JP2018183132A - 植物の特性を増強する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような状況から、亜熱帯〜熱帯地域で栽培されている作物を気温の低い温帯〜寒帯で栽培可能にする技術が望まれている。
このような問題から、植物の成長速度を促進する技術が望まれている。
また、遺伝子配列に変更を加えることなく、植物の成長速度と環境順応特性を増強する技術は知られていない。
凍結時最低温度を−20℃以下とすることにより、より植物の特性を増強することができる。
このように緩慢に温度降下をさせることにより、解凍工程後の植物組織の生存率を向上させることができ、本発明の方法の効率を向上させることができる。
上記期間をかけて植物組織を凍結することによって、植物の特性の増強効果を向上させることができる。
このような形態とすることによって、解凍工程後の植物組織の生存率を向上させることができ、本発明の方法の効率を向上させることができる。
トレハロースを用いることによって、解凍工程後の植物組織の生存率をより向上させることができる。
上述の方法によって植物を処理する工程と、
前記処理を受けていない植物と比較して、前記処理を受けた植物において高い発現量を示すRNAを同定する工程と、を含むことを特徴とする、探索方法にも関する。
被験物質を適用した植物における前記RNAの発現量が、前記被験物質を適用していない植物における前記RNAの発現量に比して高いときに、該被験物質を植物の特性の増強因子としてスクリーニングすることを特徴とする、植物の特性の増強因子のスクリーニング方法にも関する。
凍結工程に供する植物組織としては、植物より得られる、該植物とは独立した植物個体を発生可能な植物組織が好ましく例示できる。
凍結工程に供する際にこれら組織は、そのまま凍結してもよいし、一部を切除し、切片の形態で凍結してもよい。
また、凍結時最低温度の下限は、好ましくは−200℃以上、より好ましくは−150℃以上、さらに好ましくは−100℃以上、さらに好ましくは−80℃以上、さらに好ましくは−70℃以上、さらに好ましくは−65℃以上である。
このように緩慢に温度降下させる場合には、凍結工程においてはプログラムフリーザーを用いることが好ましい。
凍結工程及び解凍工程に供した植物組織が植物の種子である場合には、これを常法に従い播種し、植物個体を発生させることができる。
より具体的には、本発明の特性増強方法によれば植物の成長速度や耐寒性を顕著に増強することができる。
すなわち、熱帯〜亜熱帯地域でしか栽培できないような植物であっても、本発明の特性増強方法を適用することで、温帯〜寒帯地域において栽培できるようになる。
このカビ菌は亜熱帯〜熱帯地域において感染被害をもたらすが、温帯〜寒帯地域においては、その最適気温から外れるため拡大しない。
したがって、本発明の特性増強方法によりバナナの耐寒性を増強し、これを温帯〜寒帯において栽培すれば、新パナマ病の脅威にさらされることなく、安定してバナナを供給することができる。
また、本発明の特性増強方法の好ましい形態によれば、植物の豊産性や耐病害虫性や根腐れ耐性も増強することができる。
すなわち、植物組織として種子を用いる場合には、複数の種子を凍結工程、解凍工程、発生工程に供し、それぞれについて発芽−栽培し、それらの中から優れた特性を有する株をスクリーニングしてもよい。
前記処理を受けていない植物と比較して、前記処理を受けた植物において高い発現量を示すRNAを同定する工程と、を含む、植物の特性の増強遺伝子の探索方法にも関する。
パパイヤの種子をトレハロース水溶液に浸漬した状態で、プログラムフリーザー内に静置し凍結した。凍結は0.5℃/日の温度降下速度で180日間かけて緩慢に行い、凍結時最低温度が−60℃となるように行った。
図1〜5に、凍結解凍処理を受けた種子と未処理の種子の成長を経時的に観察した結果を示す。
パイナップルの種子を試験例1と同様の方法により凍結解凍処理し、これを播種し栽培した。図6〜8に、同時に播種し栽培した、凍結解凍処理を受けたパイナップルと、凍結解凍処理を受けていないパイナップルの成長を経時的に記録した写真を示す。
バナナの子株の根を輪切りにし、これを試験例1と同様の方法により凍結解凍した。凍結解凍後の子株の根を細断し、この断片化した生長細胞塊を培地上で培養し発芽させた。ある程度成長した苗を土壌に移し栽培を行った。なお、栽培は日本の岡山県で行った。
この結果は、凍結解凍処理によりバナナの耐寒性を増強することができることを示している。
