JP2023023727A - Methods for producing transgenic plants - Google Patents

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泰 吉岡
Yasushi Yoshioka
博司 橋爪
Hiroshi Hashizume
省吾 松本
Shogo Matsumoto
勝 堀
Masaru Hori
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Abstract

To provide a method for producing a transgenic plant comprising efficiently killing Agrobacterium used for infecting the plant for breeding.SOLUTION: A method of plant production comprises the steps of: preparing a plasma-activated culture fluid by radiating plasma to a first culture fluid; culturing a plant seed in a second culture fluid or solid medium to form a callus; infecting the callus with an Agrobacterium to produce an infected callus; and mixing the plasma-activated culture fluid and the second culture fluid or solid medium containing the infected callus to kill the Agrobacterium.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本明細書の技術分野は、遺伝子組み換え植物の生産方法に関する。 TECHNICAL FIELD The technical field herein relates to methods for producing genetically modified plants.

植物の生産性の向上または新しい性質を持った植物を生産することを目的として、品種改良が行われてきている。従来は、突然変異を期待した品種改良が行われてきていたが、近年では、遺伝子組み換え技術またはゲノム編集による品種改良が研究開発されてきている。 Breeding has been carried out for the purpose of improving plant productivity or producing plants with new properties. Conventionally, breeding has been performed in anticipation of mutation, but in recent years, research and development have been conducted on breeding by genetic recombination technology or genome editing.

例えば、特許文献1には、タバコ属植物を、水耕栽培により養液を循環させながら栽培する工程と、養液の循環を止めた状態で植物を栽培する工程と、得られた植物にアグロバクテリウムを感染させる工程と、アグロバクテリウムに感染した植物を、養液を循環させながら栽培する工程と、植物の葉から組み換えタンパク質を抽出する工程と、を有する組み換えタンパク質の発現量増加方法が開示されている(特許文献1の段落[0005])。アグロバクテリウムは、組み換えタンパク質をコードするポリヌクレオチドを有するものである。 For example, in Patent Document 1, a process of cultivating a Nicotiana plant by hydroponics while circulating a nutrient solution, a process of cultivating the plant in a state where the circulation of the nutrient solution is stopped, A method for increasing the expression level of a recombinant protein, comprising the steps of infecting a bacterium, cultivating a plant infected with Agrobacterium while circulating a nutrient solution, and extracting a recombinant protein from leaves of the plant. (Paragraph [0005] of Patent Document 1). Agrobacterium carries polynucleotides encoding recombinant proteins.

特開2015-57950号公報JP 2015-57950 A

ところで、アグロバクテリウムを感染させた植物から、アグロバクテリウムを除去することがある。その際に、抗生物質を用いることがある。しかし、抗生物質によりアグロバクテリウムを殺菌する場合には、殺菌が不十分なことがある。アグロバクテリウムの殺菌が不十分な場合には、培地においてアグロバクテリウムが増殖し、植物の培養を継続することが困難になる。 By the way, Agrobacterium is sometimes removed from Agrobacterium-infected plants. In that case, antibiotics may be used. However, when Agrobacterium is sterilized with antibiotics, sterilization may be insufficient. If the sterilization of Agrobacterium is insufficient, the Agrobacterium will proliferate in the medium, making it difficult to continue culturing the plant.

本明細書の技術が解決しようとする課題は、植物の品種改良を行う際に植物に感染させたアグロバクテリウムを高効率で殺菌することのできる遺伝子組み換え植物の生産方法を提供することである。 The problem to be solved by the technology of the present specification is to provide a method for producing genetically modified plants that can highly efficiently kill Agrobacterium that has infected plants during plant breeding. .

第1の態様における遺伝子組み換え植物の生産方法は、第1の培養液に大気圧プラズマを照射してプラズマ活性化培養液を生産する工程と、植物体の少なくとも一部を第2の培養液または固形培地で培養してカルスを生じさせる工程と、カルスにアグロバクテリウムを感染させて感染体を生産する工程と、感染体を含有する第2の培養液または固形培地にプラズマ活性化培養液を混合して、アグロバクテリウムを殺菌する工程と、を有する。 The method for producing a genetically modified plant in the first aspect comprises the steps of irradiating a first culture solution with atmospheric pressure plasma to produce a plasma-activated culture solution, and exposing at least part of the plant body to the second culture solution or a step of culturing in a solid medium to produce callus; a step of infecting the callus with Agrobacterium to produce an infectious agent; and mixing to sterilize the Agrobacterium.

この遺伝子組み換え植物の生産方法は、大気圧プラズマを照射したプラズマ活性化培養液をアグロバクテリウム感染植物に供給する。プラズマ活性化培養液がアグロバクテリウムを十分に殺菌する。 In this genetically modified plant production method, a plasma-activated culture medium irradiated with atmospheric pressure plasma is supplied to an Agrobacterium-infected plant. Plasma-activated broth is sufficient to kill Agrobacterium.

本明細書では、植物の品種改良を行う際に植物に感染させたアグロバクテリウムを高効率で殺菌することのできる遺伝子組み換え植物の生産方法が提供されている。 The present specification provides a method for producing genetically modified plants capable of highly efficiently sterilizing Agrobacterium that has infected plants during plant breeding.

第1の実施形態のプラズマ発生装置のガス噴出口を走査するロボットアームの構成を説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the configuration of a robot arm that scans the gas outlet of the plasma generator of the first embodiment; 図2.Aは第1のプラズマ発生装置の構成を示す断面図であり、図2.Bは電極の形状を示す図である。Figure 2. A is a sectional view showing the configuration of the first plasma generator, and FIG. B is a diagram showing the shape of the electrode. 図3.Aは第2のプラズマ発生装置の構成を示す断面図であり、図3.Bはプラズマ領域の長手方向に垂直な断面における部分断面図である。Figure 3. A is a cross-sectional view showing the configuration of the second plasma generator, and FIG. B is a partial cross-sectional view in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the plasma region. 第1の実施形態における第3のプラズマ発生装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the 3rd plasma generator in 1st Embodiment. 第1の実施形態における第3のプラズマ発生装置の上部構造を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the upper structure of the 3rd plasma generator in 1st Embodiment. 第1の実施形態における第3のプラズマ発生装置の下部構造を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a lower structure of a third plasma generator in the first embodiment; 第1の実施形態において第3のプラズマ発生装置がプラズマを照射している場合を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a case where a third plasma generator irradiates plasma in the first embodiment; 溶液の処理時間と生菌数との間の関係を示すグラフである。Fig. 3 is a graph showing the relationship between solution treatment time and viable cell count; 溶液を製造してからの経過日数と生菌数との間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed days after manufacturing a solution, and the number of viable bacteria. 溶液を添加する領域を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing areas where solutions are added; 溶液を添加した場合のプロトコームへの影響を示す写真である。It is a photograph showing the effect on the protocorm when a solution is added.

以下、具体的な実施形態について、遺伝子組み換え植物の生産方法を例に挙げて説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。 Specific embodiments will be described below by taking a method for producing a genetically modified plant as an example. However, the technology herein is not limited to these embodiments.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について説明する。第1の実施形態の遺伝子組み換え植物の生産方法においては、遺伝子組み換えに用いたアグロバクテリウムに、プラズマを照射した培養液を処理することにより殺菌する。そのため、まず、プラズマを照射するプラズマ発生装置について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described. In the method for producing a genetically modified plant according to the first embodiment, the Agrobacterium used for genetic modification is sterilized by treatment with a plasma-irradiated culture solution. Therefore, first, a plasma generator for irradiating plasma will be described.

1.プラズマ活性化培養液製造装置
1-1.プラズマ活性化培養液製造装置の構成
第1の実施形態のプラズマ活性化培養液製造装置PMは、図1に示すように、プラズマ照射装置P1と、アームロボットM1とを有している。プラズマ照射装置P1は、プラズマを発生させるとともに、そのプラズマを溶液に向けて照射するためのものである。
1. Plasma-activated culture fluid production device 1-1. Configuration of Plasma-Activated Culture Fluid Production Apparatus As shown in FIG. 1, the plasma-activated culture medium production apparatus PM of the first embodiment has a plasma irradiation device P1 and an arm robot M1. The plasma irradiation device P1 is for generating plasma and irradiating the solution with the plasma.

