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WO2021230259A1 - 高ステビオール配糖体含有ステビア植物及びそのスクリーニング方法 - Google Patents

高ステビオール配糖体含有ステビア植物及びそのスクリーニング方法 Download PDF

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WO2021230259A1
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一考 岩城
兼太郎 落合
沙織 竹山
克郎 宮川
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Suntory Holdings Ltd
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    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers

Definitions

  • High steviol glycosides comprising a reagent for detecting the presence and / or absence of the following genetic feature (1) and a reagent for detecting the presence and / or absence of the following genetic feature (2).
  • Body-containing stevia plant screening kit (1) It is homozygous for an allele in which the base at the position corresponding to position 290 of SEQ ID NO: 1 is T.
  • the allele at which the base corresponding to the 40th position of SEQ ID NO: 2 is A is homozygous or heterozygous.
  • the reagent comprises a primer and / or a probe used in the CAPS method, the dCAPS method or the TaqMan PCR method.
  • the "part consisting of the base sequence corresponding to SEQ ID NO: 1" is a genetic feature (ie, from the 5'end of SEQ ID NO: 1 to positions 1-289 (ie, from the 5'end of SEQ ID NO: 1).
  • a forward primer for example, one having the sequence of SEQ ID NO: 3 that hybridizes to the complementary sequence of the portion of 1 base at position 290, which is the position according to 1) (up to the base on the 5'end side of 5'), and 3 of SEQ ID NO: 1.
  • the irradiation distance may be 1 cm to 200 m, 5 cm to 100 m, 7 cm to 75 m, 9 cm to 50 m, 10 cm to 30 m, 10 cm to 20 m, 10 cm to 10 m, and the irradiation time may be 5 to 10 Gr, 1 to 10 Gr. It may be 1 minute to 2 years, 2 minutes to 1 year, 3 minutes to 0.5 years, 4 minutes to 1 month, 5 minutes to 2 weeks, 10 minutes to 1 week.
  • the intensity, distance and time of irradiation vary depending on the type of radiation and light rays and the state to be irradiated (cells, curls, plants), but can be appropriately adjusted by those skilled in the art.
  • the plant of the present invention is a steviol glycoside high content type.
  • a stevia plant containing a high steviol glycoside means that the content of steviol glycoside is higher than that of a stevia plant having no genetic characteristics of the present invention.
  • High steviol glycoside content means, for example, that the average or median steviol glycoside content in the population of steviol glycosides of the present invention does not have the genetic characteristics of the present invention.
  • the steviol glycoside is extracted in the form of an extract by reacting the fresh or dried leaves of the plant of the present invention with an appropriate solvent (an aqueous solvent such as water or an organic solvent such as alcohol, ether and acetone).
  • an appropriate solvent an aqueous solvent such as water or an organic solvent such as alcohol, ether and acetone.
  • For extraction conditions, etc. refer to the method described in Ohta et al., J. Appl. Glycosci., Vol. 57, No. 3, 199-209 (2010) or WO2010 / 038911, or the method described in Examples described later. can do.
  • the base at the position is changed to A.
  • the genetic features of the present invention can be acquired by the replacement of.
  • the existence of genetic features of the invention is, for example, -Detection of the presence of only an allele in which the base corresponding to the 290th position of SEQ ID NO: 1 is T (for example, an allele containing the base sequence of SEQ ID NO: 1, 7, 8 or 9). -Detection and / or detection of the presence of an allele in which the base corresponding to the 40th position of SEQ ID NO: 2 is A (for example, an allele containing the base sequence of SEQ ID NO: 2, 10, 11 or 12). -Detection of the absence of an allele in which the base at the position corresponding to position 290 of SEQ ID NO: 1 is C (for example, an allele containing the base sequence of SEQ ID NO: 13, 14, 15 or 16). Can be determined by.
  • the invader method recognizes the hybridization of two types of reporter probes and one type of invader probe specific to each of the alleles having or not having genetic characteristics such as SNP to the template DNA, and the structure of the DNA.
  • a combination of DNA cleavage by the Cleavase enzyme which has a special endonuclease activity of cleavage (Livak, KJ Biomol. Eng. 14, 143-149 (1999); Morris T. et al., J. Clin. Microbiol. 34, 2933 (1996); Lyamichev, V. et al., Science, 260, 778-783 (1993), etc.).
  • the plant of the present invention the stevial plant selected by the screening method of the present invention, the stevial plant produced by the production method of the present invention, or the seeds, leaves (for example, dried leaves or fresh leaves) of the plant. ),
  • An extract containing a steviol glycoside (eg, RebD and / or RevM) from a tissue, tissue culture or cell (hereinafter, may be referred to as "extract of the present invention”) is provided.
  • extract of the present invention is preferably produced by the method for producing the extract of the present invention.
  • the extract of the present invention thus obtained and / or the steviol glycoside refined product (for example, RevD and / or RevM) obtained by the method for producing the steviol glycoside refined product of the present invention and other components.
  • a food or drink, a sweetening composition, a fragrance or a pharmaceutical product containing a steviol glycoside can be produced. Therefore, another embodiment of the present invention is a step of mixing the steviol glycoside refined product obtained by the extract of the present invention and / or the method for producing the steviol glycoside refined product of the present invention with other components.
  • a method for producing a food or drink, a sweetening composition, a fragrance or a pharmaceutical product which comprises.
  • the individual in which only the degradation product band is observed has the genetic feature
  • the homozygous or heterozygous genetic feature (2) the individual has the genetic feature.
  • Individuals with a non-degraded band were determined to have genetic characteristics.
  • the average value of the TSG content of the population having the genetic characteristics of the present invention is the individual having no genetic characteristics of the present invention, all the individuals of the group A, and the individual having the genetic characteristics (2). It was 43.5%, 27.4% and 7.2% higher than the average value of TSG content, respectively.
  • the genetic feature (2) is known as a marker for selecting a stevia plant having a high sweetness component content (Patent Document 3), but by combining the genetic feature (1) of the present invention, the TSG content can be further increased. It can be seen that individuals with high levels can be selected.