バナナの株元から生えたわき芽を切り取り、葉と根を切り落とし、タケノコ状に加工した。これを試験例1と同様の方法により凍結解凍した。解凍後のわき芽を鉢に植えた。その後、茎は腐り消失したが、新芽が発芽することを確認した。この新芽を栽培したところ、試験例3と同様に、成長速度と耐寒性が増強されたバナナを得ることができた。
台湾の台南市で栽培されているコーヒーノキの種子を試験例1と同様の方法で凍結解凍処理し発芽させ、日本の岡山県にて栽培した(図8)。その結果、凍結解凍処理を受けたコーヒーノキは、同処理を受けていない台南市で栽培されている同体のコーヒーノキと比較して、3〜40%の成長速度の促進が観察された。
また、台湾の台南市よりも気温の低い日本の岡山県において問題なく成長が見られることから、凍結解凍処理によりコーヒーノキの耐寒性を向上させることができることを示している。
下に列挙する植物の種子を試験例1と同様の方法により凍結解凍処理し、処理後の植物組織から植物個体を発生させ栽培した。
羅漢果、グアバ、スターフルーツ、いちじく、カカオ、セイロンシナモン、パッションフルーツ、ライチ、マンゴスチン、ブラックサポテ、ホワイトサポテ、棘葉シュガーアップル、デーツ椰子、レッドドラゴンフルーツ、アーモンド
この結果は、本発明の特性増強方法は全ての植物種について有効であることを示している。
上記試験例において凍結解凍処理により特性が増強されたパパイヤ、バナナ、パッションフルーツ、グアバフルーツについて、同処理を受けていない植物を比較対象としてトランスクリプトーム解析を行った。その結果、何れの植物においても凍結解凍処理を受けることにより、mRNAの発現量が32〜38倍程度向上することがわかった。
この結果は、成長特性や耐寒性に関する増強遺伝子の発現が、凍結解凍処理により顕著に向上することを示している。
Claims (14)
- 植物組織を凍結する凍結工程と、凍結された植物組織を解凍する解凍工程と、解凍された植物組織から植物を発生させる発生工程と、を含む植物の特性増強方法。
- 植物組織(種子を除く)を凍結する凍結工程と、凍結された植物組織を解凍する解凍工程と、解凍された植物組織から植物を発生させる発生工程と、を含む植物の特性増強方法。
- 植物の成長特性及び/又は耐寒性の増強方法であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の特性増強方法。
- 前記凍結工程における凍結時最低温度が−20℃以下であることを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載の特性増強方法。
- 前記凍結工程において、0.5℃/日以下の速度で温度降下させながら前記植物組織を凍結することを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の特性増強方法。
- 前記凍結工程の期間が180日以上であることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の特性増強方法。
- 前記凍結工程において、糖類水溶液中に浸漬した状態で前記植物組織を凍結することを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の特性増強方法。
- 前記糖類がトレハロースであることを特徴とする、請求項7に記載の特性増強方法。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の方法を適用することにより、成長特性及び/又は耐寒性が増強された植物を生産する方法。
- 請求項9に記載の植物より得られる、接ぎ木のための穂木として用いられる植物組織。
- 請求項10に記載の植物組織が穂木として接ぎ木された植物。
- 請求項9に記載の生産方法により生産された植物又は請求項11に記載の植物を栽培する工程を含む、該植物とは独立した植物個体を発生可能な植物組織(種子を除く)を生産する方法。
- 植物の特性の増強遺伝子の探索方法であって、
請求項1〜8の何れか一項に記載の方法によって植物を処理する工程と、
前記処理を受けていない植物と比較して、前記処理を受けた植物において高い発現量を示すRNAを同定する工程と、を含むことを特徴とする、探索方法。 - 請求項1〜8の何れか一項に記載の方法による処理を受けていない植物と比較して、該処理を受けた植物において高い発現量を示すRNAを指標として、
被験物質を適用した植物における前記RNAの発現量が、前記被験物質を適用していない植物における前記RNAの発現量に比して高いときに、該被験物質を植物の特性の増強因子としてスクリーニングすることを特徴とする、植物の特性の増強因子のスクリーニング方法。
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