JP2684402B2 - 人工種子発芽促進剤 - Google Patents

人工種子発芽促進剤

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JP2684402B2
JP2684402B2 JP1015841A JP1584189A JP2684402B2 JP 2684402 B2 JP2684402 B2 JP 2684402B2 JP 1015841 A JP1015841 A JP 1015841A JP 1584189 A JP1584189 A JP 1584189A JP 2684402 B2 JP2684402 B2 JP 2684402B2
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真由美 小野
清 菱沼
博紀 梅津
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  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、人工種子発芽促進剤に関する。
(従来の技術) 植物組織培養とは、植物細胞の分化全能性による細胞
の脱分化(カルス化)、再分化に基づくものである。
近年の植物バイオテクノロジーの進歩にともない、植
物組織培養技術を用いて植物体再生組織(将来植物体へ
と発達しうる培養体や組織片、器官等)を培養し、植物
体再分化を行わせることは、数多くの植物種に於いて可
能であることが示されている。また、植物組織培養を利
用したクローン植物大量増殖法の一つとして、人工種子
の開発が着目され、野菜やイネなど多くの植物種で実用
化に向けての試みがなされている。
人工種子は、植物体の1部から植物組織培養技術によ
って作成した不定芽、不定胚(体細胞胚)等の植物体再
生組織をアルギン酸カルシウムのような吸水性ゲルや各
種の高分子膜で包んだものである。人工種子に用いる不
定芽,不定胚を得るには外植体から直接発生させる方法
と培養細胞(カルス)を経由して発生させる二つの方法
があるが、人工種子の開発には大量の均一な不定胚を得
る必要があるため、培養細胞経由の方が有利であると言
われている。
人工種子中に包埋される植物体再生組織については、
遺伝的変異の問題において、不定胚を経て植物体再分化
を行った方が、不定芽を経て植物体再分化をさせるより
も遺伝的変異が少ないと考えられているため不定胚を包
埋することが有利であると言われている。
また、不定胚は受精胚と形態的に類似しているため受
精胚のように乾燥に耐え、長期間貯蔵が可能であるとい
う性質を有することが期待されている。さらに不定芽と
比較して不定胚は、起源となる細胞が少なく培養細胞か
ら誘導できる植物種に於いては1つの細胞塊から1つの
胚を経て、1つの固体が形成できるため、クローニング
の方法としてはきわはて効率がよく大量増殖を行う上で
有効である。従って人工種子の開発においては不定胚を
包埋するのが主流となっている。
人工種子は、植物体再生組織を人工的な胚乳と人工膜
によって包埋しているが、これらの組成、素材、製法な
どについても種々検討されている。人工的な胚乳は、人
工種子に於て植物体再生組織に栄養を与えたり発芽を制
御する物質を含む部分である。現在、植物ホルモンの一
種であるアブシジン酸の添加が人工種子の発芽率を高め
るとの報告などもあるが、アブシジン酸の場合は、播種
後、水に溶解拡散して除去されるのであるが、そのため
に時間を要し発芽が良好でない場合がある。一般的には
不定胚の生長を促進し、人工種子の発芽率を高めたとい
うような特殊な効果を示す植物調節物質の存在は知られ
ていない。また、高濃度の糖等を添加する方法なども提
案されているが、雑菌の繁殖を促し、生育に支障をきた
す場合がある。人工膜については、現在人工イクラに用
いられているアルギン酸カルシウムが最適とされている
が、その他の高分子ゲル化剤についても種々検討されて
いる。
(発明が解決しようとする課題) 現在知られている植物組織培養技術を用いて得られた
植物体再生組織を人工種子として用いた場合、発芽率が
低く乾燥に弱いなどの問題点がある。特に、植物ホルモ
ン処理して育成した不定胚を用いた場合、理由は定かで
はないが、発芽率が低いことが報告されている。前記し
たとおり、不定胚は通常培養細胞から誘導される。しか
しながら、培養細胞の培養には植物ホルモンの添加は不
可欠である。培養細胞は組織培養技術によって大量、迅