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Abstract

本発明は、以下の遺伝的特徴(1)及び(2)を有する高ステビオール配糖体含有ステビア植物体、その作出方法、スクリーニング方法等を提供する。 (1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。 (2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。

Description

高ステビオール配糖体含有ステビア植物及びそのスクリーニング方法
 本発明は、ステビオール配糖体の含有量が高いステビア植物及びそのスクリーニング方法等に関する。
 多様化する消費者ニーズに対応すべく、様々な飲料が開発され、市販されている。ショ糖等の糖類は、甘味を与える等の目的で飲料にごく普通に配合される成分であるが、過剰摂取による健康への影響が指摘されてきており、より低カロリーであり、かつ天然由来の甘味料に対するニーズが高まりつつある。例えば特許文献1は、ビタミン、高甘味度甘味料、及び甘味改善組成物を含有する機能性甘味料組成物を開示している。
 ステビオール配糖体は、ステビア抽出物に含まれる甘味成分として知られている。ステビア抽出物は、主にステビアの乾燥葉から抽出、精製される。ステビアは南米パラグアイを原産地とする菊科多年生植物で、学名をステビア・レバウディアナ・ベルトニー(Stevia Rebaudiana Bertoni)という。ステビアは砂糖の約300倍以上の甘味を持つ成分を含むので、この甘味成分を抽出して天然甘味料として用いるために栽培されている。ステビオール配糖体としては、レバウジオシドA(Rebaudioside A、以下「レバウジオシド」(Rebaudioside)を「Reb」と略すことがある)、RebB、RebC、RebD、RebE、RebM等、様々な配糖体の存在が報告されている(特許文献2)。様々なステビオール配糖体の中で、例えばRebAは、高甘味度と良質甘味を有する甘味料として評価されており、広く用いられている。その他のステビオール配糖体についても、その独自の甘さ及び付随する味を有することが判明しつつある。
 そのような状況において、甘味成分含量が高いステビア植物体をスクリーニングする方法が知られている(特許文献3)。
WO2007/070224 WO2010/038911 WO2020/027155
 ステビオール配糖体の含有量が高いステビア植物が求められている。
 本発明は、その一側面において、以下を提供する。
[1]
 被験ステビア植物体のゲノムから、以下の遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在と、以下の遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在とを検出する工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体をスクリーニングする方法。
(1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
(2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
[2]
 遺伝的特徴の存在及び/又は不在が検出された被験ステビア植物組織のステビオール配糖体の含有量を測定する工程をさらに含む、[1]に記載の方法。
[3]
 高ステビオール配糖体含有ステビア植物体のステビオール配糖体含有量が、遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在とを検出する工程を含むが、遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在を検出する工程を含まないスクリーニング方法で選択されたステビア植物体のステビオール配糖体含有量より3%以上高い、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]
 遺伝的特徴の存在及び/又は不在を検出する工程が、dCAPS法又はTaqMan PCR法を用いて行われる、[1]~[3]のいずれか一項に記載の方法。
[5]
 以下の遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在を検出するための試薬と、以下の遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在を検出するための試薬とを含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体のスクリーニングキット。
(1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
(2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
[6]
 試薬が、CAPS法、dCAPS法又はTaqMan PCR法に使用するプライマー及び/又はプローブを含む、[5]に記載のキット。
[7]
 以下の遺伝的特徴(1)及び(2)を有する、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体。
(1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
(2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
[8]
 非遺伝子組換植物体である、[7]に記載の植物体。
[9]
 変異誘発処理を行ったステビア植物体及びその子孫植物体を含む、[7]又は[8]に記載の植物体。
[10]
 [7]~[9]のいずれか一項に記載の植物体の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞。
[11]
 胚、分裂組織細胞、花粉、葉、根、根端、花弁、プロトプラスト、葉の切片及びカルスから選択される、[10]に記載の組織、組織培養物又は細胞。
[12]
 [7]~[9]のいずれか一項に記載のステビア植物体と第2のステビア植物体とを交雑させる工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体を作出する方法。
[13]
 第2の植物体が[7]~[9]のいずれか一項に記載のステビア植物体である、[12]に記載の方法。
[14]
 ステビア植物体のゲノムに、前記ゲノムが以下の遺伝的特徴(1)及び(2)を有するように改変を加える工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体を作出する方法。
(1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
(2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
[15]
 ゲノムの改変が、変異誘発処理によって行われる、[14]に記載の方法。
[16]
 ステビオール配糖体を含む、[7]~[9]のいずれか一項に記載の植物体、[10]又は[11]に記載の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞の抽出物。
[17]
 [7]~[9]のいずれか一項に記載の植物体、[10]又は[11]に記載の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞から抽出物を得る工程を含む、ステビオール配糖体含有抽出物の製造方法。
[18]
 [16]に記載の抽出物からステビオール配糖体を精製する工程を含む、ステビオール配糖体の製造方法。
[19]
 [7]~[9]のいずれか一項に記載の植物体の抽出物、[10]又は[11]に記載の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞の抽出物、或いは、[16]に記載の抽出物を提供する工程、及び
前記抽出物を、飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品の原料に添加する工程
を含む、飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品の製造方法。
 本発明によって、ステビオール配糖体をより多く含むステビア植物体の取得、そのような植物体を作出するための手段、そのような植物体より得られる葉、この葉より得られたステビオール配糖体を含む食物や飲料等の提供が可能になる。
図1は、配列番号1の塩基配列における、遺伝的特徴(1)に係る塩基の位置を示した図である。枠で囲った塩基が遺伝的特徴(1)に係る塩基である。 図2は、配列番号2の塩基配列における、遺伝的特徴(2)に係る塩基の位置を示した図である。枠で囲った塩基が遺伝的特徴(2)に係る塩基である。 図3は、集団Aにおける種々の遺伝的特徴を有する個体群の乾燥葉中のTSG含量の平均値(%)を示したグラフである。「All」は集団Aの全個体、「(2)」は遺伝的特徴(2)を有する個体、「(1)+(2)」は本発明の遺伝的特徴を有する個体、「Not (1)+(2)」は本発明の遺伝的特徴を有しない個体をそれぞれ示す。
 以下、本発明を詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をそのような実施の形態のみに限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施をすることができる。
