スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

メンデル法則の心髄・分離の法則(序)



今回の記事とは関係ありませんが、以前紹介したモンテネグロ産トルコータス・実はハイブリッドが今年も綺麗に咲いたので貼っておきましょう。

さて、今回から「メンデルの遺伝の法則」の中で最も重要な「分離の法則」をとりあげてみましょう。「知ってる知ってる。例の3:1になるやつでしょ?」と言われる方が多いのでは無いかと思われます。実際、そのように解説されている本や資料もありますが、実はメンデルの研究功績の本質的な事を考えずに、「表現型の分離比」と、本来の意味である「遺伝子の分離」をごちゃごちゃに論じているに過ぎません。

メンデルは修道院の庭でエンドウを材料に遺伝の実験を行っていて、7つの形質に注目して法則性を発見しました。しかし、その功績は当時の科学界では注目される事もなく、失意のうちに亡くなった・・・。こういう話は、判官贔屓の日本人には受けが良く、無批判な「メンデルの法則」の神格化、あるいは反対に「実際には使えないじゃないか」的批判につながって行くようです。しかしながら、どちらもメンデル法則の本質には触れていないのは全くもって不思議な事です。「科学」の本質を考えずにその応用分野である「科学技術」をごちゃごちゃに考えてしまう、日本人ならでは(?)の混乱を表しているようです。

メンデルはエンドウの実験で何を発見したのかを次回から論じてみましょう。当時は何が判らなかったのか。メンデルによって何が明らかにされたのかを考えて行きましょう。
スポンサーサイト

テーマ : ☆クリスマスローズ☆
ジャンル : 趣味・実用

命令する遺伝子

ある遺伝子をどこで働かせるかを命令する遺伝子があります。
先のケーキ屋さんの例で言えば、ケーキ作りの工程に関わる人ばかりではケーキは出来なくて、全体をマネージする人が必要なのと同じと考えて良いでしょう。

ヘレボラスの葉や茎が赤っぽくなっているのを見ることがありますね。例えばこの株でも・・・茎に赤っぽい斑点が見えますね(写真の左側)。
茎が赤い白花


この赤色はたぶんアントシアニン系の色素で、花被片の色も茎の色も同じ種類の遺伝子が関わって作られるものです。この株では花茎は赤っぽいのに花は真っ白です。ネクタリーも赤くない。つまり、この株ではアントシアニン色素を作る遺伝子は持っているのに、花ではその遺伝子が働かないようになっていると考える事が出来ます。ちなみに、赤い花を咲かせる株では葉も茎も赤っぽい(葉緑素の緑色が被るので赤黒い)ことが多いですね。黄色い花のヘレボラスやシクラメンは葉も黄色っぽいです。同じ色素を作る遺伝子が花でも葉でも働くことから、これを遺伝子の「多面発現」と呼びます。この現象を利用して花が咲く前にある程度の選抜をする事が出来ます。

では、この株はどうでしょう?
茎が青い白花

同じ白花なのに、花茎は緑色一色で赤い斑点が見られません。
観察だけでは判断出来ませんが、考えられるのは・・・
1.アントシアニンを作るための「命令をする遺伝子」が壊れている。
2.アントシアニンを作る「ステップに関わる遺伝子」が壊れている(変異している)。
3.その両方・・・まだ色々考えられますね。

つまり、花だけ見ていると全く同じように見えても、遺伝的には随分と違っているということが示唆されているのです。私はヘレボラスでは見た事がありませんが、花は赤っぽいのに、花茎は緑一色というのも有り得ます。雪割草では、前者を泥軸、後者を青軸と呼んだりします。