速に培養することが可能で、その産業的利用価値は高
い。そこで、最近植物ホルモンを用いて培養された培養
細胞から発生した不定胚であってもアブシジン酸を添加
することで優良な不定胚へと生長させる方法や、植物ホ
ルモンを用いず外植片から直接高濃度の糖を添加するこ
とで得られた不定胚を人工種子中に包埋して用いる方法
などが提案されているが、それぞれにまた新たな問題を
生じているのが現状である。このように近年植物バイオ
テクノロジーの進歩とともに研究が盛んに行われている
優良クローン植物大量増殖法の1つとしての人工種子開
発は、植物体再生組織の生理学的な部分、植物組織培養
技術のテクノロジーとしての部分に未だ不明な点が多く
解決できない幾多の問題点がある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上述せる問題点に鑑みなされたもので、植
物体再生組織を人工的に作成した膜で包埋したものを人
工種子として用いる際、人工種子発芽促進剤として微細
藻類培養濾液及び/又は微細藻類抽出物を用いることを
特徴とする人工種子発芽促進剤を要旨とするものであ
る。
本発明で利用できる微細藻類としては、紅藻類、緑藻
類、黄緑藻類、珪藻類、黄色鞭毛藻類、渦鞭毛藻類など
がある。緑藻類としては、ブラキオモナス(Brachiomon
as)属、クラミドモナス(Chlamydomonas)属、クロレ
ラ(Chlorella)属、ロボモナス(Lobomonas)属、ネフ
ェロクラミス(Nephrochlamys)属、ネフェロデエラ(N
ephrodiella)属、プロトシフォン(Protosiphon)属、
プロトテカ(Prototheca)属、セネデスムス(Scenedes
mus)属、セレナストゥルム(Selenastrum)属などがあ
り、具体例としては、ブラキオモナス・スブマリナ(Br
achiomonas submarina)ATCC 30597、クラミドモナス
・ドルソベントラリス(Chlamydomonas dorsoventrali
s)ATCC 30594、クラミドモナス・オゥガメトス(Chla
mydomonas eugametos)ATCC 30401、クラミドモナス・
モノイカ(Chlamydomonas monoica)ATCC 30629、クラ
ミドモナス・プソウダグロエ(Chlamydomonas pseudagl
oe)ATCC 12235、クロレラ・エリップソイデア(Chlor
ella ellipsoidea)ATCC 11466、クロレラ・ルテオヴ
ィリディス(Chlorell luteoviridis)ATCC 30406、ク
ロレラ・ミニアタ(Chlorella miniata)ATCC 30546、
クロレラ・サッカロフィラ(Chlorella saccharophila
var.saccharophila)ATCC 30408、クロレラ属(Chlore
lla sp.)ATCC 11469、クロレラ・バリエガタ(Chlore
lla variegata)ATCC 30409、クロレラ・ブルガリス
(Chlorella vulgaris)ATCC 11468、クロレラ・キサ
ンセラ(Chlorella xanthella)ATCC 30411、ロボモナ
ス・ピリフォーミス(Lobomonas piriformis)ATCC 30
403、ネフェロクラミス・スブソリタリア(Nephrochlam
ys subsolitaria)ATCC 30433、ネフェロデエラ・ブレ
ビス(Nephrodiella brevis)ATCC 30440、プロトシフ
ォン・ボテリオイデス(Protosiphon botryoides)ATCC
30436、プロトテカ・スタッグノラ(Prototheca stag
nora)ATCC 16528、セネデスムス・ビジュガトゥス(S
cenedesmus bijugatus)ATCC 11462、セネデスムス・
クゥアドリカウド(Scenedesmus quadricauda)ATCC
30428などが挙げられる。黄緑藻類としては、ボティリ
デウム(Botrydium)属、ミショコッカス(Mischococcu
s)属、モノダス(Monodus)属、オフィオシティウム
(Ophiocytium)属などがあり、具体例としては、ボテ
ィリデウム・ベケリアニウム(Botrydium becherianu
m)ATCC 30602、ボティリデウム・シストスム(Botryd