 なお、本明細書において引用した全ての文献、及び公開公報、特許公報その他の特許文献は、参照として本明細書に組み込むものとする。また、本明細書は、2020年5月12日に出願された本願優先権主張の基礎となる日本国特許出願(特願2020-084133号)の明細書及び図面に記載の内容を包含する。
1.高ステビオール配糖体含有ステビア植物体
 本発明は、1つの側面において、以下の遺伝的特徴(1)及び(2)を有する、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体(以下、「本発明の植物体」と称することがある)を提供する。
(1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
(2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
 本発明の植物体は、野生種のステビア植物体から派生した種であるが、ステビオール配糖体含量が高くなる上記遺伝的特徴(1)及び(2)を獲得したものである(以下、上記遺伝的特徴(1)及び(2)を「本発明の遺伝的特徴」と総称する場合がある)。
 「~に相当する位置」とは、ゲノム中に基準配列(例えば、配列番号1等)と同一の配列が存在する場合は、ゲノム中に存在するその配列中の位置(例えば、290位、40位等)を意味し、ゲノム中に基準配列と同一の配列が存在しない場合は、ゲノム中の基準配列に相当する配列中の、基準配列中の位置に相当する位置を意味する。ゲノム中に基準配列と同一又はそれに相当する配列が存在するかどうかは、例えば、基準配列をPCRで増幅し得るプライマーで、対象となるステビア植物のゲノムDNAを増幅し、増幅産物のシーケンシングを行い、得られた配列と基準配列とのアラインメント解析を行うことで決定することができる。基準配列に相当する配列の非限定例としては、例えば、基準配列に対し60%以上、70%以上、75%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、98.1%以上、98.4%以上、98.7%以上、99%以上、99.2%以上、99.5%以上又は99.8%以上の配列同一性を有する塩基配列が挙げられる。ゲノム中の基準配列に相当する配列中の、基準配列中の位置に相当する位置は、基準配列中の位置の前後の塩基配列等を考慮して決定することができる。例えば、基準配列とゲノム中の基準配列に相当する配列とのアライメント解析により、ゲノム中の基準配列に相当する配列中の、基準配列中の位置に相当する位置を決定することができる。
 例えば、本発明の遺伝的特徴(1)の「配列番号1の290位に相当する位置」を例にとると、ステビア植物体のゲノムが配列番号1と同一の塩基配列からなる部分を有している場合、「配列番号1の290位に相当する位置」はゲノム中の配列番号1と同一の塩基配列からなる部分の5’側から290位である。一方、ステビア植物体のゲノムが配列番号1と同一ではないがこれに相当する塩基配列からなる部分を有している場合、ゲノムは配列番号1と同一の塩基配列からなる部分を有しないため、「配列番号1の290位に相当する位置」は、必ずしも配列番号1に相当する部分の5’側から290位に該当するわけではないが、配列番号1の290位の前後の塩基配列等を考慮し、かかるステビア植物のゲノムにおける「配列番号1の290位に相当する位置」を特定することができる。例えば、ステビア植物のゲノムにおける配列番号1に相当する部分の塩基配列と、配列番号1の塩基配列とのアライメント解析により、ステビア植物のゲノムにおける「配列番号1の290位に相当する位置」を特定することができる。
 「配列番号1に相当する塩基配列からなる部分」は、例えば、配列番号1の塩基配列に対し、60%以上、70%以上、75%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、98.1%以上、98.4%以上、98.7%以上、99%以上、99.2%以上、99.5%以上又は99.8%以上の配列同一性を有する塩基配列からなる部分を意味する。
 一部の態様において、「配列番号1に相当する塩基配列からなる部分」には、配列番号1の5’末端から1~289位(すなわち、配列番号1の5’末端から、遺伝的特徴(1)に係る位置である290位の1塩基5’末端側の塩基まで)の部分の相補配列にハイブリダイズするフォワードプライマー(例えば、配列番号3の配列を有するもの)と、配列番号1の3’末端側から1~36位(すなわち、配列番号1の3’末端から、遺伝的特徴(1)に係る位置である290位の1塩基3’末端側の塩基まで)の部分にハイブリダイズするリバースプライマー(例えば、配列番号4の配列を有するもの)とを用いたPCRにより増幅され得るステビア植物体のゲノムの部分が含まれる。
 一部の態様において、「配列番号2に相当する塩基配列からなる部分」には、配列番号2の5’末端から1~39位(すなわち、配列番号2の5’末端から、遺伝的特徴(2)に係る位置である40位の1塩基5’末端側の塩基まで)の部分の相補配列にハイブリダイズするフォワードプライマー(例えば、配列番号5の配列を有するもの)と、配列番号2の3’末端側から1~105位(すなわち、配列番号2の3’末端から、遺伝的特徴(2)に係る位置である40位の1塩基3’末端側の塩基まで)の部分にハイブリダイズするリバースプライマー(例えば、配列番号6の配列を有するもの)とを用いたPCRにより増幅され得るステビア植物体のゲノムの部分が含まれる。
 特定の態様において、「配列番号1に相当する塩基配列からなる部分」には、例えば、配列番号3の塩基配列を含むフォワードプライマーと、配列番号4の塩基配列を含むリバースプライマーとを用いたPCRにより増幅され得るステビア植物のゲノムの部分が含まれる。
 特定の態様において、「配列番号2に相当する塩基配列からなる部分」には、例えば、配列番号5の塩基配列を含むフォワードプライマーと、配列番号6の塩基配列を含むリバースプライマーとを用いたPCRにより増幅され得るステビア植物のゲノムの部分が含まれる。
 特定の態様において、「配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレル」(以下、「遺伝的特徴(1)に係るアレル」と称することがある)は、配列番号1、7、8又は9の塩基配列を含む。
 特定の態様において、「配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレル」(以下、「遺伝的特徴(2)に係るアレル」と称することがある)は、配列番号2、10、11又は12の塩基配列を含む。
 ここで、(1)配列番号1の290位に相当する位置及び(2)配列番号2の40位に相当する位置を、「本発明の多型部位」又は「本発明の遺伝的特徴に係る部位」と総称することがある。
 前記遺伝的特徴は、PCR法、TaqMan PCR法、シーケンス法、マイクロアレイ法、インベーダー法、TILLING法、RAD(random amplified polymorphic DNA)法、法制限酵素断片長多型(RFLP)法、PCR-SSCP法、AFLP(amplified fragment length polymorphism)法、SSLP(simple sequence length polymorphism)法、CAPS(cleaved amplified polymorphic sequence)法、dCAPS(derived cleaved amplified polymorphic sequence)法、アレル特異的オリゴヌクレオチド(ASO)法、ARMS法、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(DGGE)法、CCM(chemical cleavage of mismatch)法、DOL法、MALDI-TOF/MS法、TDI法、パドロックプローブ法、分子ビーコン法、DASH(dynamic allele specific hybridization)法、UCAN法、ECA法、PINPOINT法、PROBE(primer oligo base extension)法、VSET(very short extension)法、Survivor assay、Sniper assay、Luminex assay、GOOD法、LCx法、SNaPshot法、Mass ARRAY法、パイロシーケンス法、SNP-IT法、融解曲線分析法等により検出することが可能であるが、検出方法はこれらに限定されるものではない。遺伝子変異の検出方法の詳細については後述する。
 特定の態様において、本発明の遺伝的特徴は、以下のプライマーセット及び制限酵素の組合せによるdCAPS法で検出することが可能である。
 候補植物体が遺伝的特徴(1)を有する場合、例えば、候補植物体のゲノムDNAに対し、配列番号21に示す塩基配列を有するフォワードプライマー及び配列番号22に示す塩基配列を有するリバースプライマーを用いてPCR増幅を行い、得られたPCR産物(約326bp長、例えば、配列番号30)に対し制限酵素RsaIによる処理を行うと、約290bp長のバンド(例えば、配列番号31)と約36bp長のバンド(例えば、配列番号32)が生じる。一方、候補植物体が遺伝的特徴(1)を有しない場合、上記と同様にPCR増幅を行うと約326bp長のPCR産物(例えば、配列番号33、又は配列番号30及び33)が生じるが、制限酵素処理を行っても、切断されていない約326bp長のPCR産物(例えば、配列番号33)のバンドが確認される。