一般的には白花と白花を交配したら多くの場合は白花しか出て来ません。それは、白花は劣性ホモである事が多いからです。しかし、白花同士の交配で赤花が出る場合も知られています。例えばですが、上の写真の株はアントシアニンを作る遺伝子は持っているのに、その遺伝子を働かせるための命令をする遺伝子が欠けているとします。下の株では反対に、命令する遺伝子はあるのに、アントシアニンを作る遺伝子が欠けているとしましょう。この2つを交配すると、互いに補い合って赤い花を咲かせる可能性が出て来ますね。高校の生物では「相補遺伝」という言葉で習ったかも知れません。白花同士の交配で赤が出たからと言って、いきなり「突然変異」と結論づける訳には行かないのです。一般的に言って、突然変異が起こる確率は1万分の1程度ですから。花を観察したり交配したりする時に、このような隠れた遺伝子を想像することが大切です。

ところで、遺伝子は指示待ち社員みたいですね。必ず命令が来てから働き出します。命令を出す人もまたその上役から命令を受け、その上役もまた・・・・どこまで行くのでしょう?? 沢山の遺伝子が上手く協調しながら働いて1つの生物の生命活動を行っている訳ですが、その全体を指揮するマスター遺伝子はあるのでしょうか? 

テーマ : ☆クリスマスローズ☆
ジャンル : 趣味・実用

交配の目標

これまで遺伝のメカニズムについて概略を説明して来ましたが、ここで中休みして、趣味家としての「交配の目標」について考えてみたいと思います。あまり難しく考えずに、適当に交配して出て来たものを楽しめば良いというのも一つの考え方ですが、折角3~4年かけて栽培するのですから自分なりの目標を立てる事をおすすめします。そんなこと当たり前だ!!って? こりゃまたどうも失礼いたしましたm(__)m

従来、ヘレボラス(特にオリエンタリス系のレンテンローズと呼ばれて来た系統)はうつむいた茶色っぽい花をつけるのが特徴でした。これを、種々の原種を交配したり選抜することによって、受け咲き、カップ咲き、明るい色合いの系統を打ち立てたのが有名なヘレン・バラードさんでした。これを引き継ぎつつ、さらにダブルも加わって進んでいるのが現在のヘレボラスの改良の大きな流れでしょう。

展示会でのプロの素晴らしい株を見ると、あのようなものを自分でも作れたらなあと思うのはごく自然な気持ちと思いますし私も同感です。しかし、ひねくれ者の一面がここで顔をあげます。あの素晴らしい花の陰には一桁以上の失敗作があるに違いないわけで、それを自分でもやるのか?出来るのか?・・と。もちろん、交配の結果がどうなるかは神様だけが知っている事で、交配した時には予想もしなかった素晴らしい株が出てくる可能性もあり、そのような宝くじ的な楽しみは否定出来ません。ただ、誰に頼まれた訳でもなく「自分」が交配するのですから、プロには出来ない交配目標にチャレンジするのが趣味交配の醍醐味と思います。とは言うものの、何事にも通じる事ですが、自分なりの目標を立てるのは結構大変です。さらにそれを達成するためにはどのような株を選んだら良いのか、どのような交配組み合わせにしたら良いのか、F1、F2・・・。確かに気が遠くなりそうですが、そもそもそんなに急ぐ事ですか? ヘレン・バラードさんは60歳を過ぎてからヘレボラスの品種改良を始めました。ともすれば、10年後、20年後の目標など立てにくくなる年齢かも知れません。その気力を支えたものが今見るような姿のヘレボラス達であると思うのです。ある個体の良さというのは、何も花の姿形だけではありません。全体の姿や四季の変化、株の丈夫さなど、挙げて行けばキリが無いかも知れません。そのような全体としての「良さ」を完成させて行くには、花の時期だけで無い観察が欠かせません。ある株の中の良さを見抜き、理論に基づく仮説をたて交配し、それが正しかったかどうかを日々観察する・・・そこには、受け身や惰性でない園芸本来の楽しみがあると思いませんか? 日々の面倒な水やりも観察のための貴重な時間に変わります。そして、たまには神様からのプレゼントがあるんです。そうでなくても、20年後に自分オリジナルな系統が作れたら、こんな素晴らしいプレゼントが他にあるでしょうか。それに、観察し、考え、結果を待ち望んでいると長生きの効用もあるとか。

