7月に若田光一宇宙飛行士と共にスペースシャトル“エンデバー号”で地上に回収された。日本に返還後、種子をそもそも採集した各地に戻され、専門家の協力を得てそれぞれの地元のこどもたちによって育てられている。


参考HP 理化学研究所:重イオンビームで2つのサクラ新品種誕生 アイラブサイエンス:宇宙種子 JAXA:宇宙種子ミッッション過去例 宇宙種子アサガオ

放射線利用の基礎知識―半導体、強化タイヤから品種改良、食品照射まで (ブルーバックス)
クリエーター情報なし
講談社
品種改良の世界史・作物編
クリエーター情報なし
悠書館

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