 候補植物体が遺伝的特徴(2)を有する場合、例えば、候補植物体のゲノムDNAに対し、配列番号25に示す塩基配列を有するフォワードプライマー及び配列番号28に示す塩基配列を有するリバースプライマーを用いてPCR増幅を行い、得られたPCR産物(約367bp長、例えば、配列番号34、又は配列番号34及び35)に対し制限酵素RsaIによる処理を行うと、約46bp長のバンド(例えば、配列番号36)と約320bp長のバンド(例えば、配列番号37)が生じる。一方、候補植物体が遺伝的特徴(2)を有しない場合、上記と同様にPCR増幅を行うと約367bp長のPCR産物(例えば、配列番号35)が生じるが、制限酵素処理を行っても、切断されていない約367bp長のPCR産物(例えば、配列番号35)のバンドのみが確認される。
 本発明のステビア植物体は、野生種のステビア植物体から派生した種であり、ステビオール配糖体含量が高くなる前述の遺伝的特徴を獲得したものである。当該遺伝的特徴は、遺伝子組換的手法により生じたものであっても、非遺伝子組換的手法により生じたものであってもよい。したがって、本発明の植物体は、遺伝子組換的手法 により得られたもの又はその子孫(以下、「遺伝子組換植物体」と称することがある)であっても、非遺伝子組換的手法により得られたもの又はその子孫(以下、「非遺伝子組換植物体」と称することがある)であってもよい。
 本明細書中、「非遺伝子組換的手法」の例としては、外来遺伝子の導入を行わずに宿主細胞(又は宿主植物体)の遺伝子に変異を誘発する方法が挙げられる。そのような方法としては植物細胞の変異誘発剤を作用させる方法が挙げられる。そのような変異誘発剤としては、エチルメタンスルホン酸(EMS)及びアジ化ナトリウム等が挙げられる。例えば、EMSは、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%等の濃度で植物細胞を処理することができる。処理時間は約1時間~約48時間、約2時間~約36時間、約3時間~約30時間、約4時間~約28時間、約5時間~約26時間、約6時間~約24時間である。処理の手順自体は公知であるが、吸水過程を経た吸水種子を上記濃度で変異誘発剤を含む処理液に、上記処理時間浸漬することで行うことができる。
 非遺伝子組換的手法の別の例として、X線、γ線、紫外線等の放射線や光線を植物細胞に照射する方法が挙げられる。紫外線を照射する場合、適当な紫外線の照射量(紫外線ランプ強さ、距離、時間)を用いて照射した細胞を、選択培地等で培養した後、目的の形質を有する細胞、カルス、植物体を選択できる。その際の照射強度は0.01~100Gr、0.03~75Gr、0.05~50Gr、0.07~25Gr、0.09~20Gr、0.1~15Gr、0.1~10Gr、0.5~10Gr、1~10Grであってよく、照射距離は1cm~200m、5cm~100m、7cm~75m、9cm~50m、10cm~30m、10cm~20m、10cm~10mであってよく、照射時間は1分~2年、2分~1年、3分~0.5年、4分~1か月、5分~2週間、10分~1週間であってよい。照射の強度、距離及び時間は、放射線や光線の種類や照射対象となる状態(細胞、カルス、植物体)により異なるが、当業者であれば適宜調整することができる。
 また、細胞融合、葯培養(半数体育成)、遠縁交雑(半数体育成)等の手法も公知である。
 一般に、植物細胞は、培養の間に変異を伴うことがあるため、より安定した形質維持のために植物個体に戻すことが好ましい。
 非遺伝子組換ステビア植物体を宿主として事後的に遺伝子組換(例えばゲノム編集等により)を行って得られた植物体(例えば、本発明の植物体を宿主として遺伝子組換を行って、さらに別の形質を付加した植物体)も、本発明の範囲から除外されるものではない。
 本発明の植物体は、ステビオール配糖体高含有型である。高ステビオール配糖体含有ステビア植物とは、本発明の遺伝的特徴を有しないステビア植物に比べ、ステビオール配糖体の含有量が高いことを意味する。ステビオール配糖体の含有量が高いとは、例えば、本発明のステビア植物体の集団におけるステビオール配糖体含有量の平均値又は中央値が、本発明の遺伝的特徴を有しないステビア植物体の集団におけるステビオール配糖体の含有量の平均値又は中央値に比べて高いこと、及び/又は、遺伝的特徴(2)を有するステビア植物体の集団におけるステビオール配糖体含有量の平均値又は中央値に比べて高いことを意味する。
 一部の態様において、本発明の植物体の集団におけるステビオール配糖体の含有量の平均値は、本発明の遺伝的特徴を有しないステビア植物体の集団におけるステビオール配糖体の含有量の平均値より約10%以上、約11%以上、約12%以上、約13%以上、約14%以上、約15%以上、約16%以上、約17%以上、約18%以上、約19%以上、約20%以上、約21%以上、約22%以上、約23%以上、約24%以上、約25%以上、約26%以上、約27%以上、約28%以上、約29%以上、約30%以上、約31%以上、約32%以上、約33%以上、約34%以上、約35%以上、約36%以上、約37%以上、約38%以上、約39%以上、約40%以上、約41%以上、約42%以上、約43%以上、約43.5%以上、約44%以上、約45%以上、約46%以上、約47%以上、約48%以上、約49%以上又は約50%以上高い。
 また、一部の態様において、本発明の植物体の集団におけるステビオール配糖体の含有量の平均値は、遺伝的特徴(2)を有するステビア植物体の集団におけるステビオール配糖体の含有量の平均値より約1.0%以上、約1.3%以上、約1.5%以上、約1.8%以上、約2.0%以上、約2.3%以上、約2.5%以上、約2.8%以上、約3.0%以上、約3.3%以上、約3.5%以上、約3.8%以上、約4.0%以上、約4.3%以上、約4.5%以上、約4.8%以上、約5.0%以上、約5.3%以上、約5.5%以上、約5.8%以上、約6.0%以上、約6.3%以上、約6.5%以上、約6.8%以上、約7.0%以上、約7.2%以上、約7.5%以上、約7.8%以上、約8.0%以上、約8.3%以上、約8.5%以上、約8.8%以上、約9.0%以上、約9.3%以上、約9.5%以上、約9.8%以上又は約10.0%以上高い。
 ステビオール配糖体は、ステビオール骨格にグルコース、ラムノース、キシロース等の糖が結合した化合物の総称であり、例えば、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebG、RebI、RebJ、RebK、RebN、RebM、RebO、RebQ、RebR、ズルコシドA、ルブソシド、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド、ステビオシド等を包含する。一部の態様において、ステビオール配糖体は、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebI、RebJ、RebK、RebN、RebM、RebO、RebQ、RebR、ズルコシドA、ルブソシド、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド及びステビオシドから選択される1種以上の配糖体を包含する。特定の態様において、ステビオール配糖体は、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebG、RebM、RebN及びステビオシドを含むか、又はこれらのステビオール配糖体から選択される。
 総ステビオール配糖体(Total Steviol Glycoside:TSG)は、測定可能なステビオール配糖体の総称であり、未知のステビオール配糖体や、検出限界未満の量で存在するステビオール配糖体を含まない。好ましくは、TSGは、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebG、RebI、RebJ、RebK、RebM、RebN、RebO、RebQ、RebR、ズルコシドA、ルブソシド、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド及びステビオシドからなる群より選択される2つ以上の任意の組み合わせである。特定の態様において、TSGは、RebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebG、RebM、RebN及びステビオシドの組合せからなる。
 ステビオール配糖体は、本発明の植物体の新鮮葉又は乾燥葉に適切な溶媒(水等の水性溶媒又はアルコール、エーテル及びアセトン等の有機溶媒)を反応させることにより抽出液の状態で抽出することができる。抽出条件等はOhta et al., J. Appl. Glycosci., Vol. 57, No. 3, 199-209 (2010)又はWO2010/038911に記載の方法や、後述の実施例に記載の方法を参照することができる。乾燥葉とは、新鮮葉を乾燥させることにより含水量を10重量%以下、7重量%以下、5重量%以下、4重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、1重量%以下にまで減らしたものをいう。好ましくは、本発明の植物体の乾燥葉の含水量は3~4重量%である。
 さらに、このようにして得られた抽出液に対し、酢酸エチルその他の有機溶媒:水の勾配、高速液体クロマトグラフィー(High Performance Liquid Chromatography:HPLC)、ガスクロマトグラフィー、飛行時間型質量分析(Time-of-Flight mass spectrometry:TOF-MS)、超高速液体クロマトグラフィー(Ultra (High) Performance Liquid chromatography:UPLC)等の公知の方法を用いることによりステビオール配糖体を精製することができる。