アームロボットM1は、図1に示すように、プラズマ照射装置P1の位置をx軸、y軸、z軸方向のそれぞれの方向に移動させることができるようになっている。なお、説明の便宜上、プラズマを照射する向きを-z軸方向としている。これにより、溶液の液面と、プラズマ照射装置P1との間の距離を調整することができる。また、このプラズマ活性化培養液製造装置PMは、予めプラズマ照射時間を設定することにより、その時間だけプラズマを照射することができるものである。 As shown in FIG. 1, the arm robot M1 can move the position of the plasma irradiation device P1 in each of the x-axis, y-axis, and z-axis directions. For convenience of explanation, the plasma irradiation direction is the -z-axis direction. Thereby, the distance between the liquid level of the solution and the plasma irradiation device P1 can be adjusted. In addition, this plasma-activated culture medium manufacturing apparatus PM can irradiate the plasma only for that time by setting the plasma irradiation time in advance.

プラズマ照射装置P1には、後述するように、3種類の方式(第1のプラズマ発生装置P10および第2のプラズマ発生装置P20および第3のプラズマ発生装置P30)がある。そして、いずれの方式を用いてもよい。なお、第3のプラズマ発生装置P30は、図1に示すロボットアームM1等を有していない。 As will be described later, the plasma irradiation device P1 has three types (first plasma generation device P10, second plasma generation device P20, and third plasma generation device P30). And either method may be used. The third plasma generator P30 does not have the robot arm M1 and the like shown in FIG.

1-2.第1のプラズマ発生装置
図2.Aはプラズマ発生装置P10の概略構成を示す断面図である。ここで、プラズマ発生装置P10は、プラズマを点状に噴出する第1のプラズマ発生装置である。図2.Bは、図2.Aのプラズマ発生装置P10の電極2a、2bの形状の詳細を示す図である。
1-2. First plasma generator Fig.2. A is a sectional view showing a schematic configuration of the plasma generator P10. Here, the plasma generator P10 is a first plasma generator that ejects plasma in dots. Figure 2. B is shown in FIG. FIG. 3B is a diagram showing details of the shape of electrodes 2a and 2b of the plasma generator P10 of A. FIG.

プラズマ発生装置P10は、筐体部10と、電極2a、2bと、電圧印加部3と、を有している。筐体部10は、アルミナ(Al2 O3 )を原料とする焼結体から成るものである。そして、筐体部10の形状は、筒形状である。筐体部10の内径は2mm以上3mm以下である。筐体部10の厚みは0.2mm以上0.3mm以下である。筐体部10の長さは10cm以上30cm以下である。筐体部10の両端には、ガス導入口10iと、ガス噴出口10oとが形成されている。ガス導入口10iは、プラズマを発生させるためのガスを導入するためのものである。ガス噴出口10oは、プラズマを筐体部10の外部に照射するための照射部である。なお、ガスの移動する向きは、図中の矢印の向きである。 The plasma generator P10 has a housing portion 10, electrodes 2a and 2b, and a voltage application portion 3. As shown in FIG. The housing 10 is made of a sintered body made of alumina (Al2 O3). The shape of the housing portion 10 is cylindrical. The inner diameter of the housing part 10 is 2 mm or more and 3 mm or less. The thickness of the housing part 10 is 0.2 mm or more and 0.3 mm or less. The length of the housing part 10 is 10 cm or more and 30 cm or less. A gas introduction port 10i and a gas ejection port 10o are formed at both ends of the housing portion 10 . The gas inlet 10i is for introducing gas for generating plasma. The gas ejection port 10o is an irradiation section for irradiating the outside of the housing section 10 with plasma. The direction in which the gas moves is the direction of the arrow in the figure.

電極2a、2bは、対向して配置されている対向電極対である。電極2a、2bの対向面方向の長さは、筐体部10の内径より小さい。例えば1mm程度である。電極2a、2bには、図2.Bに示すように、対向面のそれぞれに多数の凹部(ホロー)Hが形成されている。そのため、電極2a、2bの対向面は、微細な凹凸形状となっている。なお、この凹部Hの深さは、0.5mm程度である。 Electrodes 2a and 2b are a counter electrode pair arranged to face each other. The length of the electrodes 2a and 2b in the facing surface direction is smaller than the inner diameter of the casing 10. As shown in FIG. For example, it is about 1 mm. The electrodes 2a, 2b are shown in FIG. As shown in B, a large number of recesses (hollows) H are formed in each of the facing surfaces. Therefore, the facing surfaces of the electrodes 2a and 2b have fine irregularities. The depth of this recess H is about 0.5 mm.

電極2aは、筐体部10の内部であってガス導入口10iの近傍に配置されている。電極2bは、筐体部10の内部であってガス噴出口10oの近傍に配置されている。そのため、プラズマ発生装置P10では、電極2aの対向面の反対側からガスを導入するとともに、電極2bの対向面の反対側にガスを噴出するようになっている。そして、電極2a、2b間の距離は、例えば24cmである。電極2a、2b間の距離は、これより小さい距離であってもよい。 The electrode 2a is arranged inside the casing 10 and near the gas introduction port 10i. The electrode 2b is arranged inside the casing 10 and in the vicinity of the gas ejection port 10o. Therefore, in the plasma generator P10, the gas is introduced from the opposite side of the facing surface of the electrode 2a and the gas is ejected to the opposite side of the facing surface of the electrode 2b. The distance between the electrodes 2a and 2b is, for example, 24 cm. The distance between the electrodes 2a, 2b may be smaller.

電圧印加部3は、電極2a、2b間に交流電圧を印加するためのものである。電圧印加部3は、商用交流電圧である、60Hz、100Vを用いて9kVに昇圧するとともに、電極2a、2b間に電圧を印加する。 The voltage applying section 3 is for applying an AC voltage between the electrodes 2a and 2b. The voltage application unit 3 boosts the voltage to 9 kV using a commercial AC voltage of 60 Hz and 100 V, and applies a voltage between the electrodes 2a and 2b.

ガス導入口10iからアルゴンを導入するとともに、電圧印加部3により、電極2a、2b間に電圧を印加すると、筐体部10の内部にプラズマが発生する。図2.Aの斜線で示すように、プラズマが発生する領域をプラズマ発生領域Pとする。プラズマ発生領域Pは、筐体部10に覆われている。 When argon is introduced from the gas introduction port 10 i and a voltage is applied between the electrodes 2 a and 2 b by the voltage applying section 3 , plasma is generated inside the housing section 10 . Figure 2. A plasma generation region P is defined as a region in which plasma is generated, as indicated by diagonal lines A. FIG. The plasma generation region P is covered with the housing portion 10 .

1-3.第2のプラズマ発生装置
図3.Aはプラズマ発生装置P20の概略構成を示す断面図である。ここで、プラズマ発生装置P20は、プラズマを線状に噴出する第2のプラズマ発生装置である。図3.Bは、図3.Aのプラズマ発生装置P20のプラズマ発生領域Pの長手方向に垂直な断面における部分断面図である。
1-3. Second plasma generator Fig.3. A is a sectional view showing a schematic configuration of the plasma generator P20. Here, the plasma generator P20 is a second plasma generator that linearly ejects plasma. Figure 3. B is shown in FIG. 4 is a partial cross-sectional view in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the plasma generation region P of the plasma generator P20 of A. FIG.

プラズマ発生装置P20は、筐体部11と、電極2a、2bと、電圧印加部3と、を有している。筐体部11は、アルミナ(Al2 O3 )を原料とする焼結体から成るものである。筐体部11の両端には、ガス導入口11iと、多数のガス噴出口11oとが形成されている。ガス導入口11iは、図3.Aの左右方向を長手方向とするスリット形状をしている。ガス導入口11iからプラズマ発生領域Pの直上までのスリット幅(図3.Bの左右方向の幅)は、例えば1mmである。 The plasma generator P<b>20 has a housing portion 11 , electrodes 2 a and 2 b and a voltage application portion 3 . The housing portion 11 is made of a sintered body made of alumina (Al2 O3). A gas introduction port 11i and a large number of gas ejection ports 11o are formed at both ends of the housing portion 11 . The gas inlet 11i is shown in FIG. It has a slit shape with the left-right direction of A as the longitudinal direction. The width of the slit from the gas introduction port 11i to just above the plasma generation region P (the width in the left-right direction in FIG. 3.B) is, for example, 1 mm.

