パラゴムノキの品種判別方法
【課題】パラゴムノキの品種を簡便かつ正確に判別可能な方法を提供する。
【解決手段】特定の塩基配列からなるプライマーとこれとは別の塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とするパラゴムノキの品種判別方法である。
【解決手段】特定の塩基配列からなるプライマーとこれとは別の塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とするパラゴムノキの品種判別方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パラゴムノキの簡便かつ正確な品種判別方法に関する。
【背景技術】
【0002】
パラゴムノキ(Hevea brasiliensis)は、天然ゴムの原料として栽培される代表的なゴムノキである。従来、パラゴムノキの品種は、葉・樹皮・樹形などの形態で判別されていた。
【0003】
しかしながら、パラゴムノキの形態による品種判別においては、実際に品種を判別し、決定するのに長期間要する。その上、このような判別法の習熟・熟練にも時間を要する。また、パラゴムノキの品種によっては外観で判別しにくい品種があったり、品種判別において誤判定が生じることがあった。
【0004】
一方で、近年、植物においていくつかの遺伝子工学を応用した品種判別方法が開発されてきた。これらの方法では品種間での塩基配列の違い、すなわち多型を検出することで品種判別を行っている。すなわち、遺伝子上の客観的な特徴を指標とすることから、正確な品種判定が可能となる。既に多くの商業作物においてRAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)法、RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphisms)法、AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphisms)法、マイクロサテライト法などの遺伝子工学を用いた品種判別方法が開発されている。
【0005】
パラゴムノキにおいては、遺伝子の多型を検出可能なDNAマーカとして、矮性の変異体のクローンを識別可能なRAPDマーカー(非特許文献1)や、耐乾燥性の変異体のクローンの開発やスクリーニングに有用なDNAマーカー(非特許文献2)が報告されている。
【0006】
【非特許文献1】Venkatachalam, P. et al. "Identification, cloning and sequence analysis of a dwarf genome-specific RAPD marker in rubber tree [Hevea brasiliensis (Muell.) Arg.]" Plant Cell Rep. 2004; 23(5): 327-32.
【非特許文献2】Venkatachalam, P. et al. "Molecular cloning and sequencing of a polymorphic band from rubber tree [Hevea brasiliensis (Muell.) Arg.] : the nucleotide sequence revealed partial homology with proline-specific permease gene sequence" Current Schience 2006; 90(11): 1510-1515
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、実際にパラゴムノキの農園において栽培されている多くの品種を効果的に判別可能な遺伝子工学的な品種判別方法は知られていない。
【0008】
そこで、本発明の目的は、パラゴムノキの品種を簡便かつ正確に判別可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、パラゴムノキのゲノムDNAの中に、品種によって違うマイクロサテライト配列があることを発見し、さらに、該マイクロサテライト配列を増幅することが可能なプライマーを設計し、当該プライマーを用いてPCRによって増幅された断片に基づいて、簡便かつ正確に品種を判別することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【0010】
すなわち、本発明のパラゴムノキの品種判別方法は、配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示す塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とする。
【0011】
