JP2688621B2 - Improved somatic embryogenesis method and medium using organic acids - Google Patents

Improved somatic embryogenesis method and medium using organic acids

Info

Publication number
JP2688621B2
JP2688621B2 JP63149238A JP14923888A JP2688621B2 JP 2688621 B2 JP2688621 B2 JP 2688621B2 JP 63149238 A JP63149238 A JP 63149238A JP 14923888 A JP14923888 A JP 14923888A JP 2688621 B2 JP2688621 B2 JP 2688621B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
medium
somatic
citrate
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63149238A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6423891A (en
Inventor
デイビッド・エイ・スチュアート
Original Assignee
カルジーン・インク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by カルジーン・インク filed Critical カルジーン・インク
Publication of JPS6423891A publication Critical patent/JPS6423891A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2688621B2 publication Critical patent/JP2688621B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般に植物細胞の不定胚形成に関するもので
あり、より詳細に述べるならば、体細胞培養によって生
成する植物胚の量および質を高めるための方法および培
地に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to adventitious embryogenesis of plant cells, and more specifically, methods and media for enhancing the quantity and quality of plant embryos produced by somatic cell culture. It is about.

発明の背景 植物体のクローニングのプロセスは種々の方法によっ
て達成されるが、その一つが不定胚形成である。この方
法は、一段階で不定胚から根および苗条(shoot)が発
生するので、細胞培養の他の方法には見られない好まし
い規模および効率を提供する。このクローニング法を用
いて、裸の或いは包封された不定胚を商業規模で生産す
ることもできる。これらの不定胚は発芽させることがで
き、植物種子の代替物となり得る[エバンス、デュー・
エー(Evans,D.A.)等、“グロウス・アンド・ビヘイビ
アー・オブ・セル・カルチャーズ(Growth and Behavio
r of Cell Cultures):エンブリオジェネシス・アンド
・オーガノジェネシス・イン・プラント・ティシュー・
カルチャー(Embryogenesis and Organogenesis in Pla
nt Tissue Culture)”ティー・エー・ソルプ(T.A.Tho
rpe)編、アガデミック・プレス(Academic Press)、
ニューヨーク、45−113頁(1981年)参照]。
BACKGROUND OF THE INVENTION The process of plant cloning is accomplished by a variety of methods, one of which is somatic embryogenesis. This method provides favorable scale and efficiency not found in other methods of cell culture, as roots and shoots develop from somatic embryos in one step. This cloning method can also be used to produce naked or encapsulated somatic embryos on a commercial scale. These somatic embryos can germinate and can be a substitute for plant seeds [Evans, Dew.
"Growth and Behavior of Cell Cultures (Evans, DA) etc.
r of Cell Cultures): Embryogenesis and Organogenesis in Plant Tissue
Culture (Embryogenesis and Organogenesis in Pla
nt Tissue Culture) ”TA Soap (TATho
rpe), Academic Press,
See New York, pp. 45-113 (1981)].

不定胚形成によってクローニングを実施する場合に
は、外植片の入手ソース植物の遺伝子型および培養の生
理学的条件に留意しなければならない。再生の生理学的
条件が詳細に理解され、植物材料の遺伝的性質はそれほ
ど重要な要因でなくなるであろうというのが一般の理解
である。たとえば不定胚形成によって大豆を再生する試
みは数十年にわたり成功しなかった。しかし最近、大豆
再生のための明確な一組の条件が報告された[クリスチ
ャンソン、エム・エル(Christianson,M.L.)等の“ア
・モーフォジェネティカリー・コンペテント・ソイビー
ン・サスペンション・カルチャー(A Morphogeneticall
y Competent Soybean Suspension Culture)”、サイエ
ンス、222巻、632頁(1983年)参照]。こうして、これ
まで試験管内で操作することのできなかった遺伝子型
(培養大豆)が、今や、細胞培養条件に関する飛躍的な
進歩により、再生し得ることとなった。
When cloning is performed by adventitious embryogenesis, the genotype of the source plant from which the explant is obtained and the physiological conditions of culture must be noted. It is the general understanding that the physiological conditions of regeneration will be well understood and the genetic nature of the plant material will become a less important factor. For example, attempts to regenerate soybean by somatic embryogenesis have been unsuccessful for decades. However, recently a clear set of conditions for soybean regeneration was reported [“A Morpho Genetically Competitive Soybean Suspension Culture (such as Christianson, ML). A Morphogeneticall
y Competent Soybean Suspension Culture) ”, Science, Vol. 222, p. 632 (1983)]. Thus, the genotype (cultivated soybeans) that could not be manipulated in vitro until now is now related to cell culture conditions. With breakthroughs, it can be regenerated.

商業的規模のクローニング法として不定胚を使用する
場合二つの大きな障害がある。第一に、多くの作物で
は、植物細胞培養で生産される不定胚の生産収量または
生産数は低い。胚収量の改善は生産システムにおいて常
に関心になる事である。ニンジンの不定胚形成の技術は
十分に開発されており、培養細胞の90%が不定胚を生産
するまでになった[フジムラ(Fujimura,T.)およびコ
マミネ(A.Komamine)の“シンクロナイゼーション・オ
ブ・ソマテティック・エンブリオジェネシス・イン・ア
・キャロット・セル・サスペンション・カルチャー(Sy
nchronization of Somatic Embryogenesis in a Carrot
Cell Suspension Culture)”、プラント・フィジオロ
ジー(Plant Physiol.)、64巻、162−164頁(1979年参
照]。他の植物種でも同程度の胚形成率を達成すること
が望ましい。
There are two major obstacles to using somatic embryos as a commercial-scale cloning method. First, many crops produce low yields or numbers of somatic embryos produced in plant cell cultures. Improving embryo yield is always a concern in production systems. The technology for carrot somatic embryogenesis has been well developed, and 90% of the cultured cells have produced somatic embryos [Fujimura, T.] and A. Komamine "synchronization".・ Somatic Embryogenesis in a Carrot Cell Suspension Culture (Sy
nchronization of Somatic Embryogenesis in a Carrot
Cell Suspension Culture ", Plant Physiol., 64, 162-164 (1979). It is desirable to achieve similar embryogenesis rates in other plant species.

