JP2561202B2 - トウキの器官培養による生産方法 - Google Patents

トウキの器官培養による生産方法

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  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トウキの器官培養によ
る生産方法に関するものであり、生物学・農業・医薬・
組織培養等に応用される。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トウキ
(当帰)は、多年生草本であり、日本各地の薬園で栽培
されてきた。根は、補血強壮、血行障害、鎮痛、鎮静薬
として婦人科の各種の疾患に広く用いられている。ま
た、漢方処方に配合されているなど薬草として重要な品
種の一つである。しかしながら、栽培が困難なこと、品
質が定まらず不揃いになることなど問題を抱えている。
その対策として優良品種の大量クローン増殖技術の確立
が望まれている。しかし当帰においては、優良品種の効
率的な増殖方法は確立されていない。
【0003】近年バイオテクノロジー技術を用いた改良
が野菜類を中心として現実化されつつある。これらの手
法は、細胞の段階で遺伝的修復を行い、ついで細胞を培
養してゆくと、細胞は分裂を繰り返し、未分化な細胞の
集団いわゆるカルスと称される組織が誘導され、更に植
物体へ分化させることができる。すなわち、改良された
植物体が短期間に作り出されることが可能になってい
る。この場合、プロトプラストやカルスなどの未分化な
細胞から植物体へ分化誘導させ再生できることが前提と
なる。しかるにトウキに於いては、未分化な細胞からの
効率的な植物体再生方法は見いだされていない。
【0004】なおMiura Y.et al: Plant Medica 53, 79
(1988)にはトウキの花芽を用いた組織培養(花芽→カル
ス→不定胚→植物体)が報告されているが本願方法とは
異なる。文献方法は薬用成分の増大した変異株を狙って
おり基本培地に特徴はない。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記問題点を解決すべく鋭意努力した結果、トウキの茎
頂、または茎頂を含む組織を無機塩類及び植物生長調節
物質を含み、窒素濃度20mM以下の濃度に調整した人
工培地で照明下静置培養することにより不定苗条を誘
導、増殖させ、ついで前記の人工培地とは異なる濃度の
無機塩類を含む人工培地に移植して、継代培養すること
により、植物体に再生させるか或いはトウキの器官を用
い、窒素濃度を20mM以下に調整した無機塩類および
植物生長調節物質を含む人工培地で照明下、静置培養す
ることにより、カルスを誘導、増殖させ、カルスはさら
に不定苗条へ誘導する。得られた不定苗条を前記無機塩
類組成より窒素濃度を変更した人工培地に移植すること
により、効率的に完全な植物体へ再生させることによっ
て、短期間に大量のクローン苗を得る方法を見いだし
た。
【0006】即ち、本発明の要旨とするところは、トウ
キ(当帰)の茎頂または茎頂を含む組織を無機塩類およ
び植物生長調節物質を含む人工培地で、照明下静置培養
するに際して、窒素濃度を20mM以下の濃度に調整し
た人工培地で茎頂または茎頂を含む組織を培養し不定苗
条を誘導、増殖させ、ついで前記の人工培地とは異なる
濃度の無機塩類を含む人工培地に移植して、継代培養す
ることにより、植物体に再生させることを特徴とするト
ウキの茎頂培養によるクローン苗の生産方法、及びトウ
キの器官を窒素濃度20mM以下に調整した無機塩類お
よび植物生長調節物質を含む人工培地で照明下、静置培
養することにより、カルスの誘導・増殖を行い、ついで
前記とは異なる種類と濃度の植物生長調節物質を含む人
工培地に移植して、継代培養することにより不定苗条を
誘導し、ついで無機塩類中の窒素濃度を変更した人工培
地に移植することで植物体に再生させることを特徴とす
る器官培養によるトウキの生産方法に存する。
【0007】本発明で増殖される不定苗条は、遺伝的に
極めて安定であり、かつ増殖率に優れ、また植物体への
再生も容易にできる培養組織である。即ち本発明は一種
の栄養体生殖による大量クローン増殖法であり、器官と
して茎頂を用いる場合は無病苗の作出を可能にしてい
る。またカルスは未分化な細胞集団であり、遺伝的安定
性に欠けるが、本発明により、細胞レベルでの改良、つ
まり遺伝的修飾を可能にしている。
【0008】
【作用】本発明をさらに詳しく説明する。当帰の器官を
殺菌した後、無機塩類および植物生長調節物質、炭素源
を含む人工培地に置床する。ついで、照明下静置培養を
行い、カルスあるいは不定苗条を誘導する。上記の培養
条件として、照明500〜2000ルクス、温度15〜
23℃の条件があげられる。
【0009】無機塩類組成は、カルスまたは不定苗条を
誘導する場合、いずれも培地中の無機塩類中の窒素濃度