ガス噴出口11oは、プラズマを筐体部11の外部に照射するための照射部である。ガス噴出口11oは、円筒形状もしくはスリット形状である。円筒形状の場合のガス噴出口11oは、プラズマ領域の長手方向に沿って一直線状に形成されている。ガス噴出口11oの内径は1mm以上2mm以下の範囲内である。また、スリット形状の場合には、ガス噴出口11oのスリット幅を1mm以下とすることが好ましい。これにより、安定したプラズマが形成される。また、ガス導入口11iは、電極2aと電極2bとを結ぶ線と交差する向きにガスを導入するようになっている。 The gas ejection port 11o is an irradiation section for irradiating the outside of the housing section 11 with plasma. The gas ejection port 11o is cylindrical or slit-shaped. The gas ejection port 11o in the case of a cylindrical shape is formed in a straight line along the longitudinal direction of the plasma region. The inner diameter of the gas ejection port 11o is within the range of 1 mm or more and 2 mm or less. Moreover, in the case of a slit shape, it is preferable that the slit width of the gas ejection port 11o is 1 mm or less. A stable plasma is thereby formed. The gas introduction port 11i introduces gas in a direction intersecting a line connecting the electrodes 2a and 2b.

電極2a、2bおよび電圧印加部3については、図1に示したプラズマ発生装置P10と同じものである。そして、同様に、商用交流電圧を用いて、電極2a、2b間に電圧を印加する。これにより、プラズマを一直線状に噴出することができる。 The electrodes 2a and 2b and the voltage applying section 3 are the same as those of the plasma generator P10 shown in FIG. Similarly, a commercial AC voltage is used to apply a voltage between the electrodes 2a and 2b. Thereby, the plasma can be ejected in a straight line.

また、この一直線状にプラズマを噴出するプラズマ発生装置P20を図3.Bの左右方向に列状に並べて配置すれば、プラズマをある長方形の領域にわたって平面的に噴出することができる。 The plasma generator P20 for ejecting plasma in a straight line is shown in FIG. By arranging them in a row in the left-right direction of B, plasma can be ejected in a plane over a certain rectangular area.

1-4.第3のプラズマ発生装置
図4は、第3のプラズマ発生装置P30の概略構成を示す概念図である。プラズマ発生装置P30は、収容している溶液にプラズマを照射するためのものである。
1-4. Third Plasma Generator FIG. 4 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the third plasma generator P30. The plasma generator P30 is for irradiating the contained solution with plasma.

図4に示すように、プラズマ発生装置P30は、第1電極110と、第2電極210と、第1の電位付与部120と、第2の電位付与部220と、第1のリード線130と、第2のリード線230と、ガス供給部140と、ガス管結合コネクター150と、ガス管160と、第1電極保護部材170と、第2電極保護部材240と、第1電極支持部材180と、密閉部材191と、結合部材192と、容器250と、封止部材260と、架台270と、を有している。 As shown in FIG. 4, the plasma generator P30 includes a first electrode 110, a second electrode 210, a first potential application section 120, a second potential application section 220, and a first lead wire 130. , a second lead wire 230, a gas supply portion 140, a gas pipe coupling connector 150, a gas pipe 160, a first electrode protection member 170, a second electrode protection member 240, and a first electrode support member 180. , a sealing member 191 , a coupling member 192 , a container 250 , a sealing member 260 and a pedestal 270 .

1-4-1.電極の概略構成
第1電極110は、筒形状部110aを有している。そして、その筒形状部110aの内部にプラズマガスを供給することができるようになっている。つまり、第1電極110の内部は、ガス供給部140と連通している。第1電極110は、筒形状部110aから第2電極210に向けてガスを吹き出すようになっている。そして、第1電極110の先端部は、注射針形状をしている。つまり、第1電極110の先端部は、第1電極110の軸方向に垂直な方向に対して傾斜する傾斜面を有している。そして、第1電極110の先端部には、マイクロホローが形成されている。
1-4-1. Schematic Configuration of Electrode The first electrode 110 has a cylindrical portion 110a. Plasma gas can be supplied to the inside of the cylindrical portion 110a. That is, the inside of the first electrode 110 communicates with the gas supply section 140 . The first electrode 110 blows off gas toward the second electrode 210 from the cylindrical portion 110a. A tip portion of the first electrode 110 is shaped like an injection needle. That is, the tip portion of the first electrode 110 has an inclined surface that is inclined with respect to the direction perpendicular to the axial direction of the first electrode 110 . A micro hollow is formed at the tip of the first electrode 110 .

第2電極210は、第1電極110と対向する電極である。第2電極210は、棒状電極である。第2電極210は、円柱形状である。もしくは、多角柱形状であってもよい。もしくは、先端の尖った針形状であってもよい。ここで、第2電極210は、先端部211を有している。第2電極210の先端部211は、イリジウムを含有するイリジウム合金でできている。例えば、イリジウムと白金との合金である。または、イリジウムと白金とオスミウムとの合金である。イリジウム合金は、硬度が高く、耐熱性に優れている。そのため、イリジウム合金は、第2電極210の先端部211に好適である。また、イリジウムの代わりに、白金を用いてもよい。もしくは、パラジウムであってもよい。または、イリジウムと白金とパラジウムとのうちの少なくとも一種類以上を含む金属もしくは合金であるとよい。また、第2電極210の先端部211は金であってもよい。また、放電時には、第2電極210は、容器250に収容されている溶液に浸かっている。 The second electrode 210 is an electrode facing the first electrode 110 . The second electrode 210 is a rod-shaped electrode. The second electrode 210 has a cylindrical shape. Alternatively, it may have a polygonal prism shape. Alternatively, it may be needle-shaped with a sharp tip. Here, the second electrode 210 has a tip portion 211 . A tip portion 211 of the second electrode 210 is made of an iridium alloy containing iridium. For example, an alloy of iridium and platinum. Alternatively, it is an alloy of iridium, platinum and osmium. Iridium alloys have high hardness and excellent heat resistance. Therefore, an iridium alloy is suitable for the tip portion 211 of the second electrode 210 . Also, platinum may be used instead of iridium. Alternatively, it may be palladium. Alternatively, it is preferably a metal or alloy containing at least one of iridium, platinum and palladium. Also, the tip portion 211 of the second electrode 210 may be gold. Also, during discharge, the second electrode 210 is immersed in the solution contained in the container 250 .

第1の電位付与部120は、第1電極110に周期的に変化する電位を付与するためのものである。第2の電位付与部220は、第2電極210に周期的に変化する電位を付与するためのものである。ここで、第1の電位付与部120と第2の電位付与部220とのうちのどちらか一方は、接地されていてもよい。第1のリード線130は、第1電極110と第1の電位付与部120とを電気的に接続するためのものである。第1のリード線130は、ニッケル合金もしくはステンレスであるとよい。第2のリード線230は、第2電極210と第2の電位付与部220とを電気的に接続するためのものである。第2のリード線230は、ニッケル合金もしくはステンレスであるとよい。これにより、第1電極110と第2電極210との間に高周波の電圧が印加されることとなる。つまり、第1の電位付与部120および第2の電位付与部220は、第1電極110と第2電極210との間に電圧を印加するための電圧印加部である。 The first potential applying section 120 is for applying a periodically changing potential to the first electrode 110 . The second potential applying section 220 is for applying a periodically changing potential to the second electrode 210 . Here, either one of the first potential application section 120 and the second potential application section 220 may be grounded. The first lead wire 130 is for electrically connecting the first electrode 110 and the first potential application section 120 . The first lead wire 130 is preferably made of nickel alloy or stainless steel. The second lead wire 230 is for electrically connecting the second electrode 210 and the second potential application section 220 . The second lead wire 230 may be nickel alloy or stainless steel. Thereby, a high frequency voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 210 . That is, the first potential applying section 120 and the second potential applying section 220 are voltage applying sections for applying a voltage between the first electrode 110 and the second electrode 210 .