 本発明に係るステビオール配糖体含量は、上記Ohta et al.又はWO2010/038911に記載の方法や、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。具体的には、例えば、本発明のステビア植物体から新鮮葉をサンプリングし、LC-MS/MSを行うことなどにより測定することができる。
 本発明の植物体には植物体全体のみならず、植物器官(例えば葉、花弁、茎、根、種子等)、植物組織(例えば表皮、師部、柔組織、木部、維管束、柵状組織、海綿状組織等)或いは種々の形態の植物細胞(例えば、懸濁培養細胞)、プロトプラスト、葉の切片、カルス等が含まれ得る。葉は乾燥葉であってもよい。
 また、本発明の植物体には、組織培養物又は植物培養細胞も含まれ得る。このような組織培養物又は植物培養細胞を培養することにより、植物体を再生することができるからである。本発明の植物体の再生可能な形態の例としては、胚、分裂組織細胞、花粉、葉、根、根端、花弁、プロトプラスト、葉の切片及びカルス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
2.本発明の植物体の作出方法
 本発明は、別の実施態様において、本発明のステビア植物体と第2のステビア植物体とを交雑させる工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体を作出する方法(以下、「本発明の作出方法」という)を提供する。
 当該方法により作出される「高ステビオール配糖体含有ステビア植物体」は、本発明の植物体と同じ表現型と遺伝的特徴を有する。
 具体的には、本発明の作出方法により作出される植物体の表現型は、本発明の植物体の項に記載した高ステビオール配糖体含有型の表現型である。本発明の作出方法により作出される植物体の遺伝的特徴は、本発明の遺伝的特徴を有することである。これらの遺伝的特徴の検出方法については、前述及び後述のとおりである。
 本発明の作出方法において、「交雑させる」とは、本発明の植物体と、第2の植物体とを交配させることにより、その子植物体(本発明の作出方法により作出される植物体)を得ることを意味する。交雑方法としては、戻し交雑が好ましい。「戻し交雑」とは、本発明の植物体と第2の植物体との間に生まれた子植物体を、さらに本発明の植物体(つまり、本発明の遺伝的特徴を有する植物体)と交雑させて、本発明の遺伝的特徴を有する植物体を作出する手法である。本発明の作出方法に用いられる第2の植物体が、本発明の植物体と同じ表現型と遺伝的特徴を有する場合には、実質的に戻し交雑となる。交雑は二代以上に亘って行うことが好ましいが、遺伝的特徴がヘテロ接合性等の場合は、一代で所望の遺伝的特徴の組合せを有する植物体が得られることがある。
 或いは、本発明の植物体は自殖により作出することもできる。自殖は、本発明の植物体のおしべの花粉を本発明の植物体のめしべに自家受粉させることにより行うことができる。
 本発明の作出方法により作出される植物体は、表現型及び遺伝的特徴が本発明の植物体と同じであるため、本発明の作出方法により作出される植物体をさらに第3のステビア植物体と交雑させることにより、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体を作出することも可能である。
 別の態様として、本発明の植物体は、先に述べた組織培養物又は植物培養細胞を培養することにより植物体を再生することで作出することも可能である。培養条件については、野生型ステビア植物の組織培養物又は植物培養細胞を培養する条件と同じであり、公知である(Protocols for In Vitro cultures and secondary metabolite analysis of aromatic and medicinal plants, Method in molecular biology, vol. 1391, pp113-123)。
 さらに別の態様として、本発明の植物体は、ステビア植物体のゲノムを改変し、本発明の遺伝的特徴を獲得させることで作出することも可能である。本発明の遺伝的特徴の獲得は、遺伝子組換的手法により行っても、上述のような非遺伝子組換的手法により行ってもよい。非遺伝子組換的手法は、本発明の植物体の項に記載した、変異誘発剤による処理や、放射線又は光線の照射による処理等の変異誘発処理を含む。具体的には、例えば、配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTではないアレル(例えば、前記位置の塩基がCであるアレル)を有する個体に対しては、前記位置の塩基のTへの置換、配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAではないアレル(例えば、前記位置の塩基がCであるアレル)を有する個体に対しては、前記位置の塩基のAへの置換により本発明の遺伝的特徴を獲得させることができる。
3.本発明の植物体のスクリーニング方法
 本発明の植物体及び本発明の植物体と同じ表現型及び/又は遺伝的特徴を有する植物体は、被験植物体の組織から本発明の遺伝的特徴を検出することによりスクリーニングすることができる。ここで、「スクリーニング」とは、本発明の植物体とそれ以外の植物体とを識別し、本発明の植物体を選択することを意味する。
 したがって、本発明は、別の側面において、被験ステビア植物体のゲノムから、本発明の遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在と、本発明の遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在とを検出する工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体をスクリーニングする方法(以下、「本発明のスクリーニング方法」と称する場合がある)を提供する。
 本発明のスクリーニング方法は、上記の少なくとも1つの遺伝的特徴の存在が検出された植物体を被験植物の中から選択する工程をさらに含んでもよい。
 本発明の遺伝的特徴の存在は、例えば、
・配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレル(例えば、配列番号1、7、8又は9の塩基配列を含むアレル)のみの存在の検出、
・配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレル(例えば、配列番号2、10、11又は12の塩基配列を含むアレル)の存在の検出、及び/又は、
・配列番号1の290位に相当する位置の塩基がCであるアレル(例えば、配列番号13、14、15又は16の塩基配列を含むアレル)の不在の検出、
により決定することができる。
 本発明の遺伝的特徴の不在は、例えば、
・配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレル(例えば、配列番号1、7、8又は9の塩基配列を含むアレル)、及び
・配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレル(例えば、配列番号2、10、11又は12の塩基配列を含むアレル)、
からなる群から選択されるアレルの不在の検出、及び/又は、
・配列番号1の290位に相当する位置の塩基がCであるアレル(例えば、配列番号13、14、15又は16の塩基配列を含むアレル)の存在の検出
により決定することができる。
 本発明の変異の検出方法の具体例としては、PCR法、TaqMan PCR法、シーケンス法、マイクロアレイ法、インベーダー法、TILLING法、RAD法、RFLP法、PCR-SSCP法、AFLP法、SSLP法、CAPS法、dCAPS法、ASO法、ARMS法、DGGE法、CCM法、DOL法、MALDI-TOF/MS法、TDI法、パドロックプローブ法、分子ビーコン法、DASH法、UCAN法、ECA法、PINPOINT法、PROBE法、VSET法、Survivor assay、Sniper assay、Luminex assay、GOOD法、LCx法、SNaPshot法、Mass ARRAY法、パイロシーケンス法、SNP-IT法、融解曲線分析法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 PCR法の場合、3’末端部分が本発明の遺伝的特徴に係る部位に相補的な配列を有するようなプライマーを作製することが好ましい。このように設計されたプライマーを用いると、鋳型となるサンプルが本発明の遺伝的特徴に係るアレルを有する場合には、プライマーが完全に鋳型にハイブリダイズするため、ポリメラーゼ伸長反応が進むが、鋳型が本発明の遺伝的特徴に係るアレルを有しない場合には、プライマーの3’末端のヌクレオチドが鋳型とミスマッチを生じるので、伸長反応は起こらない。したがって、このようなプライマーを用いてPCR増幅を行い、増幅産物をアガロースゲル電気泳動等によって分析し、所定のサイズの増幅産物が確認できれば、サンプルである鋳型が本発明の遺伝的特徴に係るアレルを有していることになり、増幅産物が存在しない場合には、鋳型が本発明の遺伝的特徴に係るアレルを有していないものと判断できる。
 或いは、本発明の遺伝的特徴に係る部位とプライマー配列とは重複させず、かつ本発明の遺伝的特徴に係るアレルを含むヌクレオチド断片をPCR増幅させることが可能なようにプライマー配列を設計し、増幅されたヌクレオチド断片の塩基配列をシーケンスすることにより、本発明の遺伝的特徴を検出することができる。
 PCR及びアガロースゲル電気泳動については、以下を参照:Sambrook, Fritsch and Maniatis, ”Molecular Cloning: A Laboratory Manual” 2nd Edition (1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press。
