Crossbreeding of a metallic color carnation and diversification of the peculiar coloration by ion-beam irradiation

メタリック花色カーネーションの交配育種とイオンビーム照射による特殊花色の多様化

岡村 正愛*; 中山 真義*; 梅基 直行*; Cano, E. A.*; 長谷 純宏; 西崎 雄三*; 佐々木 伸大*; 小関 良宏*

Okamura, Masachika*; Nakayama, Masayoshi*; Umemoto, Naoyuki*; Cano, E. A.*; Hase, Yoshihiro; Nishizaki, Yuzo*; Sasaki, Nobuhiro*; Ozeki, Yoshihiro*

液胞内アントシアニン凝集(AVI)によって特殊なdusky花色を発色するカーネーション系統がわずかではあるが知られている。特殊花色は非アシル化アントシアニンを含むAVIの存在と強く相関のある単一劣勢因子によって支配されることが遺伝様式から示唆されている。われわれは、カーネーションの特殊花色を多様化するため、交配育種によって新奇なメタリック花色を発色する青色系カーネーションを作出した。さらに、この系統にイオンビームを照射することにより、赤,赤紫及びクリムゾン系のメタリック花色系統を作出した。すべてのメタリック花色系統はアントシアニンマリル基転移酵素の転写産物を持たなかった。また、dusky花色のカーネーションと比べて、強く凝集したAVIと透明の液胞を持つ向軸側の表皮細胞を有していた。これらの結果から、(1)AVIを生成する因子はアントシアニンマリル基転移酵素の不活化によること、(2)向軸側表皮細胞のAVIがメタリック調花色を発色すること、(3)イオンビームがアントシアニン構造とAVIの凝集程度を変化することにより、メタリック花色の拡大に有用であることを示した。

A few carnation cultivars are known to display a peculiar dusky color supposedly caused by anthocyanic vacuolar inclusions (AVIs). The hereditary pattern suggests that the peculiar color is controlled by a single recessive factor tightly linked with existence of AVIs containing non-acylated anthocyanins. To diversify the peculiar color carnation, we produced a bluish purple line displaying a highly novel metallic appearance by crossbreeding. By subjecting the line to ion-beam irradiation, we generated metallic reddish purple, metallic crimson and metallic red lines. All four metallic lines did not have transcripts for anthocyanin malyltransferase. In contrast to the dusky color types, metallic lines have highly condensed AVIs and water-clear vacuolar sap in the petal adaxial epidermal cells. We demonstrated that (1) a factor generating the AVIs is inactivated anthocyanin malyltransferase gene, (2) AVIs in water-clear vacuolar sap in the adaxial epidermal cells generate the novel metallic appearance, and (3) ion beam breeding is a useful tool for increasing metallic colors by changing anthocyanin structure and the level of AVIs.