を20mM以下に調整した培地を用いることを特徴とす
る。20mM濃度以上の窒素量は生長、増殖をさまたげ、
阻害的に働く。
【0010】カルスは、葉、茎、茎頂のいずれかの器官
を用い人工培地中の植物生長調節物質として、サイトカ
イニンの6−ベンジルアデニン、カイネチンのいずれか
1種とオーキシンのα−ナフタレン酢酸、2,4−ジク
ロロフェノキシ酢酸のいずれか1種を併用することで誘
導される。また炭素源としてショ糖、ブドウ糖を用いる
ことができる。例えば、サイトカイニンとして6−ベシ
ジルアデニンを0.5〜2.0ppm 、オーキシンとし
て、α−ナフタレン酢酸を0.02ppm 〜1.0ppm お
よびショ糖1〜5%含むものが用いられる。
【0011】不定苗条は、茎頂または茎頂を含む組織を
用い、人工培地中の植物生長調節物質のサイトカイニン
として6−ベンジルアデニン、カイネチンを用いること
で誘導される。また炭素源としてショ糖、ブドウ糖を用
いることができる。例えば、カイネチン0.5〜2.0
ppm およびショ糖1〜5%含むものが用いられる。
【0012】誘導されたカルスまたは不定苗条は、それ
ぞれ誘導された同一培地に同一条件で培養することで増
殖を続ける。誘導されたカルスは不定苗条を誘導した培
地へ移植後、2ヶ月を経過する時点より不定苗条が発生
する。カルス及び茎頂より誘導された不定苗条は、植物
生長調節物質を除いた人工培地に移植し、照明下、静置
培養を行うことで、完全な植物体へ再生させる。上記の
培養条件として連続照明1000〜3000ルクス、温
度15〜23℃の条件が挙げられる。
【0013】人工培地中の無機塩類組成は、人工培地中
の窒素濃度を20mM以上、40mM以下に調整した培地を
用いることを特徴とする。これ以外の窒素濃度では効率
的な植物体再生が妨げられる。
【0014】炭素源として、ショ糖、ブドウ糖を用いる
ことができる。例えば、ショ糖0.5%〜2%を含むも
のが用いられる。これらの条件にて、カルスおよび不定
苗条を誘導、増殖させ、次いで植物体へ分化させること
で、培養器中で多量の苗が作出される。得られた植物体
は、馴化させることで屋外栽培できる。得られた植物体
は変異は認められず、また均一の形態を示した。
【0015】
【実施例】
(実施例1)トウキ(Angelica acutiloba)の茎頂を含
む組織を調製し、水道水で洗浄したのち消毒用70%ア
ルコールで数秒、ついで5%さらし粉溶液で5〜10分
間殺菌後、滅菌水で3〜4回洗う。殺菌処理した茎葉部
から茎頂を摘出したのち、調整した固定培地上に置床し
た。培地は表1に示す無機塩類組成にKNO3 、NH4
NO3 を等量ずつ添加し、培地中の窒素濃度が各々10
mM、20mM、30mM、40mMになるように調整した。さ
らにサイトカイニンとしてカイネチン0.5ppm 、1.
0ppm 、1.5ppm 、2.0ppm を各々添加して調整し
た。いずれにもショ糖2%と寒天0.82%を加えた。
培養条件は温度22℃±1℃、連続照明1500ルクス
で行った。
【0016】初代培養から約1ヶ月経過した時点より、
培地中の窒素濃度10mM、20mM区において茎葉の発生
が認められた。次いで、2ヶ月を経過すると、培地中の
窒素濃度10mM、20mM区でしかもカイネチン1.0pp
m 区で最もたくさんの茎葉の発生が認められた。窒素濃
度30,40mM区では、組織の生長は遅く、茎葉の発生
には至らなかった。また、カイネチン0.5,1.5,
2.0ppm 区では1〜3本の茎葉の発生にとどまった。
【0017】得られた苗条をメスで分割したのち、固定
培地上に移植した。培地は表1に示す無機塩類組成にK
NO3 、NH4 NO3 を等量ずつ添加し、これらに含ま
れる窒素濃度が培地中で10mM、20mM、30mM、40
mMになるように調整、いずれもショ糖2%と寒天0.8
2%を添加した。培養条件は、温度22℃±1℃、連続
照明2000ルクスで行った。
【0018】移植後、1ヶ月経過すると、窒素濃度30
mM区において発根が認められた。10,20mM区では、
発根は認められなかった。40mM区においては、約2ヶ
月経過すると発根が認められたが、30mM区にくらべ、
効率的とはいえない。
【0019】培養容器内で得られた植物体は温度20
℃、湿度80%以上に保った馴化室で3週間馴化させた
後屋外へ移植した。屋外栽培に移した再生植物体は茎頂
摘出に用いた親株と同一形態と認められた。最も効率的
な場合、一つの茎頂より50本以上の苗が生産され、不
定苗条を増殖させるとさらに得られる苗は拡大される。
【0020】
【表1】
【0021】(実施例2)トウキ(Angelica acutilob
a)の葉を水道水でよく洗った後、2%さらし粉溶液で
5分間殺菌後、滅菌水で3〜4回洗う。殺菌処理した葉
を調整したのち、固定培地に置床した。培地は、表1に
示す無機塩組成にKNO3 、NH4 NO3 を等量ずつ添