 TaqMan PCR法とは、蛍光標識したアレル特異的オリゴとTaq DNAポリメラーゼによるPCR反応とを利用した方法である(Livak, K.J. Genet. Anal. 14, 143 (1999); Morris T. et al., J. Clin.Microbiol. 34, 2933 (1996))。
 シーケンス法とは、遺伝的特徴に係る部位を含む領域をPCRにて増幅させ、Dye Terminator等を用いてDNA配列をシーケンスすることで、遺伝的特徴の有無を解析する方法である(Sambrook, Fritsch and Maniatis, ”Molecular Cloning: A Laboratory Manual” 2nd Edition (1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press)。
 DNAマイクロアレイは、ヌクレオチドプローブの一端が支持体上にアレイ状に固定されたものであり、DNAチップ、Geneチップ、マイクロチップ、ビーズアレイ等を包含する。本発明の遺伝的特徴を含む配列と相補的な配列を含むプローブを用いることで、網羅的に本発明の遺伝的特徴の有無を検出することができる。DNAチップ等のDNAマイクロアレイアッセイとしてはGeneChipアッセイが挙げられる(Affymetrix社;米国特許第6,045,996号、同第5,925,525号、及び同第5,858,659号参照)。GeneChip技術は、チップに貼り付けたオリゴヌクレオチドプローブの小型化高密度マイクロアレイを利用するものである。
 インベーダー法とは、SNP等の遺伝的特徴を有する又は有しないアレルのそれぞれに特異的な2種類のレポータープローブ及び1種類のインベーダープローブの鋳型DNAへのハイブリダイゼーションと、DNAの構造を認識して切断するという特殊なエンドヌクレアーゼ活性を有するCleavase酵素によるDNAの切断を組み合わせた方法である(Livak, K. J. Biomol. Eng. 14, 143-149 (1999); Morris T. et al., J. Clin.Microbiol. 34, 2933 (1996); Lyamichev, V. et al., Science, 260, 778-783 (1993)等)。
 TILLING(Targeting Induced Local Lesions IN Genomes)法とは、変異導入した変異体集団のゲノム中の変異ミスマッチをPCR増幅とCEL Iヌクレアーゼ処理によってスクリーニングする方法である。
 一態様において、本発明の遺伝的特徴(1)は、例えば、以下のプライマーセットと制限酵素とを用いたdCAPS法により検出することができる。
・プライマーセット:
 配列番号1の289位より5’側に位置する任意の連続する15塩基以上の配列(例えば、配列番号21)を含むフォワードプライマーと、配列番号22~24から選択される配列の3’末端から15~36塩基長の連続する配列を含むリバースプライマーとを含む、プライマーセット。
・制限酵素:
 配列番号22に基づくプライマーセットに対応する制限酵素はRsaI、配列番号23に基づくプライマーセットに対応する制限酵素はSnaI、配列番号24に基づくプライマーセットに対応する制限酵素はAluIをそれぞれ含む。
 一態様において、本発明の遺伝的特徴(2)は、例えば、以下のプライマーセットと制限酵素とを用いたdCAPS法により検出することができる。
・プライマーセット:
 配列番号25~27から選択される配列の3’末端から15~48塩基長の連続する配列を含むフォワードプライマーと、配列番号29の49位より3’側に位置する任意の連続する15塩基以上の配列(例えば、配列番号28)を含むリバースプライマーとを含む、プライマーセット。
・制限酵素:
 配列番号25に基づくプライマーセットに対応する制限酵素はSpeI又はMaeI、配列番号26に基づくプライマーセットに対応する制限酵素はAflII/MseI、配列番号27に基づくプライマーセットに対応する制限酵素はBspHIをそれぞれ含む。
 プライマーの配列は、上記の条件を満たす範囲で最適化することができる。プライマー設計の最適化については、例えば、Sambrook and Russell, ”Molecular Cloning: A Laboratory Manual” 3rd Edition (2001), Cold Spring Harbor Laboratory Press等を参照のこと。上記各プライマーは、15~50塩基長、18~48塩基長、20~45塩基長、30~40塩基長等であってよい。各プライマーセットに対応する制限酵素には、上記酵素と同じ配列を認識し、同じ個所を切断する他の酵素、又は上記酵素のアイソシゾマーも含まれる。また、本発明の遺伝的特徴に基づき、上記以外のプライマーセットを設計し、それに対応する制限酵素を選択することも可能である。
 特定の態様において、本発明の遺伝的特徴は、例えば、以下の配列を有するプライマーセットと制限酵素とを用いたdCAPS法により検出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
 なお、上記プライマーセットと制限酵素との組合せは一例にすぎず、当業者であれば、本発明の遺伝的特徴を検出し得る他のプライマーセットと制限酵素との組合せを見出すことができる。
 本発明のスクリーニング方法は、本発明の遺伝的特徴が検出された被験ステビア植物組織(例えば葉)のステビオール配糖体の含有量(例えば、TSGの含有量)を測定する工程をさらに含んでもよい。ステビオール配糖体含有量の測定は、本発明の植物体の項に記載したとおりである。また、この態様において、本発明の遺伝的特徴が検出された被験ステビア植物体のうち、ステビオール配糖体の含有量が高い個体を選択して、これを他のステビア植物体と交配し、得られた子植物体について、本発明のスクリーニング方法を適用してもよい。したがって、本発明のスクリーニング方法は、以下の1以上の工程を含み得る。
(i)被験ステビア植物のゲノムから、本発明の遺伝的特徴を検出する工程、
(ii)本発明の遺伝的特徴が検出された被験ステビア植物組織のステビオール配糖体の含有量を測定する工程、
(iii)本発明の遺伝的特徴が検出された被験ステビア植物体のうち、ステビオール配糖体の含有量が高い個体を選択する工程、
(iv)選択したステビオール配糖体の含有量が高い個体を他のステビア植物体と交配する工程、
(v)交配により得られた子植物体のゲノムから、本発明の遺伝的特徴を検出する工程、
(vi)本発明の遺伝的特徴が検出された子植物組織のステビオール配糖体の含有量を測定する工程、
(vii)本発明の遺伝的特徴が検出された子植物体のうち、ステビオール配糖体の含有量が高い個体を選択する工程。
 選択するステビオール配糖体の含有量が高い個体は、例えば、本発明の遺伝的特徴が検出された被験ステビア植物体のうち、ステビオール配糖体の含有量の高さに関し上位50%まで、上位40%まで、上位30%まで、上位20%まで、上位10%まで、上位5%まで、上位4%まで、上位3%まで、上位2%まで又は上位1%までの個体等であってよい。また、交配する他のステビア植物体は、本発明の遺伝的特徴を含んでいても含んでいなくてもよい。上記態様において、工程(iv)~(vii)は、複数回繰り返すことができる。このようにして、ステビオール配糖体の含有量がより高いステビア植物体をスクリーニングすることができる。
 本発明のスクリーニング方法において、被験ステビア植物体は、天然植物体であっても、非遺伝子組換植物体であってもよい。非遺伝子組換植物体については、本発明の植物体の項に記載したとおりである。
 本発明のスクリーニング方法において、被験ステビア植物体は、変異誘発処理を行ったステビア植物及びその子孫植物を含んでもよい。変異誘発処理については、本発明の植物体の項に記載したとおりであり、変異誘発剤による処理や、放射線又は光線の照射による処理等を含む。
 また本発明は、上記に記載されたプライマーセット又はその組合せ、例えば、上記表1~2に記載のプライマーセット、及び、上記表1に記載の遺伝的特徴(1)を検出するプライマーセットと、上記表2に記載の遺伝的特徴(2)を検出するプライマーセットとの組合せを提供する。本発明は、さらに、配列番号1、2、13及び17からなる群から選択される塩基配列を有する領域をPCRにより増幅し得るプライマーセット、例えば、配列番号3の塩基配列を含むフォワードプライマーと、配列番号4の塩基配列を含むリバースプライマーとのプライマーセット、配列番号5の塩基配列を含むフォワードプライマーと、配列番号6の塩基配列を含むリバースプライマーとのプライマーセットを提供する。本発明は、さらにまた、配列番号1又は13の塩基配列を有する領域をPCRにより増幅し得るプライマーセットと、配列番号2又は17の塩基配列を有する領域をPCRにより増幅し得るプライマーセットとの組合せ、例えば、配列番号3の塩基配列を含むフォワードプライマー及び配列番号4の塩基配列を含むリバースプライマーのプライマーセットと、配列番号5の塩基配列を含むフォワードプライマー及び配列番号6の塩基配列を含むリバースプライマーのプライマーセットとの組合せを提供する。