1-4-2.ガス供給経路
プラズマ発生装置P30は、前述したように、ガス供給部140と、ガス管結合コネクター150と、ガス管160と、を有している。そのため、ガス供給部140は、ガス管160およびガス管結合コネクター150を介して、第1電極110の筒形状部の内部にプラズマガスを供給する。ここで、ガス供給部160は、例えば、Arガスを供給する。もしくは、その他の希ガスを供給してもよい。もしくは、酸素ガス等その他のガスを微量に含んでいてもよい。そのため、プラズマガスは、第1電極110から溶液250に収容されている溶液に向けて吹き付けられることとなる。
1-4-2. Gas Supply Path The plasma generator P30 has the gas supply section 140, the gas pipe coupling connector 150, and the gas pipe 160, as described above. Therefore, the gas supply unit 140 supplies the plasma gas to the inside of the cylindrical portion of the first electrode 110 through the gas pipe 160 and the gas pipe coupling connector 150 . Here, the gas supply unit 160 supplies Ar gas, for example. Alternatively, other rare gas may be supplied. Alternatively, it may contain a small amount of other gas such as oxygen gas. Therefore, plasma gas is sprayed from the first electrode 110 toward the solution contained in the solution 250 .

1-4-3.上部構造の構成
図5は、プラズマ発生装置P30の上部構造を示す図である。図5に示すように、第1電極110は、先端部111を有している。先端部111は、図4に示すように、第2電極210に対面する位置に配置されている。第1電極110の先端部111は、傾斜面111aを有している。傾斜面111aは、第1電極110の軸方向に垂直な面に対して傾斜している面である。また、先端部111には、マイクロホロー111bが形成されている。マイクロホロー111bは、長さ0.5mm以上1mm以下、幅0.3mm以上0.5mm以下の微小な凹部である。
1-4-3. Configuration of Upper Structure FIG. 5 is a diagram showing the upper structure of the plasma generator P30. As shown in FIG. 5, the first electrode 110 has a tip portion 111 . The distal end portion 111 is arranged at a position facing the second electrode 210, as shown in FIG. A tip portion 111 of the first electrode 110 has an inclined surface 111a. The inclined surface 111 a is a surface that is inclined with respect to a surface perpendicular to the axial direction of the first electrode 110 . Further, the tip portion 111 is formed with a micro hollow 111b. The micro hollow 111b is a minute recess having a length of 0.5 mm or more and 1 mm or less and a width of 0.3 mm or more and 0.5 mm or less.

また、前述したように、プラズマ発生装置P30は、密閉部材191と、結合部材192と、を有している。密閉部材191は、図4に示す容器250に取り付けられるとともに容器250の内部を密閉するためのものである。結合部材192は、第1電極110とガス管結合コネクター150とを、密閉部材191等を介して連結するための部材である。 Moreover, as described above, the plasma generator P30 has the sealing member 191 and the coupling member 192 . The sealing member 191 is attached to the container 250 shown in FIG. 4 and is for sealing the inside of the container 250 . The connecting member 192 is a member for connecting the first electrode 110 and the gas pipe connecting connector 150 via the sealing member 191 or the like.

1-4-4.下部構造の構成
図6は、プラズマ発生装置P30の下部構造を示す図である。前述したように、プラズマ発生装置P30は、容器250と、封止部材260と、架台270と、を有している。容器250は、内部に溶液を収容することができるようになっている。ここで、溶液とは、培養液や有機溶剤をも含むこととする。また、容器250は、第1電極110および第2電極210を内部に収容している。また、容器250は、目盛を有しているとよい。容器250の内部に収容されている溶液の量を計量するためである。
1-4-4. Configuration of Lower Structure FIG. 6 is a diagram showing the lower structure of the plasma generator P30. As described above, the plasma generator P30 has the container 250, the sealing member 260, and the pedestal 270. As shown in FIG. The container 250 can contain a solution inside. Here, the solution includes culture medium and organic solvent. Further, the container 250 accommodates the first electrode 110 and the second electrode 210 inside. Also, the container 250 may have a scale. This is for measuring the amount of solution contained inside the container 250 .

封止部材260は、第2電極保護部材240と、容器250との間の隙間を塞ぐためのものである。封止部材260として、例えば、オーリングが挙げられる。容器250の密閉性を確保し、溶液が容器250の底部に漏れ出すのを防止するものであれば、これ以外の部材を適用してもよい。架台270は、容器250その他の各部材を支持するためのものである。 The sealing member 260 is for closing the gap between the second electrode protection member 240 and the container 250 . An example of the sealing member 260 is an O-ring. Any member other than this may be applied as long as it ensures the tightness of the container 250 and prevents the solution from leaking to the bottom of the container 250 . The base 270 is for supporting the container 250 and other members.

2.プラズマ発生装置により発生されるプラズマ
2-1.第1のプラズマ発生装置および第2のプラズマ発生装置
プラズマ発生装置P10、P20により発生されるプラズマは、非平衡大気圧プラズマである。ここで、大気圧プラズマとは、0.5気圧以上2.0気圧以下の範囲内の圧力であるプラズマをいう。
2. Plasma generated by plasma generator 2-1. First Plasma Generator and Second Plasma Generator The plasma generated by the plasma generators P10 and P20 is non-equilibrium atmospheric pressure plasma. Here, atmospheric pressure plasma refers to plasma having a pressure within the range of 0.5 to 2.0 atmospheres.

本実施形態では、プラズマ発生ガスとして、主にArガスを用いる。プラズマ発生装置P10、P20により発生されるプラズマの内部では、もちろん、電子と、Arイオンとが生成されている。そして、Arイオンは、紫外線を発生させる。また、このプラズマは大気中に放出されているため、酸素ラジカルや窒素ラジカル等を発生させる。 In this embodiment, Ar gas is mainly used as the plasma generating gas. Electrons and Ar ions are, of course, generated inside the plasma generated by the plasma generators P10 and P20. The Ar ions then generate ultraviolet rays. Moreover, since this plasma is emitted into the atmosphere, it generates oxygen radicals, nitrogen radicals, and the like.

このプラズマのプラズマ密度は、1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下の範囲内である。なお、誘電体バリア放電により発生されるプラズマにおけるプラズマ密度は、1×1011cm-3以上1×1013cm-3以下の程度である。したがって、プラズマ発生装置P10、P20により発生されるプラズマのプラズマ密度は、誘電体バリア放電により発生されるプラズマのプラズマ密度に比べて、3桁程度大きい。したがって、このプラズマの内部では、より多くのArイオンが生成する。そのため、ラジカルや、紫外線の発生量も多い。なお、このプラズマ密度は、プラズマ内部の電子密度にほぼ等しい。 The plasma density of this plasma is in the range of 1×10 14 cm −3 to 1×10 17 cm −3 . The plasma density of plasma generated by dielectric barrier discharge is about 1×10 11 cm −3 or more and 1×10 13 cm −3 or less. Therefore, the plasma density of the plasma generated by the plasma generators P10 and P20 is about three orders of magnitude higher than the plasma density of the plasma generated by the dielectric barrier discharge. Therefore, more Ar ions are generated inside this plasma. Therefore, a large amount of radicals and ultraviolet rays are generated. This plasma density is almost equal to the electron density inside the plasma.

そして、このプラズマ発生時におけるプラズマ温度は、およそ1000K以上2500K以下の範囲内である。また、このプラズマにおける電子温度は、ガスの温度に比べて大きい。しかも、電子の密度が1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下の範囲内の程度であるにもかかわらず、ガスの温度はおよそ1000K以上2500K以下の範囲内である。このプラズマの温度は、プラズマの発生しているプラズマ発生領域Pでの温度である。したがって、プラズマの条件や、ガス噴出口から水面までの距離を異なる条件とすることにより、液面の位置でのプラズマ温度を室温程度とすることができる。 The plasma temperature at the time of plasma generation is in the range of about 1000K or more and 2500K or less. Also, the electron temperature in this plasma is higher than the gas temperature. Moreover, although the electron density is in the range of 1×10 14 cm −3 to 1×10 17 cm −3 , the gas temperature is in the range of 1000 K to 2500 K. The temperature of this plasma is the temperature in the plasma generation region P where plasma is generated. Therefore, the plasma temperature at the position of the liquid surface can be made about room temperature by changing the plasma conditions and the distance from the gas outlet to the water surface.

