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植物の種子休眠性を支配するQsd1遺伝子およびその利用 UPDATE

国内特許コード P150012059
掲載日 2015年6月19日
出願番号 特願2013-547167
登録番号 特許第6188074号
出願日 平成24年11月27日(2012.11.27)
登録日 平成29年8月10日(2017.8.10)
国際出願番号 JP2012080631
国際公開番号 WO2013080973
国際出願日 平成24年11月27日(2012.11.27)
国際公開日 平成25年6月6日(2013.6.6)
優先権データ
  • 特願2011-259028 (2011.11.28) JP
発明者
  • 佐藤 和広
  • 小松田 隆夫
  • 松本 隆
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
  • 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 植物の種子休眠性を支配するQsd1遺伝子およびその利用 UPDATE
発明の概要 ポジショナルクローニングの手法により、オオムギの種子休眠性を支配するQsd1遺伝子を同定することに成功した。さらに、これら遺伝子において、その種子休眠性と相関する一塩基多型(SNP)を特定するとともに、弱種子休眠性型の遺伝子が優性であり、当該遺伝子がヘテロの個体は、弱種子休眠性の表現型を有することを解明することにも成功した。さらに、オオムギのQsd1遺伝子の配列情報を基に、対応するコムギのQsd1遺伝子を同定することにも成功した。そして、同定した遺伝子を利用して、効率的に、植物の種子休眠性の程度を判定することや種子休眠性が改変された植物を作出することが可能であることを見出した。
従来技術、競合技術の概要



種子休眠性は野生植物の環境適応的な形質の一つであり、特に中近東など乾燥地帯のムギ類の野生植物では、夏季の不良条件を発芽しないで経過するのに重要である。一方、栽培植物では、収穫から播種までの期間を短くする強い農業上の選抜から、休眠性の浅いのが普通であるが、休眠が浅すぎると収穫期の降雨によって穂発芽し収穫物に致命的な品質低下をもたらす。さらに、醸造用オオムギでは休眠が深すぎると斉一な発芽せず、麦芽製造に影響をもたらす。このように、作物の進化および産業的な観点から種子の休眠は極めて重要である。また、ゲノムの相同性からオオムギの種子休眠性遺伝子と共通の遺伝子がコムギにも存在することが確認されており(非特許文献1)、オオムギの休眠性遺伝子を同定すれば、より穂発芽の被害の深刻なコムギの休眠性の制御にも応用可能であると予想される。





栽培オオムギ「はるな二条」と野生オオムギ「H602」の交配による雑種後代で分離する野生オオムギ由来の種子休眠性QTLはこれまで4座が同定されており(非特許文献2)、そのうちの1つがQsd1である。これらのQTLは、ESTマーカーによる高密度連鎖地図に座乗している(非特許文献3)。また、Qsd1に連鎖するマーカーは知られている(特許文献1)。





しかしながら、その困難性ゆえ、いまだQsd1遺伝子の同定の成功には至っていない。

産業上の利用分野



本発明は、植物の種子休眠性を支配するQsd1遺伝子、並びに、それを利用した植物の種子休眠性の程度の判定および休眠性が改変された植物の作出に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
植物の種子休眠性の形質を弱める活性を有するタンパク質をコードする下記(a)~(d)のいずれかに記載のDNAを導入する工程を含む、種子休眠性の形質が弱められた植物の作出方法。
(a)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA

【請求項2】
植物の種子休眠性の形質を弱める活性を有するタンパク質をコードする下記(a)~(d)のいずれかに記載のDNAの発現または機能を抑制することを特徴とする、種子休眠性の形質が強められた植物の作出方法。
(a)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA

【請求項3】
植物の種子休眠性の形質を強める活性を有するタンパク質をコードする下記(a)~(d)のいずれかに記載のDNAまたは植物の種子休眠性の形質を強める活性を有するRNAをコードする下記(e)~(g)のいずれかに記載のDNAを導入する工程を含む、種子休眠性の形質が強められた植物の作出方法。
(a)配列番号:5に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:4または6に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:5に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:4または6に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(e)下記(i)から(iv)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的な二重鎖RNAをコードするDNA
(f)下記(i)から(iv)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNA
(g)下記(i)から(iv)のいずれかに記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNAをコードするDNA
(i)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(ii)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(iii)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(iv)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA

【請求項4】
植物の種子休眠性の形質を弱める活性を有するタンパク質をコードする下記(a)~(d)のいずれかに記載のDNA、または該DNAが挿入されたベクターを含む、植物の種子休眠性の形質を弱めるための薬剤。
(a)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA

【請求項5】
植物の種子休眠性の形質を強める活性を有するタンパク質をコードする下記(a)~(d)のいずれかに記載のDNAもしくは植物の種子休眠性の形質を強める活性を有するRNAをコードする下記(e)~(g)のいずれかに記載のDNA、または該DNAが挿入されたベクターを含む、植物の種子休眠性の形質を強めるための薬剤。
(a)配列番号:5に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:4または6に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:5に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:4または6に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(e)下記(i)から(iv)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的な二重鎖RNAをコードするDNA
(f)下記(i)から(iv)のいずれかに記載のDNAの転写産物と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNA
(g)下記(i)から(iv)のいずれかに記載のDNAの転写産物を特異的に開裂するリボザイム活性を有するRNAをコードするDNA
(i)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(ii)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(iii)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(iv)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA

【請求項6】
植物における種子休眠性の程度を判定する方法であって、被検植物における下記(a)~(h)のいずれかに記載のDNAの塩基配列を解析し、対照の塩基配列と比較することを特徴とする方法。
(a)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(b)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(c)配列番号:2、8または11に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(d)配列番号:1、3、7、9または10に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(e)配列番号:5に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(f)配列番号:4または6に記載の塩基配列のコード領域を含むDNA
(g)配列番号:5に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA
(h)配列番号:4または6に記載の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA

【請求項7】
弱い種子休眠性の形質の植物を育種する方法であって、
(a)弱い種子休眠性の形質の植物品種と任意の植物品種とを交配させる工程、
(b)工程(a)における交配により得られた個体における種子休眠性の程度を、請求項に記載の方法により判定する工程、および
(c)弱い種子休眠性を有すると判定された品種を選抜する工程、を含む方法。

【請求項8】
強い種子休眠性の形質の植物を育種する方法であって、
(a)強い種子休眠性の形質の植物品種と任意の植物品種とを交配させる工程、
(b)工程(a)における交配により得られた個体における種子休眠性の程度を、請求項に記載の方法により判定する工程、および
(c)強い種子休眠性を有すると判定された品種を選抜する工程、を含む方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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