また、本発明のパラゴムノキの品種判別用のプライマーセットは、配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示すプライマーとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、パラゴムノキの品種を簡便かつ正確に判別することができるという有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下に、本発明について詳細に説明する。本発明のパラゴムノキの品種判別方法は、配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示す塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とする。上述したように、配列番号1の塩基配列からなるプライマーと配列番号2の塩基配列からなるプライマーのセットを用いたPCRを行うことによって、パラゴムノキの品種によって長さが異なるマイクロサテライト配列を含むDNA断片が増幅され、当該増幅DNA断片に基づいて、簡便かつ正確にパラゴムノキの品種を判別することができる。なお、上記プライマーのセットを用いて増幅されるマイクロサテライト配列周辺の配列を配列表の配列番号3及び4に示す。
【0014】
本発明のパラゴムノキの品種判別方法において、まず、パラゴムノキからPCRの鋳型として用いるゲノムDNAを抽出する。ゲノムDNAを抽出するためのパラゴムノキとしては、パラゴムノキの植物体のいずれの組織も用いてもよく、生育段階も限定されない。植物体の組織からのゲノムDNAの抽出は、常法により行うことができ、例えば、フェノール抽出法、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)法、アルカリSDS法等によって行うことができる。また、ゲノムDNAとして粗精製のものを使用することもできる。必要に応じて、抽出したゲノムDNAを、クロロホルム/イソアミルアルコール処理、イソプロパノール沈澱、フェノール/クロロホルムによる除蛋白、エタノール沈澱等の公知のDNA精製方法によって精製してもよい。
【0015】
次に、抽出したゲノムDNAを鋳型として、配列番号1の塩基配列からなるプライマーと配列番号2の塩基配列からなるプライマーを用いてPCRを行う。PCRは、それ自体公知の通常用いられる方法に従って行われる。反応条件は、目的の塩基配列、すなわち上述したマイクロサテライト配列(配列番号3及び4)の一部が増幅されるものであればいかなるものでもよい。
【0016】
次いで、本発明においては、PCRによって増幅されたDNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によって、パラゴムノキの品種を判別する。本発明においては、増幅断片の長さ又は切断パターンのいずれか一つを基準にして品種判別を行うことができるが、より広範囲の品種に渡って品種判別が可能となるという観点から、これらの2つの基準を用いて品種判別を行うことが好ましい。なお、切断パターンによる品種判別の場合、上記プライマーのセットを用いて増幅されたDNA断片の長さが同じであるが、ある制限酵素による切断パターンが異なる品種間においても品種判別が可能である。
【0017】
上記基準による品種判別は、具体的には以下のようにして行うことができる。増幅DNA断片の長さによって品種判別を行う場合、例えば、上記PCRによって得られた産物を、常法により電気泳動によって分離し、上記プライマーのセットを用いて増幅されたDNA断片を検出し、品種判別の対象である各パラゴムノキの間で当該増幅DNA断片の長さを比較することによって品種判別を行うことができる。なお、上記プライマーのセットを用いてPCRによって増幅されるDNA断片の長さは通常約140bp〜約250bpの範囲内である。
【0018】
増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンによって品種判別を行う場合には、例えば、上記PCRによって得られた産物を、常法により、ある制限酵素によって処理し、電気泳動によって分離し、上記プライマーのセットを用いて増幅されたDNA断片の切断パターン(切断断片の長さ及び/又は数)を検出し、品種判別の対象である各パラゴムノキの間で当該切断パターンを比較することによって品種判別を行うことができる。切断によって品種判別を可能にするような制限酵素としては、SspI等が挙げられる。なお、制限酵素を単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0019】
本発明の品種判別方法によって判別可能なパラゴムノキの品種としては、特に限定されず、例えばGT1、PB260、RRIM600、PB330、PB340等が挙げられる。
【0020】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【0021】
(品種判別用PCRプライマーの設計)
