作成： 1999/11/18 天野 悦夫
データ番号 ：020140
水稲「レイメイ」が告げた放射線育種の黎明
目的 ：農作物(稲)の品種改良と遺伝資源の拡大
放射線の種別 ：ガンマ線,中性子
放射線源 ：60Co, 実験用原子炉
線量（率） ：100-300 Gy
利用施設名 ：放射線育種場ガンマールームほか。 京都大学原子炉実験所KUR熱中性子施設
照射条件 ：風乾種子(籾)の大気中照射
応用分野 ：稲等の穀類の品種改良、遺伝子資源の変異拡大
概要 ：
耐倒伏性に優れた水稲「レイメイ」の開発で日本の突然変異育種は夜が明けたわけである。その後、いくつもの品種が交配あるいは新しい誘発で、育成され、交配育種を助ける技術としては古典的技術と見なされるようにまでなった。また誘発される変異体の詳細研究から多くの新しい知見が得られている。
詳細説明 ：
稲は自家受粉性が高く、大麦と共に突然変異育種法による品種の改良には適した作物である。このことから、第2次大戦後に、ガンマ線照射装置が実用的に使えるようになって、まず日本での最重要作物である水稲に、突然変異育種の応用が試みられた。当時はまだ神奈川県の平塚にあった農業技術研究所のガンマ線源を使っていたが、種子照射された材料の中から、倒伏に強い背の低い突然変異体が宮城県にある古川試験場で選抜された。使用した元のフジミノリとは寒冷地での生育特性や、米粒品質などは変わらず、施肥レベルを高めても優れた耐倒伏性が示される優れた突然変異系統として、レイメイと名付けられた。カタカナ表記は当時の国(農林省)育成の品種であることを示しているが、その意味は突然変異(放射線)育種法の「黎明」を告げるということであった（図１）。その後も、レイメイのような半矮性化で耐倒伏性を進めたり、あるいは開花期、成熟期などの早生化は色々な作物で成功している。
図1 半矮性で耐倒伏性に優れた「レイメイ」(右)とその元の品種「フジミノリ」(左)
作成者原図
半矮性による倒伏性改善の例は、在来品種の「低脚烏せん」の遺伝子を取り入れた国際稲研究所(IRRI)の「IR8」が稲での緑の革命の原動力として有名であるが、レイメイが品種として登録された10年後に、米国で「カルロース76」というやはり半矮性の系統が発表されている。これらはいずれも同じsd1という遺伝子座の変異体であることが知られている。
突然変異法の良いところは、一旦優秀性が認められると交配親として利用されて行くことである。原論文1にはやや古いながら、1982年当時のレイメイの交配利用の状況が纏められている（表１，表２）。
表1 Rice cultivars developed by the use of Reimei and its descendants. レイメイ及びその後代品種を使用して育成した稲の品種（原論文1より引用）
-----------------------------------------------------------------------------------
Year Breeding Cross
Cultivar released Line station combination
-----------------------------------------------------------------------------------
Mutsuhonami 1973 Fukei 90 Fujisaka Wakakusa/Reimei*
Hanahikari 1974 Bikei 84 Obanazawa Stirpe 136/Dewaminori//
Dewaminori/3/Reimei*
Akihikari 1976 Fukei 104 Fujisaka Toyonishiki/Reimei*
Hayahikari 1976 Ouu 282 Tohoku Reimei*/Toyonishiki
Hohai 1976 Aokei 77 Aomori Kojyonishiki/Reimei*
Niigatawase 1979 Niigata 16 Niigata Fukei 91*/Naga 60
Mutsukomachi 1981 Aokei 84 Aomori Mutsunishiki/Akihikari*
Mutsukaori 1981 Aokei 85 Aomori Mutsunishiki/Akihikari*
Musashikogane 1981 Tamakei 67 Saitama Tamakei 56*/Aichi 21
-----------------------------------------------------------------------------------
*Reimei or its descendant line.