ium cystosum)ATCC 30589、ミショコッカス・スファ
エロセファラス(Misohococcus sphaerocephalus)ATCC
30592、モノダス・セブテラネウス(Monodus subterr
aneus)ATCC 30593、オフィオシティウム・マジュス
(Ophiocytium majus)ATCC 30601などが挙げられる。
黄色鞭毛藻類としては、オクロモナス(Ochromonas)属
などがあり、具体例としては、オクロモナス・ダニカ
(Ochromonas danica)ATCC 30004、オクロモナス・マ
ルハメンシス(Ochromonas malhamensis)ATCC 11532
などが挙げられる。また、微細藻類は、上記した微生物
あるいはその変種や異種株に限ることなく、天然から分
離した海洋性、淡水性の微細藻類も含まれる。
微細藻類の培養は、通常、無機塩類等を含む培地を用
い、タンク培養あるいは太陽光を利用した屋外開放培養
で行い得るが、本発明においては、目的とする微細藻類
が天然にある程度豊富に存在するならば、その微生物の
生育存在する海水あるいは淡水を培養液とすることがで
きる。
微細藻類培養濾液は上述した培養法で得られる培養液
を遠心分離あるいは濾過などを行って取得されるが、目
的とする培養濾液の生物活性が弱い場合は、前記濾液を
減圧濃縮などにより濃縮して用いてもかまわない。この
際、濃縮倍率が大きくなり塩濃度が高くなると植物組織
に悪影響を与えることがあるので、電気透析などで植物
組織に悪影響がなくなるまで脱塩して使用するのが望ま
しい。
また、微細藻類の抽出物は、前記のようにして得られ
た菌体または適度に破砕した菌体を常温または加熱した
適当な溶媒と接触させて行い得たものであるが、ここで
用いる溶媒としては、菌体によって種々の溶媒を単独ま
たは複数併用してかまわないが、一般的には水性溶媒が
好ましい。例えば水性溶媒としては、水単独あるいは
酸、塩基、塩類、もしくは有機溶媒を溶解した溶液など
がある。また、メタノール、エタノール、酢酸エチルエ
ステル、エーテル等の有機溶媒で抽出後、有機溶媒を除
去後水に溶解させてもよい。このようにして得られた微
細藻類培養濾液あるいは微細藻類抽出物を添加する形態
としては、上述した溶液の形態で添加してもよいし、こ
れらを適宜濃縮あるいは希釈して使用できる。さらに、
これらの培養濾液あるいは抽出液または塩基性物質を含
む分画液を減圧乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥等により乾燥
し粉末としても使用できる。さらに活性の強い画分を得
るには透析、ゲル濾過、限外濾過等を行い、分子量の大
きさで分画し各々の活性画分を用いてもよい。
微細藻類培養濾液及び/又は微細藻類抽出物の培地へ
の添加量は、0.0001〜50%で使用目的、使用方法によっ
て適宜選択できるが、望ましくは0.001〜10%である。
以上述べた、微細藻類培養濾液及び/又は微細藻類抽
出物や微細藻類培養濾液を人工種子発芽促進剤として培
地に添加し、その培地と植物体再生組織を人工種子とし
てアルギン酸カルシウム、寒天、ゼラチン、カラギーナ
ン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロー
ス等の吸水性ゲルで包埋するが、培地としては、ムラシ
ゲ(Murashige)&スクーグ(Skoog)培地が代表的なも
のとして挙げられるが、その他の植物組織培養に適した
種々の培地、あるいはそれらの改変培地を適宜選択して
使用できる。更に、通常の培養に使用される植物ホルモ
ン、ココナッツミルク、カゼイン分解物や酵母抽出物等
を目的に応じて併せて添加してもよい。
本発明において培養の対象となる植物としては、特に
制限はなく、全ての植物に適用可能である。また、植物
は分化全能性を有していることが知られているので植物
体再生組織(将来植物体へと発達しうる培養物)、外植
体(植物体又はそれらの一部)または、外植体の初代培
養体あるいは継代培養体も包埋され人工種子として使用
可能である。特に、外植体としては不定胚、不定芽、実
生等が好ましい。
(実施例) 以下、実施例によってさらに詳しく説明するが、これ
により限定されるものではない。
(1)微細藻類培養濾液、微細藻類抽出物、及び微細藻
類抽出物中からの高分子画分及び低分子画分の調整 クラミドモナス・ドルソベントラリス(Chlamydomona
s dorsoventralia)ATCC 30594、クロレラ・ブルガリ