2-2.第3のプラズマ発生装置
図7は、プラズマ発生装置P30がプラズマを発生させている様子を模式的に示す図である。プラズマ発生装置P30により発生されるプラズマは、非平衡大気圧プラズマである。
2-2. Third Plasma Generator FIG. 7 is a diagram schematically showing how the plasma generator P30 generates plasma. The plasma generated by the plasma generator P30 is non-equilibrium atmospheric pressure plasma.

図7に示すように、ガス供給部140から供給されるプラズマガスは、第1電極110から矢印K1の向きに放出される。そして、第1電極110と第2電極210との間に高周波の電圧を印加すると、第1電極110と第2電極210との間にプラズマ発生領域PG1が形成される。図7のプラズマ発生領域PG1は、概念的に描かれている。 As shown in FIG. 7, the plasma gas supplied from the gas supply unit 140 is emitted from the first electrode 110 in the direction of arrow K1. When a high-frequency voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 210, a plasma generation region PG1 is formed between the first electrode 110 and the second electrode 210. FIG. The plasma generation region PG1 in FIG. 7 is conceptually depicted.

第1の電位付与部120および第2の電位付与部220が、第1電極110と第2電極210との間に電圧を印加する電圧印加時には、第2電極210は、液体の内部に配置されている。このように、第1電極110と第2電極210との間には、容器250に収容されている液体と大気とがある。そして、第1電極と第2電極とを結ぶ線が、液体の液面LL1と交差している。 When the first potential applying section 120 and the second potential applying section 220 apply a voltage between the first electrode 110 and the second electrode 210, the second electrode 210 is placed inside the liquid. ing. Thus, between the first electrode 110 and the second electrode 210 is the liquid contained in the container 250 and the atmosphere. A line connecting the first electrode and the second electrode intersects the liquid surface LL1.

そのため、液体の液面LL1と第1電極110との間にプラズマが発生する。このとき、液体の液面LL1は、第1電極110から矢印K1の向きに放出されるプラズマガスの風圧を受けて、液体の側に向かって凹んでいる。そして、液体の内部では溶液が部分的に電気分解し、気化する。その気化したガスの内部でもプラズマが発生する。また、プラズマ発生領域PG1は、液体の液面LL1に接触している。 Therefore, plasma is generated between the liquid surface LL<b>1 and the first electrode 110 . At this time, the liquid surface LL1 of the liquid receives the wind pressure of the plasma gas emitted from the first electrode 110 in the direction of the arrow K1, and is depressed toward the liquid side. Then, inside the liquid, the solution is partially electrolyzed and vaporized. Plasma is also generated inside the vaporized gas. Also, the plasma generation region PG1 is in contact with the liquid surface LL1.

以上により、大気もしくは水に由来するラジカルが発生する。そして、溶液にラジカルが照射されることとなる。これにより、ラジカルは、水分子もしくは溶液中の溶質と反応する。 As described above, radicals derived from air or water are generated. Then, the solution is irradiated with radicals. The radicals thereby react with water molecules or solutes in the solution.

3.プラズマ活性化培養液の製造方法
3-1.培養液準備工程
まず、第1の培養液を準備する。第1の培養液とは、プラズマを照射する前の培養液のことをいう。第1の培養液は、アミノ酸を含有する。第1の培養液は、例えば、グリシンと、チアミンと、スクロースと、無機塩と、を含有する。
3. Method for producing plasma-activated culture solution 3-1. Culture Solution Preparing Step First, a first culture solution is prepared. The first culture solution refers to the culture solution before plasma irradiation. The first culture medium contains amino acids. The first culture medium contains, for example, glycine, thiamine, sucrose, and inorganic salts.

3-2.プラズマ照射工程
次に、プラズマ活性化培養液製造装置PMによりプラズマ発生領域に発生させた大気圧プラズマを第1の培養液に照射する。プラズマを照射する際における液面とプラズマ噴出口との間の距離は、例えば、3mmである。また、この距離は、例えば、0.1cm以上3cm以下の範囲内で変えてもよい。プラズマ発生領域におけるプラズマ密度は、1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下の範囲内である。そして、このプラズマにおけるプラズマ温度は、およそ1000K以上2500K以下の範囲内である。ただし、このプラズマ温度は、液面では、室温程度(300K程度)まで下げることもできる。これらのプラズマ条件を表1に示す。これらの条件は、あくまで一例である。
3-2. Plasma Irradiation Step Next, the first culture solution is irradiated with atmospheric pressure plasma generated in the plasma generation region by the plasma-activated culture solution manufacturing apparatus PM. The distance between the liquid surface and the plasma ejection port during plasma irradiation is, for example, 3 mm. Also, this distance may be changed within a range of, for example, 0.1 cm or more and 3 cm or less. The plasma density in the plasma generation region is in the range of 1×10 14 cm −3 to 1×10 17 cm −3 . The plasma temperature of this plasma is in the range of about 1000K or more and 2500K or less. However, this plasma temperature can be lowered to about room temperature (about 300 K) at the liquid surface. These plasma conditions are shown in Table 1. These conditions are only examples.

[表1]
条件 数値範囲
液面-噴出口距離 0.1cm以上 3cm以下
プラズマ密度 1×1014cm-3以上 1×1017cm-3以下
プラズマ温度 1000K以上 2500K以下
[Table 1]
Conditions Numerical range Liquid surface-spout distance 0.1 cm or more and 3 cm or less Plasma density 1×10 14 cm -3 or more and 1×10 17 cm -3 or less Plasma temperature 1000 K or more and 2500 K or less

このように、第1の培養液に大気圧プラズマを照射することにより、プラズマ活性化培養液が製造される。大気圧プラズマの照射により、第1の培養液の成分とプラズマに由来するラジカル等とが反応すると考えられる。また、培養液中に亜硝酸イオンや硝酸イオンが増加する。第1の培養液の成分は、これらのイオン等とも反応すると考えられる。 Thus, a plasma-activated culture solution is produced by irradiating the first culture solution with atmospheric pressure plasma. It is considered that the components of the first culture solution react with radicals and the like derived from the plasma due to the irradiation of the atmospheric pressure plasma. In addition, nitrite ions and nitrate ions increase in the culture solution. It is thought that the components of the first culture solution also react with these ions and the like.

大気圧プラズマのプラズマ密度は、例えば、2×1016cm-3である。大気圧プラズマの照射時間は、例えば、30秒以上600秒以下である。大気圧プラズマを照射する際の第1の培養液の体積は、例えば、10ml以上1000ml以下である。 The plasma density of atmospheric pressure plasma is, for example, 2×10 16 cm −3 . The irradiation time of atmospheric pressure plasma is, for example, 30 seconds or more and 600 seconds or less. The volume of the first culture solution when irradiating atmospheric pressure plasma is, for example, 10 ml or more and 1000 ml or less.

この場合には、プラズマ活性化培養液における単位体積当たりのプラズマ密度時間積は、6×1014sec・cm-3・ml-1以上1.2×1016sec・cm-3・ml-1以下である。ここで、単位体積当たりのプラズマ密度時間積とは、(プラズマ密度)×(照射時間)/(第1の培養液の体積)である。つまり、単位体積当たりのプラズマ密度時間積は、単位体積当たりの第1の培養液に照射されるプラズマ生成物の量である。 In this case, the plasma density time product per unit volume in the plasma-activated culture medium is 6×10 14 sec·cm −3 ·ml −1 or more and 1.2×10 16 sec·cm −3 ·ml −1 or more. It is below. Here, the plasma density time product per unit volume is (plasma density)×(irradiation time)/(volume of the first culture solution). That is, the plasma density time product per unit volume is the amount of plasma products irradiated to the first culture solution per unit volume.

