氏   名
アリス デ ロス レイエス エスカランテ
Alice de los Reyes Escalante
甲 第116号
専  攻
Molecular characterization of the somatic hybrids and their progeny between tomato and Solanum lycopersicoides and production of backcross plants
(トマト栽培種とSolanum lycopersicoides 間の体細胞雑種及び後代の分子遺伝学的解析)


  RFLP(restriction fragment length polymorphism) and FISH(fluorescence in situ hybridization) analysis were employed to identify the chloroplast and nuclear genomesof the somatic hybrids and progeny between tomato“Ohgata Zuiko”and Solanum lyco-persicoides“LA2386”. A random distribution of the chloroplast genotype was deter-mined using a cloned 19.6-kb BamHI fragment (Ba1) of tobacco chloroplast DNA. Eight selected bybrids were analyzed for their chromosomal compositions;4 were tetraploids(2n=48) with an equal number of chromosomes derived from each parent as accurately determined by GISH, and the other 4 were hexaploids, containing an average of two sets of tomato chromosomes and one set from the wild parent. The sexual progeny of some somatic hybrids from sib-crossing also contained equal number of chromosomes derived from each parent. However, in about 64% of the cells analyzed, the number of chromosomes derived from the parents appeared to be altered indicating some degree of chromosome structural rearrangement. Some of the small S.lycopersicoides chromo-some fragments dete cted were found to be either a part or the whole of the nucleolarorganizing region (NOR) after FISH using genomic DNA and 45S rDNA as probes. RFLP analysis with 46 tomato nuclear probes of known chromosomal locations revealed a fewvariation between the two fertile tetraploid hybrids analyzed. Since the two somatichybrids were independent regenerants from different calli, the few observed vari-ability were likely due to the combined effects of in vitro culture and somatichy-bridization. Also, the presence of both parent-specific alleles and the loss of someand the presence of a few non-parental alleles were showed,indicating rearrangement and/or recombination of the nuclear DNA. RFLP analysis to characterize recombinationand segregation of RFLP markers in the sib-cross progeny showed that the chromosomesfollowed homologous pairing. Genetic modification in some regions in chromosomes 1, 7, and 12 were detected which could have resulted from homoeologous recombination. On the other hand, if the intergeneric hybrid plants were to be utilized for practi-cal breeding, the somatic hybridization should be followed by a backcross program. Only 3 BC1F1 plants were obtained after using different backcross parents and in vitro culture technique. The backcross plants were obtained from the cross between the diploid (2n=24) tomato cv.“Ohgata Zuiko”as female parent and tetraploid (2n=48)C11S6 somatic hybrid as pollen parent when cultured 25 days and 40 days after polli-nation. One BC1F1 plant was a tetraploid (2n=48) while two BC1F1 plants were tri-ploids (2n=36). RFLP analysis revealed that most of the genome of the somatic hybrid(C11S6) were transmitted to the backcross progeny. The overall results showed that the molecular and cytological methods together are highly useful tools for the anal-ysis of the genetical characteristics of the intergeneric hybrids and their progeny.It is also evident that the production of backcross progeny from tetraploid somatic hybrids of tomato and S.lycopersicoides is not completely impossible. However, more backcrossing is clearly necessary to reduce the donor (wild) chromosomes.


 トマト栽培種“大型瑞光”と S.lycopersicoides(LA2386)の体細胞雑種および後代の葉緑体および核ゲノムを解析するため、RFLP(制限酵素断片長多型)および FISH(蛍光in situハイブリダイゼーション)法を用いた。本研究では、タバコ葉緑体DNA断片(19.6-Kb BamHI(Ba1 ))を用いて、親の葉緑体ゲノムが体細胞雑種へランダムに伝達される結果を得た。顕微鏡観察で選んだ8体細胞雑種の染色体構成をGISH分析によって正確に判定できた。すなわち、4個体は両親から同数の染色体を受けた四倍体(2n=48)であり、他の4個体はトマトの染色体を2組、野生種の染色体を1組受けた六倍体(2n=72)であった。体細胞雑種の兄弟交配雑種もGISHによると両親由来の染色体を一般に同数有していた。しかし、分析した細胞の約64%はある程度の染色体構造の再構成を受けているように観察された。染色体から切り離されたと思われる染色体断片も観察された。ゲノムDNAと45SrDNAをプローブに用いたGISHとFISHの分析から仁形成部位(NOR)かその一部ではないかと考えられた。稔性のある2体細胞雑種を46プローブで分析し た結果、少数の変異が観察された。2体細胞雑種は異なるカルスから再分化した個体であったので、観察された少数の変異は培養と細胞融合の組合わさった影響によるものであると考えられた。RFLP分析によると、両親の染色体は体細胞雑種作出後の性的交配によって優先的に消失することはなかった。染色体は相同染色体対合をするようにみられた。第1、第7、第12染色体において同祖染色体対合の結果と推定される遺伝的修正結果が検出された。しかし、兄弟交配雑種において観察された突然変異と自家不和合性の消失の間に直接的な関係は明らかにできなかった。一方、もし属間体細胞雑種を実際の育種に利用するならば、体細胞雑種育成に続いて戻し交雑を計画的に行わねばならない。異なる戻し交雑親とin vitro培養法を用い、十分に稔性のある3BC1F1個体を獲得した。戻し交雑はトマト栽培種“大型瑞光”(2n=24)を種子親に、四倍体体細胞雑種C11S6(2n=48)を花粉親として行い、交配後25日と40日の胚を培養して得られた3個体のBC1F1の内、1個体は四倍体で、2個体は三倍体であった。染色体に特異的DNAプローブによるRFLP分析によって、体細胞雑種C11S6のゲノムはBC1F1個体に伝達され、両親の各12染色体が存在した。以上の研究結果は、分子生物学的、細胞遺伝学的手法が属間体細胞雑種とその後代の遺伝学的特性の解析を行う上で、非常に有用であることを示した。また、トマトとS.lycopersicoidesの四倍体体細胞雑種から戻し交雑後代を獲得できる可能性が明らかにされた。しかし、野生種親の染色体を減数して行く方法を明らかにする必要がある。