公開データベース(GenBank)の中から、パラゴムノキのゲノムDNAのマイクロサテライト配列を抽出し、互いに比較することによってAY486624とAY135656が相同配列ながらマイクロサテライトの反復回数が異なるためにマイクロサテライトを含む部分の長さが品種によって異なることを見出した。この品種によって違うマイクロサテライト配列の両側からマイクロサテライト配列を含む断片を増やせるPCRプライマーBSMS1F(配列番号1)及びBSMS1R(配列番号2)を設計した。
【0022】
(植物材料及びゲノムDNAの抽出)
パラゴムノキの農園より、GT1、PB260、RRIM600の各クローンの茎を採取した。これらの茎から抽出したDNAを材料として、上記マイクロサテライト配列の確認を行った。茎からのDNA抽出は、DNeasy Plant Kit(Quiagen社)を用いて行った。
【0023】
(マイクロサテライト配列のPCRによる増幅及び検出)
上述したPCRプライマーBSMS1F(配列番号1)及びBSMS1R(配列番号2)のペアを用いて以下の反応液組成および反応条件で各クローンのゲノムDNAを鋳型にPCRを行った。反応液は 1 x reaction buffer, 0.2mM dNTP mixture, 0.5 units Ex Taq DNA polymerase (Takara社)、各1.25μM プライマー(BSMS1F及びBSMS1R)、25ng鋳型DNAを含み20μlとなるように水で調節した。反応サイクルは、94℃で5分間保持した後、94℃にて30秒間、55℃で30秒間、72℃で2分間の繰り返し30回行った後、72℃で7分間反応させ、その後4℃で維持した。得られたPCR産物をバイオアナライザー2100(Agilent社)を用いて電気泳動し、泳動パターンを検出した。検出された泳動パターンを図1に示す。図1より、品種間で違う長さのDNA断片(約140〜約250bpの範囲)の増幅が見られた。これによって、上記マイクロサテライト配列を配列番号1及び2のプライマーのセットを用いてPCRにより増幅して得られた増幅DNA断片の長さによって品種判別が可能であることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明は、天然ゴムの生産分野において、天然ゴムの原料となるパラゴムノキの品種判別方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】図1は、各品種のPCRにより増幅したDNA断片の泳動パターンを示す写真である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、パラゴムノキの簡便かつ正確な品種判別方法に関する。
【背景技術】
【0002】
パラゴムノキ(Hevea brasiliensis)は、天然ゴムの原料として栽培される代表的なゴムノキである。従来、パラゴムノキの品種は、葉・樹皮・樹形などの形態で判別されていた。
【0003】
しかしながら、パラゴムノキの形態による品種判別においては、実際に品種を判別し、決定するのに長期間要する。その上、このような判別法の習熟・熟練にも時間を要する。また、パラゴムノキの品種によっては外観で判別しにくい品種があったり、品種判別において誤判定が生じることがあった。
【0004】
一方で、近年、植物においていくつかの遺伝子工学を応用した品種判別方法が開発されてきた。これらの方法では品種間での塩基配列の違い、すなわち多型を検出することで品種判別を行っている。すなわち、遺伝子上の客観的な特徴を指標とすることから、正確な品種判定が可能となる。既に多くの商業作物においてRAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)法、RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphisms)法、AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphisms)法、マイクロサテライト法などの遺伝子工学を用いた品種判別方法が開発されている。
【0005】
パラゴムノキにおいては、遺伝子の多型を検出可能なDNAマーカとして、矮性の変異体のクローンを識別可能なRAPDマーカー(非特許文献1)や、耐乾燥性の変異体のクローンの開発やスクリーニングに有用なDNAマーカー(非特許文献2)が報告されている。
【0006】
【非特許文献1】Venkatachalam, P. et al. "Identification, cloning and sequence analysis of a dwarf genome-specific RAPD marker in rubber tree [Hevea brasiliensis (Muell.) Arg.]" Plant Cell Rep. 2004; 23(5): 327-32.