4.プラズマ活性化培養液の効果
本実施形態のプラズマ活性化培養液は、第1の培養液にプラズマを照射したものである。プラズマ活性化培養液は、後述するアグロバクテリウムを殺菌する。
4. Effect of Plasma-Activated Culture Solution The plasma-activated culture solution of the present embodiment is obtained by irradiating the first culture solution with plasma. The plasma-activated culture medium kills Agrobacterium, which will be described later.

5.プラズマ活性化培養液を用いた遺伝子組み換え植物の生産方法
5-1.プラズマ活性化培養液製造工程
前述のように、第1の培養液に大気圧プラズマを照射してプラズマ活性化培養液を製造する。
5. Method for producing genetically modified plants using plasma-activated culture medium 5-1. Plasma-activated culture solution manufacturing process As described above, the plasma-activated culture solution is manufactured by irradiating the first culture solution with atmospheric pressure plasma.

5-2.カルス生成工程
一方、遺伝子組み換えの対象となる植物体の少なくとも一部を第2の培養液で培養する。遺伝子組み換えの対象となる植物体とは、例えば、種子である。この植物体は、例えば、単子葉植物である。単子葉植物として例えば、ランが挙げられる。その他、市場で取引される植物であればその他の植物であってもよい。種子を第2の培養液中に播種する。ここで、第2の培養液の成分は、第1の培養液の成分と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第2の培養液は、アミノ酸と無機塩とを含有する。これにより、カルスが生じる。また、ランの場合には、ランの種子を第2の培養液に播種する。発芽後数週間でプロトコームと呼ばれる細胞塊が形成される。プロトコームはカルス化する。
5-2. Callus Generation Step On the other hand, at least part of the plant to be genetically modified is cultured in a second culture medium. A plant body to be genetically modified is, for example, a seed. This plant is, for example, a monocotyledonous plant. Examples of monocotyledonous plants include orchids. In addition, other plants may be used as long as they are commercially traded plants. Seeds are sown in a second broth. Here, the components of the second culture medium may be the same as or different from those of the first culture medium. The second culture medium contains amino acids and inorganic salts. This results in callus. In the case of orchids, orchid seeds are sown in the second culture medium. Several weeks after germination, cell clusters called protocorms are formed. The protocorm becomes callus.

5-3.感染体生産工程
カルスが形成された第2の培養液に、アグロバクテリウムを含有する培養液を添加する。これにより、カルスにアグロバクテリウムを感染させる。こうして、アグロバクテリウムを感染させた感染体が生産される。感染体のDNAの一部においては、アグロバクテリウムのDNAが入り込む。この段階で、第2の培養液は感染体を含有する。
5-3. Infectious body production step A culture medium containing Agrobacterium is added to the second culture medium in which the callus has been formed. This infects the callus with Agrobacterium. Infected organisms infected with Agrobacterium are thus produced. Agrobacterium DNA enters into a portion of the DNA of the infective. At this stage, the second culture contains the infectives.

5-4.殺菌工程
感染体を含有する第2の培養液にプラズマ活性化培養液を混合する。プラズマ活性化培養液により、感染体中のアグロバクテリウムが殺菌される。なお、プラズマ活性化培養液は、ラン等の植物体には悪影響を及ぼさない。
5-4. Sterilization Step The plasma-activated medium is mixed with the second medium containing the infectious agent. Plasma-activated media kills Agrobacterium in infected organisms. The plasma-activated culture solution does not adversely affect plants such as orchids.

6.第1の実施形態の効果
この遺伝子組み換え植物の生産方法は、大気圧プラズマを照射したプラズマ活性化培養液をアグロバクテリウム感染植物に供給する。プラズマ活性化培養液がアグロバクテリウムを十分に殺菌する。
6. Effects of the First Embodiment In this genetically modified plant production method, a plasma-activated culture medium irradiated with atmospheric pressure plasma is supplied to an Agrobacterium-infected plant. Plasma-activated broth is sufficient to kill Agrobacterium.

6.変形例
6-1.カルス生成工程
第2の培養液で培養する代わりに、その他の培地で植物体の少なくとも一部を培養してもよい。例えば、固形培地を用いてもよい。また、第2の培養液の成分を用いた固形培地であってもよい。
6. Modification 6-1. Callus Generation Step Instead of culturing in the second culture solution, at least part of the plant body may be cultured in another medium. For example, solid media may be used. Alternatively, it may be a solid medium using the components of the second culture solution.

6-2.プラズマ活性化培養液の希釈
プラズマ活性化培養液を希釈してもよい。この場合には、この生産方法はプラズマ活性化培養液を希釈する希釈工程を有する。希釈倍率は、例えば、1倍以上10倍以下である。もちろん、これ以外であってもよい。
6-2. Dilution of Plasma-Activated Medium The plasma-activated medium may be diluted. In this case, the production method comprises a dilution step of diluting the plasma-activated broth. The dilution ratio is, for example, 1-fold or more and 10-fold or less. Of course, it may be other than this.

6-3.第3のプラズマ発生装置
プラズマ活性化培養液を製造するにあたってプラズマ発生装置P30を用いてもよい。そのために、プラズマ発生装置P30によりプラズマ発生領域に発生させた大気圧プラズマを第1の培養液に照射する。第1電極110を第1の培養液の外に配置するとともに第2電極210を第1の培養液の中に配置する。そして、第1電極110の筒形状部110aから第1の培養液に向かってガスを照射する。そして、その状態で第1電極110と第2電極210との間に電圧を印加する。
6-3. Third Plasma Generator A plasma generator P30 may be used to produce the plasma-activated culture solution. For this purpose, the first culture solution is irradiated with atmospheric pressure plasma generated in the plasma generation region by the plasma generator P30. A first electrode 110 is placed outside the first medium and a second electrode 210 is placed in the first medium. Then, the gas is irradiated from the cylindrical portion 110a of the first electrode 110 toward the first culture solution. Then, a voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 210 in that state.

6-4.第3のプラズマ発生装置の第1電極
第1の実施形態のプラズマ発生装置P30では、第1電極110の筒形状部110aは、円筒形状である。しかし、円筒形状に限らない。筒形状であれば、多角形形状であってもよい。
6-4. First Electrode of Third Plasma Generator In the plasma generator P30 of the first embodiment, the cylindrical portion 110a of the first electrode 110 has a cylindrical shape. However, it is not limited to a cylindrical shape. As long as it has a tubular shape, it may have a polygonal shape.

6-5.小型化したプラズマ発生装置
プラズマ発生装置P10、P20等をさらに小型化してもよい。十分に小型化することにより、ペン型のプラズマ発生装置を製造することができる。その場合であっても、プラズマ発生装置P10、P20と同等のプラズマ密度が得られる。
6-5. Miniaturized Plasma Generator The plasma generators P10, P20, etc. may be further miniaturized. By sufficiently reducing the size, a pen-type plasma generator can be manufactured. Even in that case, plasma densities equivalent to those of the plasma generators P10 and P20 can be obtained.

6-6.組み合わせ
第1の実施形態の変形例を適宜組み合わせてもよい場合がある。
6-6. Combinations Modifications of the first embodiment may be combined as appropriate.

(実験)
A.実験1
1.実験方法
1-1.溶液製造工程
プラズマ発生装置P20を用いて、各種溶液を製造した。プラズマ発生装置P20のプラズマ密度は2×1016cm-3であった。プラズマの照射時間は5分間とした。照射距離は5mmであった。
(experiment)
A. Experiment 1
1. Experimental method 1-1. Solution manufacturing process Various solutions were manufactured using the plasma generator P20. The plasma density of the plasma generator P20 was 2×10 16 cm −3 . The plasma irradiation time was 5 minutes. The irradiation distance was 5 mm.