加し培地中に窒素濃度が各々10mM、20mM、30mM、
40mMになるように調整した。さらにサイトカイニンと
してベンジルアデニン、オーキシンとしてα−ナフタレ
ン酢酸を0.02,0.2,0.5,1.0,1.5,
2.0ppm を単独あるいは、組み合わせて用いた。また
いずれにも、ショ糖3%、寒天0.82%を添加した。
培養条件は、温度22℃±1℃、連続照明500ルクス
で行った。
【0022】初代培養から約1〜2ヶ月経過すると淡黄
色のカルスが誘導された。特に窒素濃度10mM、20mM
にベンジルアデニン0.5もしくは1.0ppm と、α−
ナフタレン酢酸0.2ppm を添加した区において最もカ
ルスの増殖が優れていた。次いで、誘導されたカルス
は、同じ組成の無機塩類に、サイトカイニンのカイネチ
ン1.0ppm 、ショ糖2%、寒天0.82%を添加した
固定培地に移植した。培養条件は温度22℃±1℃、照
度1500ルクスで行った。
【0023】約2ヶ月経過すると、移植したカルスより
苗条の発生が認められた。苗条が伸長し、各々の茎葉を
切り取り、固定培地に置床した。培地は無機塩組成中に
KNO3 、NH4 NO3 を同量ずつでしかも、これらに
含まれる窒素濃度が30mM濃度になるように調整し、シ
ョ糖2%と寒天0.82%を添加した。培養条件は、温
度22℃±1℃、連続照明2000ルクスで行った。
【0024】移植後、1ヶ月経過すると発根が認めら
れ、以後、温度20℃、湿度80%以上に保った馴化室
にて、3週間馴化させた後、屋外栽培へと移した。この
ようにして再生された苗は健全に生育した。
【0025】
【発明の効果】本発明の方法によれば効率的な苗の増殖
方法や細胞からの効率的な植物体再生方法がないトウキ
において、器官を培養することでカルスあるいは不定苗
条を誘導、増殖させ、更に植物体へ転換させることで大
量にしかも無病で均一な苗を供給することができる。ま
たカルスからの効率的な植物体再生によって、細胞の段
階での遺伝的改良が可能となり、効果は絶大である。
フロントページの続き (56)参考文献 大賀康之、小野正則、古野久美、RE P,KYUSHU BR.CROP S CI.SOC.(日作九支報)、VO L.56、1989、P.89−91

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トウキ(当帰)の茎頂または茎頂を含む
    組織を無機塩類および植物生長調節物質を含む人工培地
    で、照明下静置培養するに際して、窒素濃度を20mM
    以下の濃度に調整した人工培地で茎頂または茎頂を含む
    組織を培養し不定苗条を誘導、増殖させ、ついで前記の
    人工培地とは異なる濃度の無機塩類を含む人工培地に移
    植して、継代培養することにより、植物体に再生させる
    ことを特徴とするトウキの茎頂培養によるクローン苗の
    生産方法。
  2. 【請求項2】 不定苗条誘導のための人工培地が植物生
    長調節物質としてサイトカイニンの少くとも1種を含む
    固定培地である請求項1の生産方法。
  3. 【請求項3】 不定苗条を誘導、増殖させ、さらに窒素
    濃度を20mMよりも高めた人工培地に移植させること
    で完全な植物体へ再生させることを特徴とする請求項1
    または2の生産方法。
  4. 【請求項4】 トウキの器官を窒素濃度20mM以下に
    調整した無機塩類および植物生長調節物質を含む人工培
    地で照明下、静置培養することにより、カルスの誘導・
    増殖を行い、ついで前記とは異なる種類と濃度の植物生
    長調節物質を含む人工培地に移植して、継代培養するこ
    とにより不定苗条を誘導し、ついで無機塩類中の窒素濃
    度を変更した人工培地に移植することで植物体に再生さ
    せることを特徴とする器官培養によるトウキの生産方
    法。
  5. 【請求項5】 植物生長調節物質としてサイトカイニン
    の少くとも1種とオーキシンの少くとも1種を含む固定
    培地上で培養し、カルスを誘導する請求項4記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 誘導されたカルスは増殖させた後、植物
    生長調節物質としてサイトカイニンの少くとも1種を含
    む人工固定培地へ移植することで不定苗条へと誘導させ
    ることを特徴とする請求項4記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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大賀康之、小野正則、古野久美、REP,KYUSHU BR.CROP SCI.SOC.(日作九支報)、VOL.56、1989、P.89−91

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