 さらに、本発明は、本発明の遺伝的特徴の存在及び/又は不在を検出し得るプローブ(以下、「本発明のプローブ」と称する場合がある)を提供する。本発明のプローブは、本発明の遺伝的特徴の存在及び/又は不在の各種検出方法(例えば、TaqMan PCR法等のリアルタイムPCR法)に適した構造を有し得る。例えば、本発明のプローブは、本発明の遺伝的特徴に係る部位を含むゲノムの部分に相補性を有する塩基配列を含み得る。かかるプローブの非限定例としては、配列番号7~12、14~16、18~20から選択される塩基配列に相補的な配列を含むものが挙げられる。これらの配列のうち、配列番号7~12は本発明の遺伝的特徴に係るアレルに特異的であり、配列番号14~16、18~20は、本発明の遺伝的特徴に係るアレルではないアレルに特異的である。また、配列番号7~9は本発明の遺伝的特徴(1)に係るアレルに特異的であり、配列番号10~12は本発明の遺伝的特徴(2)に係るアレルに特異的である。さらに、配列番号14~16は本発明の遺伝的特徴(1)に係るアレルではないアレルに特異的であり、配列番号18~20は本発明の遺伝的特徴(2)に係るアレルではないアレルに特異的である。本発明の遺伝的特徴の存在は、本発明の遺伝的特徴に係るアレルの検出及び/又は本発明の遺伝的特徴に係るアレルではないアレルの非検出により検出することができ、本発明の遺伝的特徴の不在は、本発明の遺伝的特徴に係るアレルの非検出及び/又は本発明の遺伝的特徴に係るアレルではないアレルの検出により検出することができる。本発明のプローブは、好ましくは標識を有する。かかる標識の非限定例としては、蛍光標識、発光標識、放射性標識、色素、酵素、クエンチャー、検出可能な標識との結合部分等が挙げられる。特定の態様において、本発明のプローブは、配列番号7~12、14~16、18~20から選択される配列に相補的な塩基配列を含むポリヌクレオチドと、標識とを有する。
 本発明はまた、上記のプライマーセットとこれに対応する制限酵素とを含むキットを提供する。特定の態様において、本発明のキットは前記表1~2に記載のフォワードプライマーとリバースプライマーとの組合せを含むプライマーセットと、これに対応する制限酵素とを含む。
 本発明のキットはまた、配列番号1、2、13及び17からなる群から選択される塩基配列を有する領域をPCRにより増幅し得るプライマーセットと、それに対応する上記の本発明のプローブとを含む。
 これらのプライマーセット、プローブ及びキットは、本発明の遺伝的特徴を検出するために用いること、本発明のスクリーニング方法に用いることなどが可能である。また、これらのプライマーセット及びキットには、本発明の遺伝的特徴の検出や、本発明のスクリーニング方法に関する説明を含む指示、例えば、使用説明書や、使用方法に関する情報を含むサイトの情報(例えば、URL、二次元コード)、使用方法に関する情報を記録した媒体、例えば、フレキシブルディスク、CD、DVD、ブルーレイディスク、メモリーカード、USBメモリー等が含まれていてもよい。
 一部の態様において、本発明は、遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在を検出するための試薬と、遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在を検出するための試薬とを含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体のスクリーニングキットを提供する。試薬は、CAPS法、dCAPS法又はTaqMan PCR法に使用するプライマー及び/又はプローブを含み得る。特定の態様において、遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在を検出するための試薬は、上記の遺伝的特徴(1)をdCAPS法で検出するためのプライマーセットと制限酵素との組合せ、例えば表1に記載のプライマーセットと制限酵素との組合せ、又は、TaqMan PCR法等で使用することができる、遺伝的特徴(1)に係る部位(例えば、配列番号7~9から選択される配列を含む部位)を増幅するプライマーセットと、遺伝的特徴(1)に係る部位に相補的なプローブとの組合せを含む。特定の態様において、遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在を検出するための試薬は、上記の遺伝的特徴(2)をdCAPS法で検出するためのプライマーセットと制限酵素との組合せ、例えば表2に記載のプライマーセットと制限酵素との組合せ、又は、TaqMan PCR法等で使用することができる、遺伝的特徴(2)に係る部位(例えば、配列番号10~12から選択される配列を含む部位)を増幅するプライマーセットと、遺伝的特徴(2)に係る部位に相補的なプローブとの組合せを含む。
4.植物体由来抽出物の製造方法及び当該抽出物を用いた製品
 本発明のさらなる態様において、本発明の植物体、本発明のスクリーニング方法により選別されたステビア植物体若しくは本発明の作出方法により製造されたステビア植物体、又は当該植物体の種子、葉(例えば、乾燥葉又は新鮮葉)、組織、組織培養物若しくは細胞から抽出物を得る工程を含む、ステビオール配糖体(例えば、RebD及び/又はRebM)を含有する抽出物の製造方法(以下、「本発明の抽出物の製造方法」と称する場合がある)が提供される。
 さらに、本発明の植物体、本発明のスクリーニング方法により選別されたステビア植物体若しくは本発明の作出方法により製造されたステビア植物体、又は当該植物体の種子、葉(例えば、乾燥葉又は新鮮葉)、組織、組織培養物若しくは細胞からのステビオール配糖体(例えば、RebD及び/又はRebM)を含有する抽出物(以下、「本発明の抽出物」と称する場合がある)が提供される。本発明の抽出物は、好適には、本発明の抽出物の製造方法により製造されたものである。さらにまた、本発明の抽出物からステビオール配糖体(例えば、RebD及び/又はRebM)を精製する工程を含む、ステビオール配糖体の製造方法(以下、「本発明のステビオール配糖体の製造方法」と称する場合がある)が提供される。本発明のステビオール配糖体の製造方法は、本発明のステビア植物体、本発明のスクリーニング方法により選別されたステビア植物体又は本発明の作出方法により製造されたステビア植物体からステビオール配糖体を含む抽出物を得る工程をさらに含んでもよい。
 ステビオール配糖体を含む抽出物は、本発明の植物体の新鮮葉又は乾燥葉に適切な溶媒(水等の水性溶媒又はアルコール、エーテル及びアセトン等の有機溶媒)を反応させることにより得ることができる。抽出条件等は上記Ohta et al.又はWO2010/038911に記載の方法や、後述の実施例に記載の方法を参照することができる。
 また、ステビオール配糖体を含む抽出物を酢酸エチルその他の有機溶媒:水の勾配、高速液体クロマトグラフィー(High Performance Liquid Chromatography:HPLC)、ガスクロマトグラフィー、飛行時間型質量分析(Time-of-Flight mass spectrometry:TOF-MS)、超高性能液体クロマトグラフィー(Ultra (High) Performance Liquid chromatography:UPLC)等の公知の方法を用いることにより個々のステビオール配糖体を精製することができる。ステビオール配糖体の例は、本発明の植物体の項に記載したとおりである。
 本発明の抽出物の製造方法により得られた抽出物(以下、「本発明の抽出物」という)の一態様は、本発明の遺伝的特徴を有しないステビア植物体の抽出物と比べ、ステビオール配糖体をより高い含量で含む。
 本発明の抽出物は、本発明の遺伝的特徴を有しないステビア植物体から得られた抽出物と比べステビオール配糖体を5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、10%以上、11%以上、12%以上、13%以上、14%以上、15%以上、16%以上、17%以上、18%以上、19%以上、20%以上、21%以上、22%以上、23%以上、24%以上、25%以上、26%以上、27%以上、28%以上、29%以上、30%以上、31%以上、32%以上、33%以上、34%以上、35%以上高い含量で含んでいてもよい。ここで、本発明の抽出物と、本発明の遺伝的特徴を有しないステビア植物体から得られた抽出物は、同じ方法で得られたものであってよい。
 このようにして得られた本発明の抽出物及び/又は本発明のステビオール配糖体精製品の製造方法により得られるステビオール配糖体精製品(例えば、RebD及び/又はRebM)と他の成分とを混合することにより、ステビオール配糖体を含む飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品を製造することができる。そこで、本発明は、別の実施態様として、本発明の抽出物及び/又は本発明のステビオール配糖体精製品の製造方法により得られるステビオール配糖体精製品と他の成分とを混合する工程を含む、飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品の製造方法を提供する。さらに、本発明は、前記製造方法により得られた、ステビオール配糖体を含む飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品を提供する。ここで飲食品は、飲料及び食品を含む。したがって、ある実施態様では、本発明は飲料、食品、甘味料組成物、香料又は医薬品を提供し、また、当該飲料、食品、甘味料組成物、香料又は医薬品の製造方法を提供する。
5.本発明の植物体に係る塩基配列
 本発明は、別の態様において、本発明のステビア植物体に係る塩基配列を提供する。
 遺伝的特徴(1)を有するステビア植物体に係る塩基配列は、配列番号1、7、8及び9から選択される塩基配列を含む、又はそれからなる。遺伝的特徴(2)を有するステビア植物体に係る塩基配列は、配列番号2、10、11及び12から選択される塩基配列を含む、又はそれからなる。本発明の遺伝的特徴を有するステビア植物体に係る塩基配列は、配列番号1、7、8及び9から選択される塩基配列と、配列番号2、10、11及び12から選択される塩基配列との組合せを含む、又はそれからなる。