表2は、実験に際して準備した溶液の種類を示す。溶液1は、1/2に希釈したNP培地に大気圧プラズマを照射したものである。溶液2は、1/2に希釈したNP培地に大気圧プラズマを照射した後にMES-KOHを添加してpHを調整したものである。溶液3は、1/2に希釈したNP培地である。溶液4は、滅菌脱イオン水に大気圧プラズマを照射したものである。溶液5は、滅菌脱イオン水そのものである。溶液6は、グリシンとHCl水溶液とを混合した液である。 Table 2 shows the types of solutions prepared for the experiments. Solution 1 is obtained by irradiating an NP medium diluted to 1/2 with atmospheric pressure plasma. Solution 2 is obtained by irradiating atmospheric pressure plasma to NP medium diluted to 1/2 and then adding MES-KOH to adjust the pH. Solution 3 is NP medium diluted 1/2. Solution 4 is sterile deionized water exposed to atmospheric pressure plasma. Solution 5 is sterile deionized water itself. Solution 6 is a mixture of glycine and HCl aqueous solution.

[表2]
溶液 種類 pH
溶液1 プラズマ活性化培養液 2.9~3.3
溶液2 プラズマ活性化培養液 5.2~5.4
溶液3 NP培地 4.7~4.8
溶液4 プラズマ水 2.9~3.3
溶液5 滅菌脱イオン水 7
溶液6 グリシンHCl 3.0
[Table 2]
Solution type pH
Solution 1 Plasma activated culture solution 2.9-3.3
Solution 2 Plasma activated culture solution 5.2-5.4
Solution 3 NP medium 4.7-4.8
Solution 4 Plasma water 2.9-3.3
Solution 5 Sterile deionized water 7
Solution 6 Glycine HCl 3.0

ここで、NP培地は、Ichihashi New Phalaenopsisである。NP培地の成分を表3に示す。 Here, the NP medium is Ichihashi New Phalaenopsis. The components of NP medium are shown in Table 3.

[表3]
硝酸アンモニウム
硫酸アンモニウム
ホウ酸
硝酸カルシウム
塩化コバルト六水和物
硫酸銅五水和物
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム二水和物
硫酸鉄七水和物
硝酸マグネシウム
硫酸マンガン一水和物
モリブデン酸二水和物
ヨウ化カリウム
硝酸カリウム
リン酸二水素カリウム
硫酸亜鉛七水和物
ゲランガム
グリシン
myo-イノシトール
ナイアシン
ピリドキシン塩酸塩
スクロース
チアミン塩酸塩
[Table 3]
Ammonium nitrate Ammonium sulfate Boric acid Calcium nitrate Cobalt chloride hexahydrate Copper sulfate pentahydrate Disodium ethylenediaminetetraacetate dihydrate Iron sulfate heptahydrate Magnesium nitrate Manganese sulfate monohydrate Molybdate dihydrate Potassium iodide Potassium nitrate Potassium dihydrogen phosphate Zinc sulfate heptahydrate Gellan gum Glycine myo-inositol Niacin Pyridoxine hydrochloride Sucrose Thiamine hydrochloride

1-2.カルス生成工程
ランの種子をNP培地に播種し、発芽させた。その後培養を継続し、プロトコームが形成された。その後、プロトコームのカルスが形成された。
1-2. Callus Generation Process Orchid seeds were sown on NP medium and allowed to germinate. Cultivation was then continued to form a protocomb. Afterwards, protocorm callus was formed.

1-3.感染体生産工程
一晩培養したEHA105系統のアグロバクテリウムをOD600=0.4となるように希釈し、NP培地に懸濁した。その懸濁液を室温で一定時間放置した。
1-3. Infectious organism production process EHA105 strain Agrobacterium cultured overnight was diluted to OD 600 =0.4 and suspended in NP medium. The suspension was left at room temperature for a period of time.

1-4.殺菌工程
プラズマ活性化培養液等の溶液をアグロバクテリウムの懸濁液に添加した。その後、生菌数を測定した。
1-4. Sterilization Step A solution such as a plasma-activated culture medium was added to the Agrobacterium suspension. After that, the viable cell count was measured.

2.実験結果
図8は、溶液の処理時間と生菌数との間の関係を示すグラフである。図8の横軸は溶液の処理時間である。図8の縦軸は生菌数である。
2. Experimental Results FIG. 8 is a graph showing the relationship between solution treatment time and viable cell count. The horizontal axis of FIG. 8 is the treatment time of the solution. The vertical axis in FIG. 8 is the number of viable bacteria.

図8に示すように、溶液1を10分処理することにより、生菌数は10-3程度に減少した。溶液1を30分処理することにより、生菌数は10-4程度に減少した。溶液1を60分処理することにより、生菌数は10-6程度に減少した。 As shown in FIG. 8, the number of viable bacteria decreased to about 10 −3 by treating solution 1 for 10 minutes. By treating solution 1 for 30 minutes, the number of viable bacteria decreased to about 10 −4 . By treating solution 1 for 60 minutes, the number of viable bacteria decreased to about 10 −6 .

溶液2を10分処理することにより、生菌数は10-1程度に減少した。溶液2を60分処理することにより、生菌数は10-2~10-1程度に減少した。溶液6を10分処理することにより、生菌数は10-1程度に減少した。溶液6を60分処理することにより、生菌数は10-2~10-1程度に減少した。 By treating the solution 2 for 10 minutes, the viable cell count decreased to about 10 -1 . By treating the solution 2 for 60 minutes, the viable cell count decreased to about 10 -2 to 10 -1 . By treating the solution 6 for 10 minutes, the viable cell count decreased to about 10 -1 . By treating the solution 6 for 60 minutes, the viable cell count decreased to about 10 -2 to 10 -1 .

その他の溶液3から溶液5については、殺菌効果はほとんど見られなかった。 As for other solutions 3 to 5, almost no bactericidal effect was observed.

図9は、溶液を製造してからの経過日数と生菌数との間の関係を示すグラフである。図9の横軸は溶液を製造してからの経過日数である。図9の縦軸は生菌数である。なお、処理時間は30分である。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of days elapsed since the solution was produced and the number of viable bacteria. The horizontal axis of FIG. 9 represents the number of days elapsed since the solution was produced. The vertical axis in FIG. 9 is the number of viable bacteria. The processing time is 30 minutes.

図9に示すように、溶液1を製造してから7日間経過しても、30分間溶液1を処理することにより、殺菌効果はほとんど変化しなかった。 As shown in FIG. 9, the bactericidal effect hardly changed by treating Solution 1 for 30 minutes even after 7 days from the production of Solution 1.

3.実験のまとめ
プラズマ活性化培養液(溶液1)は、酸性条件で高い殺菌効果を示す。MES-KOHによりpHを調整したプラズマ活性化培養液(溶液2)は、ある程度は殺菌効果を示す。また、溶液3もある程度の殺菌効果を示す。
3. Summary of Experiments The plasma-activated culture medium (solution 1) exhibits a high bactericidal effect under acidic conditions. The plasma-activated culture medium (solution 2), pH-adjusted with MES-KOH, shows some bactericidal effect. Solution 3 also exhibits some bactericidal effect.

このように、プラズマ活性化培養液は、酸性条件下で高い殺菌効果を示す。溶液2の殺菌効果が減少した原因として次の2つが考えられる。一つ目の原因は、pHが変化したことである。二つ目の原因は、殺菌成分がMES-KOHの分子と反応することにより減少したことである。プラズマを照射した溶液4の殺菌効果は、溶液1の殺菌効果に比べて十分に低かった。このため、殺菌成分は、ヒドロキシラジカル等の水に由来するラジカルではないと考えられる。 Thus, the plasma-activated culture medium exhibits a high bactericidal effect under acidic conditions. The following two factors are conceivable as the cause of the decrease in the bactericidal effect of Solution 2. The first cause is that the pH has changed. The second reason is that the bactericidal component was reduced by reacting with MES-KOH molecules. The bactericidal effect of solution 4 irradiated with plasma was sufficiently lower than the bactericidal effect of solution 1. Therefore, the sterilizing component is not considered to be radicals derived from water such as hydroxyl radicals.

B.実験2
1.実験方法
1-1.溶液製造工程
プラズマ活性化培養液(溶液1)およびNP培地(溶液3)を製造した。
B. Experiment 2
1. Experimental method 1-1. Solution manufacturing process Plasma-activated culture solution (solution 1) and NP medium (solution 3) were manufactured.