交配親を選びましょう。偶然に期待するのなら話は別ですが、交配が上手く行ったかどうかを考える上では、ここで全てが決まってしまうと言って良いでしょう。しかも、誰が見ても良いと思うような点は、既に誰かがやっていると思って間違いないです。自分で交配するまでもなく、数年後にはより完成度の高いものがホームセンターに沢山並んで、より取りみどりになる事は目に見えています。何でもお金に換算する事が良い事とは思いませんが、3~4年苦労した結果が数百円で販売されているのを見るのは辛いものです。

では、どのように交配親を選んだら良いのでしょうか。悪い点には或る程度目をつぶり、良い点を引き出して行く。これが基本姿勢です。どんな点が「良い」と考えるかは、その人その人です。丸弁、カップ咲き、クリアカラーはヘレンさんの価値基準でした。それに共感する人が沢山いたので、今のブームにつながった。でも、ヘレボラスの良さはそれだけですか? ヘレンさんの魔法にかかって、他の「良さ」が見えなくなっていませんか? そんな自問自答をしながら花を見ると、それまでとは見え方が全く変わってくると思います。実は、これも快感。

良いと思う形質、それを担う遺伝子を推測し、交配する。交配は会社で言えば合併みたいなものです。それぞれの遺伝子(社員)には優劣はありません。望む姿を描き、それぞれの遺伝子が能力を十分発揮出来るようにしてやるのが交配する者の仕事です。良い株と良い株を交配すれば、さらに良い株が出来ると考えるのは誰もがやる間違いです。多くの場合は親以上の結果は出ません。あるいは単なる偶然の産物に喜んでいるだけです。隠れた長所を見いだしそれを伸ばしてやるのが、難しい事ですが交配の醍醐味と思います。

ならば、お前は何をやっているのか? となりましょうね。遺伝の理論については、これからも続けて行きますので、ここでは私の交配目標を参考までに1つ紹介しましょう。私は趣味家ですから、プロの方達がどのような交配をされているのかリサーチした事はありません。既にやられている事かも知れません。何を今更と笑われるのを承知で、ご紹介させていただきます。もし結果をご存知ならご教示くだされば有り難いです。



前にも紹介した原種のデュメトルムです。いくつかの系統を導入しましたが、この株が一番小さいです。この原種は既にヒブリダスの育種に使われて来たと解説されている資料もありますが、実際のところはよく判りませんでした。とっても小さくて目立たない花を着けますが、この小型な草姿は栽培面積が狭い私には利点になります。また、葉の感触も柔らかで、全体の姿も優しい印象。このサイズで、色々な花があったら欲しいと思いませんか? 早速ヒブリダスと交配しました。交配にあたって染色体数を調べたところ数は合っていました。ただ、核1つあたりのDNA含量が違うそうです。こういう交配で得られたF1は不稔になる可能性があって、F2まで行けるかどうか判りません。

結果は・・・、残念ながら今年は開花しなかったので、また1年後の報告になると思います。ただ、葉の大きさは中間タイプ、感触は柔らかになっていたので良しとしましょう。花の色の予想ですが、緑色が被るので、恐らくは濁った暗い色になるのでは?と思います。白い花のデュメが作れれば交配親に使えるのになあ。原種から少しでも色の薄いのを探すとしましょうか。あるいは白花のヒブリダスと交配? ね、楽しそうでしょ。

テーマ : ☆クリスマスローズ☆
ジャンル : 趣味・実用

優性か劣性か・・それが問題だ

ダブルピンク

2~3年前から花屋さんでダブル(八重咲き)のヘレボラスを見かけるようになりましたね。長年地味で控えめな花だったヘレボラスが、突然に鮮やかで豪華な姿に変身して舞台に登場したのですから、この花の虜になってしまった方が増えましたね。また、古くからのファンも見違えるような姿に、この花の可能性を見直したことでしょう。