 以下に本発明に関する実験例、実施例等を記載するが、本発明はこれらの具体的な態様に限定されるものではない。
(1)ステビオール配糖体高含有集団の創出
 野生型ステビア種子(市販品種)に対してエチルメタンスルホン酸(EMS)処理を行い、これをサントリーワールドリサーチセンター内温室にて播種、栽培した。成長した各個体より適量の新鮮葉をサンプリングし、LC-MS/MS(島津LCMS8050)にてステビオール配糖体の濃度を定量した。具体的には、0.25gの新鮮葉をフリーズドライにより乾燥し、破砕乾物0.05gを100倍量(5mL)の純水中に投入した。超音波処理20分にて抽出し、遠心・濾過した後、32%アセトニトリルで60倍希釈したものをサンプル液とした。このサンプル液1mLをLCMS8050のMRMモードにてLC-MS/MS分析を行い、RebA、RebB、RebC、RebD、RebF、RebM、RebN、RebO及びステビオシドの濃度を定量し、その合計濃度が約5~20%の個体を選別して交配し、種子を得た。このような選別を4世代にわたって繰り返し、集団Aを得た。
(2)高ステビオール配糖体含有個体の遺伝子解析
 集団Aの各個体より適量の新鮮葉をサンプリングし、上記(1)と同様にLC-MS/MS(島津LCMS8050)にてRebA、RebB、RebC、RebD、RebE、RebF、RebG、RebM、RebN及びステビオシド(TSG)の濃度を定量した。また、一部の個体の新鮮葉からゲノムDNAを抽出し、シーケンサー(HiSeq 2500、Illumina)により遺伝子解析を行った。その結果、本発明の遺伝的特徴を有する個体群のTSG含量の平均値が、本発明の遺伝的特徴を有しない個体、集団Aの全個体、さらには、遺伝的特徴(2)を有する個体のTSG含量の平均値より高い傾向が認められた。そこで、遺伝的特徴の検出を効率化すべく、遺伝的特徴(1)及び(2)を検出するためのdCAPSプライマーを作製し、残りの個体についてこれらの遺伝的特徴の有無をdCAPS法により評価した。
 dCAPSプライマー及び制限酵素は、以下のものを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
 dCAPS法による各遺伝的特徴の検出は以下のように行った。まず、各個体の新鮮葉からゲノムDNAを抽出し、各遺伝的特徴に対応する上記dCAPSプライマーを用いてPCRを行い、PCR産物に各遺伝的特徴に対応する上記制限酵素を添加し、37℃で酵素反応を行った。マイクロチップ型電気泳動装置LabChip GX Touch HT(PerkinElmer)により制限酵素処理物の電気泳動を行い、得られたバンドパターンに基づいて遺伝的特徴の有無を判定した。具体的には、ホモ接合性である遺伝的特徴(1)については、分解産物のバンドのみが認められた個体を遺伝的特徴あり、ホモ又はヘテロ接合性である遺伝的特徴(2)については、非分解物のバンドが認められた個体を遺伝的特徴ありと判定した。
 表4及び図3に示す結果からシーケンスで認められた傾向が確認された。すなわち、本発明の遺伝的特徴を有する個体群のTSG含量の平均値は、本発明の遺伝的特徴を有しない個体、集団Aの全個体、さらには、遺伝的特徴(2)を有する個体のTSG含量の平均値のそれぞれに対し、43.5%、27.4%及び7.2%高かった。また、遺伝的特徴(2)は甘味成分高含有型ステビア植物体の選抜用マーカーとして知られているが(特許文献3)、本発明の遺伝的特徴(1)を組み合わせることで、よりTSG含量の高い個体を選抜できることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
 本発明によってステビオール配糖体がより効率的に提供可能になるので、ステビオール配糖体を十分な量含むことによって上質な味質の飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品等を提供することができる。

Claims (19)

  1.  被験ステビア植物体のゲノムから、以下の遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在と、以下の遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在とを検出する工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体をスクリーニングする方法。
    (1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
    (2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
  2.  遺伝的特徴の存在及び/又は不在が検出された被験ステビア植物組織のステビオール配糖体の含有量を測定する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3.  高ステビオール配糖体含有ステビア植物体のステビオール配糖体含有量が、遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在とを検出する工程を含むが、遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在を検出する工程を含まないスクリーニング方法で選択されたステビア植物体のステビオール配糖体含有量より3%以上高い、請求項1又は2に記載の方法。
  4.  遺伝的特徴の存在及び/又は不在を検出する工程が、dCAPS法又はTaqMan PCR法を用いて行われる、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5.  以下の遺伝的特徴(1)の存在及び/又は不在を検出するための試薬と、以下の遺伝的特徴(2)の存在及び/又は不在を検出するための試薬とを含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体のスクリーニングキット。
    (1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
    (2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
  6.  試薬が、CAPS法、dCAPS法又はTaqMan PCR法に使用するプライマー及び/又はプローブを含む、請求項5に記載のキット。
  7.  以下の遺伝的特徴(1)及び(2)を有する、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体。
    (1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
    (2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
  8.  非遺伝子組換植物体である、請求項7に記載の植物体。
  9.  変異誘発処理を行ったステビア植物体及びその子孫植物体を含む、請求項7又は8に記載の植物体。
  10.  請求項7~9のいずれか一項に記載の植物体の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞。
  11.  胚、分裂組織細胞、花粉、葉、根、根端、花弁、プロトプラスト、葉の切片及びカルスから選択される、請求項10に記載の組織、組織培養物又は細胞。
  12.  請求項7~9のいずれか一項に記載のステビア植物体と第2のステビア植物体とを交雑させる工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体を作出する方法。
  13.  第2の植物体が請求項7~9のいずれか一項に記載のステビア植物体である、請求項12に記載の方法。
  14.  ステビア植物体のゲノムに、前記ゲノムが以下の遺伝的特徴(1)及び(2)を有するように改変を加える工程を含む、高ステビオール配糖体含有ステビア植物体を作出する方法。
    (1)配列番号1の290位に相当する位置の塩基がTであるアレルについてホモ接合性である。
    (2)配列番号2の40位に相当する位置の塩基がAであるアレルについてホモ接合性又はヘテロ接合性である。
  15.  ゲノムの改変が、変異誘発処理によって行われる、請求項14に記載の方法。
  16.  ステビオール配糖体を含む、請求項7~9のいずれか一項に記載の植物体、請求項10又は11に記載の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞の抽出物。
  17.  請求項7~9のいずれか一項に記載の植物体、請求項10又は11に記載の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞から抽出物を得る工程を含む、ステビオール配糖体含有抽出物の製造方法。
  18.  請求項16に記載の抽出物からステビオール配糖体を精製する工程を含む、ステビオール配糖体の製造方法。
  19.  請求項7~9のいずれか一項に記載の植物体の抽出物、請求項10又は11に記載の種子、組織、乾燥葉、組織培養物又は細胞の抽出物、或いは、請求項16に記載の抽出物を提供する工程、及び
    前記抽出物を、飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品の原料に添加する工程
    を含む、飲食品、甘味料組成物、香料又は医薬品の製造方法。
     
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