２５-１．葉緑体ＤＮＡは母系の遺伝子

植物の細胞では、核・ミトコンドリアと葉緑体にＤＮＡがある。ゲノム（全部のＤＮＡ）を構成する塩基対の数は、イネの核ゲノムでは約４億対、ミトコンドリアゲノムは約５千万対、葉緑体ゲノムは約１４万対である。そのため、葉緑体のＤＮＡの完全解読が、核やミトコンドリアに先駆けて１９８８年になされている。核のＤＮＡは父親と母親の双方の遺伝子を受け継ぐが、葉緑体のＤＮＡは母親のみの遺伝子を受け継いでいる。そのため、葉緑体のＤＮＡを分析すれば、母方のルーツを探ることが出来る。

１９９８年に千葉大学の中村郁郎氏等は、栽培イネのジャポニカとインディカ、そして、栽培イネに最も近い野生イネの多年生ルフィポゴンと１年生ルフィポゴンの、葉緑体のＤＮＡを分析している。 分析された項目は、葉緑体のＯＲＦ１００領域での塩基の欠失とＰＳ－ＩＤ領域の塩基の並びとである。それらの結果を表Ｂ７２に示す。表のルフィポゴンにある黄色マークの３種を別にすると、ジャポニカと多年生ルフィポゴンには、ＯＲＦ１００領域の欠失はなく、インディカと１年生ルフィポゴンには、ＯＲＦ１００の欠失があるといえる。 

なお、黄色マークの「欠失のないインディカ」、「欠失のない１年生ルフィポゴン」、「決失のある多年生ルフポゴン」とは、数代に渡って他家受粉（他品種の花粉で受粉）したために起こる、核置換型といわれる、葉緑体が母系で核が父系の雑種である。イネは花の構造や開花時期の仕方が、自家受粉するように出来ていて、葉緑体と核の遺伝子は、世代が変わっても同じである。しかし自然界において１％程度、他家受粉する場合があるそうだ。 

アジアのイネ属は栽培イネの２種と野生イネの７種である。その中でゲノムタイプが「ＡＡ」であるものは、栽培イネのジャポニカとインディカ、そして野生イネのルフィポゴンのみである。一方、イネ属の中で「ＯＲＦ１００の欠失」のあるものは、インディカと１年生ルフィポゴンのみである。これらからすると、ジャポニカの先祖は多年生ルフィポゴン、インディカの先祖は一年生ルフィポゴンと考えるのが自然である。なお、一年生ルフィポゴンはニヴァラと称されており、以後、一年生ルフィポゴンをニヴァラ、多年生ルフィポゴンをルフィポゴンと呼ぶ。

ＰＳ－ＩＤ領域のジャポニカとルフィポゴンの細胞質型式は、「7C6A ・6C7A」の２型式。別の研究によると熱帯ジャポニカは「7C6A ・6C7A」で、温帯ジャポニカは「6C7A」のみである。
 　　7C6A；TAACCCCCCCAAAAAAGTA    ：ジャポニカ・ルフィポゴン
　　 6C7A；TAACCCCCCAAAAAAAGTA    ：ジャポニカ・ルフィポゴン

インディカと一年生ルフィポゴンの細胞質型式は、「9C7A ・8C8A・7C7A・6C8A」の４型式ある。
　 　9C7A；TAACCCCCCCCCAAAAAAAGTA：インディカ・ニヴァラ
      8C8A：TAACCCCCCCCAAAAAAAAGTA ：インディカ
      7C7A：TAACCCCCCCAAAAAAAGTA      ：インディカ・ニヴァラ
      6C8A：TAACCCCCCCCAAAAAAGTA      ：ニヴァラ