表2 Rice cultivars developed by the use of mutants other than Reimei. レイメイ以外の変異体を利用して育成した稲の品種（原論文1より引用）
---------------------------------------------------------------------------
Year Breeding Parental mutant
Cultivar released station (Original variety)
---------------------------------------------------------------------------
Hyokeisake 18 1972 Hyogo IM 106(Norin 8)
Kagahikari 1973 Ishikawa R 6-1(Koshihikari)
Fujihikari 1977 Chugoku R151(Koshihikari),
Fukei 71(Fujiminori)
Nadahikari 1977 Hyogo Hyokeisake 18-IM 106(Norin 8)
Sachiminori 1978 Hokuriku R 4-B(Pi.No.4)
Katsurawase 1978 Kagoshima Fukei 71(Fujiminori)
Miyanishiki 1978 Miyazaki Kanto 77(Koshihikari)
Mineasahi 1980 Aichi-sankan Kanto 77(Koshihikari)
---------------------------------------------------------------------------
参考資料1では突然変異法の適用について述べている。突然変異法ではほとんど全ての誘発突然変異が劣性変異であることから、遺伝子分析の結果、例えば稲熱病耐病性の場合のように、劣性で耐病性の遺伝子が見つかっていない場合は、新規誘発の可能性は低い。しかし、トビイロウンカ抵抗性のように、劣性の抵抗性が知られているときには、それを別の品種に突然変異で再現することが可能である。また、それ自身は一見役に立たない変異体であっても、ハイブリッドライスのような、いままでにない用途や、基礎学術研究などには有用な場合が少なくない。
参考資料2ではハイブリッドライスの開発に向けたプロジェクトで出てきた温度感受性の雄性不稔についての報告であるが、この変異体ではある温度(28℃)以上では花粉が不稔になるが、それ以下では十分に劣性ホモの種子が採れる特殊な変異体である。しかも劣性の変異体であるから、ハイブリッド種子ではこの性質は現れてこない。おそらく生産蛋白の3次元構造が温度で変わるのであろうが、面白い、しかもきわめて有用な変異体である。
参考資料3はモチ性澱粉の遺伝子の詳細研究で、熱中性子線による突然変異では遺伝子全体にまで及ぶ欠失が観察できたという報告で、最近の分子レベルの研究の成果である。照射する放射線の種類によって、遺伝子に起こる変化を調整・選択出来るようになってきているのである。
コメント ：
このような突然変異法は既に古典技術と見なされ、応用のための予算申請をする場合などには新しさが無いが、いわゆる遺伝子組み替え法に対して、この遺伝子の引き算的方法は安全性には問題が無く、再現性も十分に高い。もっと応用されるべき技術である。
原論文１ Data source 1：
Since Reimei: Its use for rice breeding
Hisao Sato
National Agricultural Research Center
Gmma Field Symposia No.21 : 1-6 1982
参考資料１ Reference 1：
Development of breeding materials in rice by use of induced mutation.
Etsuo Amano
Institute of Radiation Breeding, NIAR MAFF
Gmma Field Symposia No.25 : 37-53 1986
参考資料２ Reference 2：
Enhancement of outcrossing habits of rice plant (Oryza sativa L.) by mutation breeding
Kiyoaki Maruyama, Hitoshi Araki, Hiroshi Kato and Etsuo Amano
National Agriculture Research Center, Joint FAO/IAEA Division, IAEA
Gmma Field Symposia No.29 : 11-25 1990
参考資料３ Reference 3：
DNA modification of mutant genes.
Osamu Yatou
Institute of Radiation Breeding, NIAR MAFF
Gmma Field Symposia No.30 : 33-42 1991
キーワード：イネ、放射線、突然変異、育種、交配育種、遺伝子分析、温度感受性変異体、雄性不稔、欠失変異
rice, radiation, mutation, breeding, cross breeding, gene analysis, temperature sensitive mutant, male sterility, deletion mutation
分類コード：020101, 020301, 020501