1-2.カルス生成工程
ランの種子をNP培地に播種し、発芽させた。その後培養を継続し、プロトコームが形成された。その後、プロトコームのカルスが形成された。
1-2. Callus Generation Process Orchid seeds were sown on NP medium and allowed to germinate. Cultivation was then continued to form a protocomb. Afterwards, protocorm callus was formed.

1-3.溶液添加工程
プラズマ活性化培養液(溶液1)およびNP培地(溶液3)をカルスが形成されたNP培地に添加した。処理時間は30分間であった。
1-3. Solution addition step Plasma-activated culture medium (solution 1) and NP medium (solution 3) were added to the NP medium on which callus was formed. Processing time was 30 minutes.

2.実験結果
図10は、溶液を添加する領域を示す図である。図10に示すように、シャーレの左側の領域にプラズマ活性化培養液(溶液1)を添加して30分間処理されたプロトコームを配置し、シャーレの右側の領域にNP培地(溶液3)を添加して30分間処理されたプロトコームを配置した。
2. Experimental Results FIG. 10 is a diagram showing areas to which solutions are added. As shown in FIG. 10, the plasma-activated culture medium (solution 1) was added to the left region of the petri dish and the protocorms treated for 30 minutes were placed, and the NP medium (solution 3) was added to the right region of the petri dish. The protocorms treated for 30 minutes were placed on the plate.

図11は、溶液を添加した場合のプロトコームへの影響を示す写真である。シャーレの左側の領域にプラズマ活性化培養液(溶液1)で処理されたプロトコームが配置されており、シャーレの右側の領域にNP培地(溶液3)で処理されたプロトコームが配置されている。 FIG. 11 is a photograph showing the effect on the protocorm when the solution was added. Protocorms treated with plasma-activated culture medium (solution 1) are placed in the left region of the petri dish, and protocorms treated with NP medium (solution 3) are placed in the right region of the petri dish.

3.実験のまとめ
プラズマの照射時間によらず、プラズマ活性化培養液(溶液1)はプロトコームに大きな悪影響を及ぼさない。したがって、プラズマ活性化培養液(溶液1)をアグロバクテリウムの殺菌に用いたとしても、品種改良の対象となる植物は問題なく成長すると考えられる。
3. Summary of Experiments The plasma-activated medium (solution 1) does not have a significant adverse effect on the protocorm, regardless of the plasma irradiation time. Therefore, even if the plasma-activated culture medium (solution 1) is used for sterilization of Agrobacterium, it is considered that plants that are the target of breeding will grow without problems.

(付記)
第1の態様における遺伝子組み換え植物の生産方法は、第1の培養液に大気圧プラズマを照射してプラズマ活性化培養液を生産する工程と、植物体の少なくとも一部を第2の培養液または固形培地で培養してカルスを生じさせる工程と、カルスにアグロバクテリウムを感染させて感染体を生産する工程と、感染体を含有する第2の培養液または固形培地にプラズマ活性化培養液を混合して、アグロバクテリウムを殺菌する工程と、を有する。
(Appendix)
The method for producing a genetically modified plant in the first aspect comprises the steps of irradiating a first culture solution with atmospheric pressure plasma to produce a plasma-activated culture solution, and exposing at least part of the plant body to the second culture solution or a step of culturing in a solid medium to produce callus; a step of infecting the callus with Agrobacterium to produce an infectious agent; and mixing to sterilize the Agrobacterium.

第2の態様における遺伝子組み換え植物の生産方法においては、大気圧プラズマのプラズマ密度は、1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下である。 In the method for producing a genetically modified plant according to the second aspect, the atmospheric pressure plasma has a plasma density of 1×10 14 cm −3 or more and 1×10 17 cm −3 or less.

第3の態様における遺伝子組み換え植物の生産方法においては、プラズマ活性化培養液を生産する工程では、大気圧プラズマの照射時間を30秒以上とする。 In the method for producing a genetically modified plant according to the third aspect, in the step of producing the plasma-activated culture solution, the atmospheric pressure plasma irradiation time is 30 seconds or more.

第4の態様における遺伝子組み換え植物の生産方法においては、植物体は、種子である。 In the method for producing a genetically modified plant in the fourth aspect, the plant body is a seed.

第5の態様における遺伝子組み換え植物の生産方法においては、植物体は、単子葉植物である。 In the method for producing a genetically modified plant in the fifth aspect, the plant is a monocotyledonous plant.

P1…プラズマ照射装置
M1…ロボットアーム
PM…プラズマ活性化培養液製造装置
P10、P20、P30…プラズマ発生装置
10、11…筐体部
10i、11i…ガス導入口
10o、11o…ガス噴出口
2a、2b…電極
P…プラズマ領域
H…凹部(ホロー)
110…第1電極
120…第1の電位付与部
130…第1のリード線
140…ガス供給部
150…ガス管結合コネクター
160…ガス管
170…第1電極保護部材
210…第2電極
220…第2の電位付与部
230…第2のリード線
240…第2電極保護部材
250…容器
260…封止部材
270…架台
P1... Plasma irradiation device M1... Robot arm PM... Plasma-activated culture medium production apparatus P10, P20, P30... Plasma generators 10, 11... Housing parts 10i, 11i... Gas introduction ports 10o, 11o... Gas ejection ports 2a, 2b... Electrode P... Plasma region H... Concave portion (hollow)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110... 1st electrode 120... 1st electric potential application part 130... 1st lead wire 140... Gas supply part 150... Gas pipe connection connector 160... Gas pipe 170... First electrode protection member 210... Second electrode 220... 2 potential application part 230... second lead wire 240... second electrode protection member 250... container 260... sealing member 270... pedestal

Claims (5)

第1の培養液に大気圧プラズマを照射してプラズマ活性化培養液を生産する工程と、
植物体の少なくとも一部を第2の培養液または固形培地で培養してカルスを生じさせる工程と、
前記カルスにアグロバクテリウムを感染させて感染体を生産する工程と、
前記感染体を含有する前記第2の培養液または前記固形培地に前記プラズマ活性化培養液を混合して、前記アグロバクテリウムを殺菌する工程と、
を含む遺伝子組み換え植物の生産方法。
irradiating the first culture solution with atmospheric pressure plasma to produce a plasma-activated culture solution;
Culturing at least part of the plant body in a second culture medium or solid medium to produce callus;
a step of infecting the callus with Agrobacterium to produce an infected body;
a step of mixing the plasma-activated culture solution with the second culture solution or the solid medium containing the infectious agent to sterilize the Agrobacterium;
A method for producing a genetically modified plant comprising:
請求項1に記載の遺伝子組み換え植物の生産方法において、
前記大気圧プラズマのプラズマ密度は、
1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下であること
を含む遺伝子組み換え植物の生産方法。
In the method for producing a genetically modified plant according to claim 1,
The plasma density of the atmospheric pressure plasma is
A method for producing a genetically modified plant, wherein the concentration is 1×10 14 cm −3 or more and 1×10 17 cm −3 or less.
請求項1または請求項2に記載の遺伝子組み換え植物の生産方法において、
前記プラズマ活性化培養液を生産する工程では、
前記大気圧プラズマの照射時間を30秒以上とすること
を含む遺伝子組み換え植物の生産方法。
In the method for producing a genetically modified plant according to claim 1 or 2,
In the step of producing the plasma-activated culture solution,
A method for producing a genetically modified plant, comprising applying the atmospheric pressure plasma for 30 seconds or longer.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の遺伝子組み換え植物の生産方法において、
前記植物体は、
種子であること
を含む遺伝子組み換え植物の生産方法。
In the method for producing a genetically modified plant according to any one of claims 1 to 3,
The plant body
A method of producing a genetically modified plant comprising being a seed.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の遺伝子組み換え植物の生産方法において、
前記植物体は、
単子葉植物であること
を含む遺伝子組み換え植物の生産方法。
In the method for producing a genetically modified plant according to any one of claims 1 to 4,
The plant body
A method for producing a transgenic plant comprising being a monocotyledonous plant.
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