【非特許文献2】Venkatachalam, P. et al. "Molecular cloning and sequencing of a polymorphic band from rubber tree [Hevea brasiliensis (Muell.) Arg.] : the nucleotide sequence revealed partial homology with proline-specific permease gene sequence" Current Schience 2006; 90(11): 1510-1515
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、実際にパラゴムノキの農園において栽培されている多くの品種を効果的に判別可能な遺伝子工学的な品種判別方法は知られていない。
【0008】
そこで、本発明の目的は、パラゴムノキの品種を簡便かつ正確に判別可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、パラゴムノキのゲノムDNAの中に、品種によって違うマイクロサテライト配列があることを発見し、さらに、該マイクロサテライト配列を増幅することが可能なプライマーを設計し、当該プライマーを用いてPCRによって増幅された断片に基づいて、簡便かつ正確に品種を判別することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【0010】
すなわち、本発明のパラゴムノキの品種判別方法は、配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示す塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とする。
【0011】
また、本発明のパラゴムノキの品種判別用のプライマーセットは、配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示すプライマーとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、パラゴムノキの品種を簡便かつ正確に判別することができるという有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下に、本発明について詳細に説明する。本発明のパラゴムノキの品種判別方法は、配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示す塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とする。上述したように、配列番号1の塩基配列からなるプライマーと配列番号2の塩基配列からなるプライマーのセットを用いたPCRを行うことによって、パラゴムノキの品種によって長さが異なるマイクロサテライト配列を含むDNA断片が増幅され、当該増幅DNA断片に基づいて、簡便かつ正確にパラゴムノキの品種を判別することができる。なお、上記プライマーのセットを用いて増幅されるマイクロサテライト配列周辺の配列を配列表の配列番号3及び4に示す。
【0014】
本発明のパラゴムノキの品種判別方法において、まず、パラゴムノキからPCRの鋳型として用いるゲノムDNAを抽出する。ゲノムDNAを抽出するためのパラゴムノキとしては、パラゴムノキの植物体のいずれの組織も用いてもよく、生育段階も限定されない。植物体の組織からのゲノムDNAの抽出は、常法により行うことができ、例えば、フェノール抽出法、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)法、アルカリSDS法等によって行うことができる。また、ゲノムDNAとして粗精製のものを使用することもできる。必要に応じて、抽出したゲノムDNAを、クロロホルム/イソアミルアルコール処理、イソプロパノール沈澱、フェノール/クロロホルムによる除蛋白、エタノール沈澱等の公知のDNA精製方法によって精製してもよい。
【0015】
次に、抽出したゲノムDNAを鋳型として、配列番号1の塩基配列からなるプライマーと配列番号2の塩基配列からなるプライマーを用いてPCRを行う。PCRは、それ自体公知の通常用いられる方法に従って行われる。反応条件は、目的の塩基配列、すなわち上述したマイクロサテライト配列(配列番号3及び4)の一部が増幅されるものであればいかなるものでもよい。
【0016】
次いで、本発明においては、PCRによって増幅されたDNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によって、パラゴムノキの品種を判別する。本発明においては、増幅断片の長さ又は切断パターンのいずれか一つを基準にして品種判別を行うことができるが、より広範囲の品種に渡って品種判別が可能となるという観点から、これらの2つの基準を用いて品種判別を行うことが好ましい。なお、切断パターンによる品種判別の場合、上記プライマーのセットを用いて増幅されたDNA断片の長さが同じであるが、ある制限酵素による切断パターンが異なる品種間においても品種判別が可能である。
【0017】
上記基準による品種判別は、具体的には以下のようにして行うことができる。増幅DNA断片の長さによって品種判別を行う場合、例えば、上記PCRによって得られた産物を、常法により電気泳動によって分離し、上記プライマーのセットを用いて増幅されたDNA断片を検出し、品種判別の対象である各パラゴムノキの間で当該増幅DNA断片の長さを比較することによって品種判別を行うことができる。なお、上記プライマーのセットを用いてPCRによって増幅されるDNA断片の長さは通常約140bp〜約250bpの範囲内である。
【0018】