ス(Chlorella vulgaris)ATCC 11468、セネデスムス
・ビジュガトゥス(Scenedesmus bijugatus)ATCC 114
62、ボディリデウム・ベケリアニウム(Botrydium bech
erianum)ATCC 30602、オクロモナス・ダニカ(Ochrom
onas danica)ATCC 30004を用いて調製した。
前記微細藻類をATCC指定の培養条件にて培養後、培養
液を遠心濾過し濾液を得、エバポレイターで100倍に濃
縮した。この濃縮液をモザイク荷電膜脱塩器(デザルト
ン DS−103:東ソー株式会社)で脱塩し、0.45μmのメ
ンンブランンフィルターを用いて濾過し、得られた濾液
を微細藻類培養濾液とした。微細藻類抽出物は菌体を集
菌後凍結乾燥し、水に対して3%になるように菌体を懸
濁させ、100℃で60分間熱水抽出し、遠心分離して上澄
液を0.45μmメンブランフィルターにで濾過して得た。
(2)ニンジン培養細胞からの不定胚の作製 ニンジンの無菌種子の芽生えにおいて胚軸が10cm位に
生長したものを約1cm位に切断し、下記培地中で25℃、
暗条件下で培養した。培地は、基本培地としてMS培地を
使用し、これに植物ホルモンのオーキシン類である2、
4−Dを1mg/lの濃度で添加しpH5.5〜5.7に調整したも
のである。得られたカルスを液体培養にて継代培養し、
不定胚の形成に用いた。
不定胚は植物ホルモンである2、4−Dを含まない前
記基本培地を用いて14日間、25℃、暗条件下で液体振盪
培養することで誘導された。以下の実験では、148μm
のナイロンメッシュを用いて148μm以上に生長した不
定胚のみを選別し使用した。得られた不定胚のほとんど
は、球状から初期の心臓型胚であった。
(3)人工種子の調製及び人工種子発芽促進剤の効果確
認 ニンジン培養細胞から誘導された不定胚を用いた人工
種子に対する微細藻類培養濾液及び微細藻類抽出物発芽
促進効果の検討を行った。
MS培地25ml中に(2)で得られた不定胚を懸濁し、包
埋剤として3%(w/v)アルギン酸ナトリウムを含む75m
lのMS培地と混ぜ合わせ、得られた混液100mlを得た。こ
の時、(1)で調整した各種人工種子発芽促進剤を各々
最終混液100mlに対して10%(W/V)の濃度で添加した。
その後、最終混液を50mM塩化カルシウム溶液中に滴下
し、得られた球状体を人工種子とした。
次いで人工種子の培養は、無菌的に25℃明条件下(20
00ルックス、12時間照明で1ケ月間培養した結果を表に
示す。
(発明の効果) 植物体再生組織(将来植物体)を人工的に作成した膜
で包埋した人工種子を産業的に利用する際人工種子発芽
促進剤として微細藻類培養濾液及び/又は微細藻類抽出
物を用いることで人工種子からの発芽を効率よく行わせ
ることができる。
従って、組織培養による優良株の大量繁殖を効率よく
行うことができ、真に実用的な技術とすることができ
る。あわせて、農業生産に大きな変革をもたらすことが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅津 博紀 埼玉県草加市吉町4―1―8 ぺんてる 株式会社草加工場内 (72)発明者 松永 是 東京都府中市幸町2―41―13 府中第三 住宅2―304 審査官 郡山 順

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】植物体再生組織を人工的に作成した膜で包
    埋したものを人工種子として用いる際、人工種子発芽促
    進剤として微細藻類培養濾液及び/又は微細藻類抽出物
    を用いることを特徴とする人工種子発芽促進剤。
JP1015841A 1989-01-25 1989-01-25 人工種子発芽促進剤 Expired - Lifetime JP2684402B2 (ja)

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CN111837873A (zh) * 2020-07-22 2020-10-30 贵州省贵福生态肥业有限公司 一种食用菌废菌棒提取辣椒种子萌发剂及其制备方法和应用
CN113637710B (zh) * 2021-07-19 2024-01-30 嘉兴南湖学院 一种小球藻提取物的制备方法及其应用

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