さて、このダブルですが、シングル(一重咲き)と交配すると出て来る子供はほとんど全てがシングルになる事が知られています。このように、対立形質(ダブル:シングル)のうち、交配一代目でどちらか一方だけが現れる時、隠されてしまう形質を「劣性形質」と呼び、また現れてくる方の形質を「優性形質」と呼びます。この現象をメンデルの法則では「優性の法則」と呼びます。では、この花はどうでしょう。

セミダブル

セミダブルと呼ばれる花型で、好き嫌いは別にしてなんとも中途半端な形ですね。シングルとダブルを交配すると、このような花が出る場合があるそうです。「優性の法則」はどうしたのでしょうか? 実は、このように交配一代目で両親の中間タイプが現れるケースは非常に多く、メンデルの法則に従う例の方が少ないのです。特に色の濃度や花の大きさ等の「量的な形質」は「優性の法則」に従わない事が判っています。それは、量的な形質には沢山の遺伝子(「ポリジーン」と呼ぶ)が関わっているためであると考えられています。洞察力に優れていたメンデルが、このような優性に現れない形質にも当然気づいていたはずで、明確な結果が出た7つの形質についてのみ報告したものと思われます。このように「優性の法則」で例示された形質は特殊な例であって、その他の形質について普遍的に成り立つわけではありません。ですから「法則」と呼ぶには相応しくないわけです。

*注意:ここでセミダブルを量的な形質として例示しましたが、実際にはヘレボラスのダブル咲きの遺伝的メカニズムは判っていません。

さて、ここからは明確に「優性・劣性」が現れる場合についてそのメカニズムを考えて行く事にしましょう。

再び、ケーキに登場してもらいます。
あるケーキ屋さんでは、ケーキ作りの各ステップ毎に専門の職人さんが居るとします。粉を篩う役、混ぜる役・・・・クリームで飾る役、最後にイチゴを乗せる役で完成としましょう。これを流れ作業でやっています。各ステップには職人さんが2人ペアではりついています。2人とは何と無駄なって? もし1人だけだったら、その1人に何かあった時はケーキが出来なくなってお客さんに迷惑がかかるからです。この例え話では、2人の職人=対立遺伝子である事はもうお解りですね。ケーキは・・・花の赤い色素としておきましょう。次に1つの対立遺伝子がヘテロであることを想像してみましょう。イチゴを乗せる役の職人のうち、1人は正常でもう1人は変異を起こしている(=何も出来ない)、という場合を想定してみます。するとどうですか? 1人が何も出来なくてもケーキはちゃんと出来上がります。これが、雑種1代目では変異のある遺伝子の影響が隠れてしまう事、すなわち優性の法則、の説明になります。ここではイチゴを乗せるステップに関わる遺伝子について考えてみましたが、どのステップでも同じ事が言えます。

わざわざこのような例え話にしたのには理由があります。「対立遺伝子」、「優性」、「劣性」という言葉の持つイメージから、遺伝では、遺伝子間の戦いがあって、優れた遺伝子が形質を支配しているという風に誤って理解されている事が多いのです。酷い例では「優性遺伝子が劣性遺伝子を抑え込む」などと説明される場合がありますが、このケーキ屋さんの例でわかる通りに戦いなど無くても説明出来ますし、対立遺伝子同士の争いなどありません。また、「優性形質」は、雑種第1代目で現れる形質という意味であって、優れた形質という意味ではありません。例えば、赤い花が白い花に対して優性形質としても、赤い花は目立つので人に摘み取られてしまう確率が高くなります。すると子孫を残すには赤花は不利な形質ということになります。つまり、「表現型」と「優れている事」とは全く別の問題なのです。

今日のポイント:
優性形質は優れているわけでは無い。

テーマ : ☆クリスマスローズ☆
ジャンル : 趣味・実用

対立遺伝子

Hellebotoruquatus.jpg

もう10年以上前になると思いますが、園芸品種や原種がほとんど手に入らなかった頃、「トルコータス」(Helleborus torquatus)として種子を手に入れたものです。5年ほどかかってやっと開花したものの、咲いたのがこれです。恐らく雑種になっているでしょう。園芸品種に比べて弱々しく、なかなか大株にはなってくれません。栽培しにくいと言われている H. torquatus が片親になっているからかも知れません。