増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンによって品種判別を行う場合には、例えば、上記PCRによって得られた産物を、常法により、ある制限酵素によって処理し、電気泳動によって分離し、上記プライマーのセットを用いて増幅されたDNA断片の切断パターン(切断断片の長さ及び/又は数)を検出し、品種判別の対象である各パラゴムノキの間で当該切断パターンを比較することによって品種判別を行うことができる。切断によって品種判別を可能にするような制限酵素としては、SspI等が挙げられる。なお、制限酵素を単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0019】
本発明の品種判別方法によって判別可能なパラゴムノキの品種としては、特に限定されず、例えばGT1、PB260、RRIM600、PB330、PB340等が挙げられる。
【0020】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【0021】
(品種判別用PCRプライマーの設計)
公開データベース(GenBank)の中から、パラゴムノキのゲノムDNAのマイクロサテライト配列を抽出し、互いに比較することによってAY486624とAY135656が相同配列ながらマイクロサテライトの反復回数が異なるためにマイクロサテライトを含む部分の長さが品種によって異なることを見出した。この品種によって違うマイクロサテライト配列の両側からマイクロサテライト配列を含む断片を増やせるPCRプライマーBSMS1F(配列番号1)及びBSMS1R(配列番号2)を設計した。
【0022】
(植物材料及びゲノムDNAの抽出)
パラゴムノキの農園より、GT1、PB260、RRIM600の各クローンの茎を採取した。これらの茎から抽出したDNAを材料として、上記マイクロサテライト配列の確認を行った。茎からのDNA抽出は、DNeasy Plant Kit(Quiagen社)を用いて行った。
【0023】
(マイクロサテライト配列のPCRによる増幅及び検出)
上述したPCRプライマーBSMS1F(配列番号1)及びBSMS1R(配列番号2)のペアを用いて以下の反応液組成および反応条件で各クローンのゲノムDNAを鋳型にPCRを行った。反応液は 1 x reaction buffer, 0.2mM dNTP mixture, 0.5 units Ex Taq DNA polymerase (Takara社)、各1.25μM プライマー(BSMS1F及びBSMS1R)、25ng鋳型DNAを含み20μlとなるように水で調節した。反応サイクルは、94℃で5分間保持した後、94℃にて30秒間、55℃で30秒間、72℃で2分間の繰り返し30回行った後、72℃で7分間反応させ、その後4℃で維持した。得られたPCR産物をバイオアナライザー2100(Agilent社)を用いて電気泳動し、泳動パターンを検出した。検出された泳動パターンを図1に示す。図1より、品種間で違う長さのDNA断片(約140〜約250bpの範囲)の増幅が見られた。これによって、上記マイクロサテライト配列を配列番号1及び2のプライマーのセットを用いてPCRにより増幅して得られた増幅DNA断片の長さによって品種判別が可能であることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明は、天然ゴムの生産分野において、天然ゴムの原料となるパラゴムノキの品種判別方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】図1は、各品種のPCRにより増幅したDNA断片の泳動パターンを示す写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示す塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とするパラゴムノキの品種判別方法。
【請求項2】
配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示すプライマーとからなるパラゴムノキの品種判別用のプライマーセット。
【請求項1】
配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示す塩基配列からなるプライマーとを用いて、パラゴムノキから抽出されたゲノムDNAを鋳型として用いてPCRを行うことによって得られた増幅DNA断片の長さ及び該増幅DNA断片の制限酵素による切断パターンの少なくとも1の基準によってパラゴムノキの品種を判別することを特徴とするパラゴムノキの品種判別方法。
【請求項2】
配列番号1に示す塩基配列からなるプライマーと配列番号2に示すプライマーとからなるパラゴムノキの品種判別用のプライマーセット。
【図1】
【公開番号】特開2009−165385(P2009−165385A)
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−5734(P2008−5734)
【出願日】平成20年1月15日(2008.1.15)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【出願人】(594201744)バダン ペングカジアン ダン ペネラパン テクノロジ (13)
【氏名又は名称原語表記】Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi
【住所又は居所原語表記】Jl. M. H. Thamrin No.8, Jakarta 10340, Indonesia
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年1月15日(2008.1.15)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【出願人】(594201744)バダン ペングカジアン ダン ペネラパン テクノロジ (13)
【氏名又は名称原語表記】Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi
【住所又は居所原語表記】Jl. M. H. Thamrin No.8, Jakarta 10340, Indonesia
【Fターム(参考)】
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