さて、前回のタイトル「遺伝子と形質」で出て来た「対立遺伝子」について、もう少し詳しく見てみる事にしましょう。

動物や植物は、両親から1セットずつ受け継いだ遺伝子をペアにして1つ1つの細胞の核内に持っています。ペアを作る2つの遺伝子は同じ機能(役割)を担っていて、遺伝学ではこの2つの遺伝子を「対立遺伝子」と呼びます。ただ、同じ機能を担っているとは言っても、この2つの遺伝子の間に若干の能力差があったり、何らかの原因で壊れていて機能を失っている場合があります。これら機能が低下した遺伝子や機能を失った遺伝子のDNA塩基配列(A,T,G,Cの4種類の塩基の並び方)を機器分析によって調べると、正常なものとは異なる配列になっていることが判ります。このような塩基配列の変化は「突然変異」と呼ばれ、細胞分裂時すなわち遺伝子複製時のミスや、放射線などの変異原によって引き起こされます。突然変異は一定の確率で起こり不可避ですから、もしある役割を担った遺伝子が1つしか無かったとすると致命的です。ペアになっている2つの遺伝子に同時に突然変異が起こる事は確率的にゼロに近いですから、生物は突然変異を見込んでペアで遺伝子を持つことにしたのかも知れませんね。さらに面白い事に、同じ機能を担った遺伝子が何ペアも用意されている事があり、このような遺伝子はその生物にとって重要な役割を果たしていると推測出来ます。

対立遺伝子のペアを作る2つの遺伝子が全く同じであれば「ホモ(接合)」、片方が変異をおこしたものであれば「ヘテロ(接合)」と呼びます。ところで、「純系」という言葉がありますね。遺伝学では全ての対立遺伝子がホモであることを言い、理論的には自家受精と選抜を何世代にも渡って続けることで得られます。また、育種学ではこの純系のことを「固定品種」と呼びますが、全ての遺伝子をホモにするには年月がかかりすぎるため、重要な形質に関わる遺伝子だけをホモにすることで良しとしています。

ちなみに、1つの遺伝子セットには、例えば我々人間であれば3~4万個の遺伝子が入っていて、他の動物や植物でも桁違いというのは無さそうです。これら遺伝子の本体であるDNAは、タンパクと共に染色体と呼ばれる短い糸状の物質を形成しています。教科書に出ていたアルファベットの'X'のような形のものを覚えている方は多いと思います。1つの細胞には同じ形をした染色体が2本あって、このペアを「相同染色体」と呼び、対立遺伝子が集まったものと考えれば良いでしょう。1対の対立遺伝子は相同染色体の同じ位置にあって、その位置を「遺伝子座」と呼びます。1つの遺伝子座には通常1対の対立遺伝子が乗りますが、3種類以上の遺伝子のうち2つが乗る場合があり、これを「複対立遺伝子」と呼びます。ヒトのABO血液型を決める遺伝子がこの有名な例ですね。染色体の本数は生物種によって決まっていて、ヘレボラス属ではどの種も32本(2n=32)です。

対立遺伝子は、生殖細胞すなわち卵細胞や花粉細胞を作るときに「減数分裂」によってそれぞれ別の細胞に入り、受精によってまた対を作ることになります。

今日のポイント:
対立遺伝子とは、同じ働きを担う1対の遺伝子である。

テーマ : ☆クリスマスローズ☆
ジャンル : 趣味・実用

sidetitleプロフィールsidetitle

conocono

Author:conocono
花好きおじさんの園芸と植物に関するあれこれ。
たまに作り話もあるので要注意。

sidetitle最近の記事sidetitle
sidetitleカテゴリーsidetitle
sidetitle月別アーカイブsidetitle
sidetitleメールフォームsidetitle

名前:
メール:
件名:
本文:

sidetitleFC2カウンターsidetitle
sidetitleブログ内検索sidetitle
sidetitleリンクsidetitle
sidetitleRSSフィードsidetitle
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。