不定胚形成による商業規模の植物クローニングの第二
の障害は、大部分の胚が発達せず、また、植物体に生長
し得ないということである[ラッツ、ジェイ・ディー
(Lutz,J.D.)等の“ソマティック・エンブリオジェネ
シス・フォー・マス・クローニング・オブ・クロップ・
プランツ(Somatic Embryogenesis for Mass Cloning o
f Crop Plants)”、ティシュー・カルチャー・イン・
フォレストリー・アンド・アグリカルチャー(Tissue C
ulture in Forestry and Agriculture)、アール・アー
ル、ヘンケ(R.R.Henke)、ケイ・ダブリュー・フュー
ズ(K.W.Hughes)、エム・ジェイ・コンスタンチン(M.
J.Constantin)、ホランダー(Hollaender)編、プリー
ナム・プレス(Plenum Press)、ニューヨーク、105−1
16頁(1985年)参照]。たとえばニンジンの裸の或るい
は包封された不定胚を用いた研究では、最も良いことが
わかっている発芽条件を用いる場合でさえ、発芽して幼
植物にまで生長する不定胚の率は極端に低い[アール・
ケイ・エル・ドルー(Drew,R.K.L.)の“ザ・ディベロ
ップメント・オブ・キャロット(ダウカス キャロタ
エル)エンブリオイズ(ディライブド・フロム・セル・
サスペンション・カルチャー・インツー・プラントレッ
ツ・オン・ア・シュガーフリー・ベイサル・ミディウム
{The Development of Carrot(Daucus carota L.)Emb
ryoids(derived from cell suspension culture into
plantlest on asugar−free basal medium)}”、ホー
ティカルチャー・リサーチ(Hort.Res.)、19巻、79−8
4頁(1979年)。エス・エル・キットー(Kitto,S.L.)
およびジェイ・ジャニク(J.Janick)の“プロダクショ
ン・オブ・シンセチック・シード・バイ・エンカプシュ
レーティング・アセクシャル・エンブリオス・オブ・キ
ャロット(Production of Synthetic Seed by Encapsul
ating Asexual Embryos of Carrott)”、ジャーナル・
オブ・アメリカン・ホーティカルチャー・ソサイエティ
ー、110巻、277−282頁(1985年)参照]。商業的に有
用であるためには、不定胚は種子と同様に速く生長し、
勢いのよい苗条および根が生長しなければならない。
A second obstacle to commercial-scale plant cloning due to somatic embryogenesis is that most embryos are underdeveloped and unable to grow into plants [Lutz, JD et al. "Somatic Embryogenesis for Mass Cloning of Crop
Plants (Somatic Embryogenesis for Mass Cloning o
f Crop Plants) ”, Tissue Culture in
Forestry and Agriculture (Tissue C
ulture in Forestry and Agriculture), Earl Earl, RRHenke, KWughes, MJ Constantine (M.
J.Constantin), Hollaender, Plenum Press, New York, 105-1
See page 16 (1985)]. For example, studies with naked or encapsulated carrot somatic embryos show that the rate of somatic embryos that germinate and grow into seedlings is extremely high, even when using the best-known germination conditions. Very low
Kay El Drew (Drew, RKL) of "The Development Of Carrot (Daukasu Kyarota
Ell) Embryoise (Delivered From Cell)
Suspension Culture In Two Plantlets on a Sugar Free Basal Medium {The Development of Carrot ( Daucus carota L.) Emb
ryoids (derived from cell suspension culture into
plantlest on asugar-free basal medium)} ”, Horty Culture Research (Hort.Res.), Volume 19, 79-8
Page 4 (1979). SLC Kitto (SL)
And J. Janick's “Production of Synthetic Seed by Encapsul”
ating Asexual Embryos of Carrott) ”, Journal
Of the American Horty Culture Society, Vol. 110, pp. 277-282 (1985)]. To be commercially useful, somatic embryos grow as fast as seeds,
Vigorous shoots and roots must grow.

植物細胞培養のための典型的な継代培養では、無機成
分、ビタミン、植物ホルモンおよび炭水化物源から成る
培地組成物を用いる。一般に植物細胞培養は次の段階か
ら成る:(1)カルスの生長(維持)、(2)カルス細
胞の生長経路を変えるための誘導、(3)カルスから得
られる不定胚からの苗条の再生、(4)完全な植物体の
生産[シャープ・ダブリュー・アール(Sharp W.R.)等
の“ザ・フィジオロジー・オブ・インヴィトロ・アセ
クシャル・エンブリオジェネシス(The Physiology of
In Vitro Asexual Embryogenesis)”、ホーティカルチ
ャー・レビュー(Hort.Rev.)、2巻、268−310頁(198
0年)。ティッセラー・ビー(Tisserat,B.)の“ソマテ
ィック・エンブリオジェネシス・イン・アンジオスパー
ムズ(Somatic Embryogenesis in Angiosperms)、ホー
ティカルチャー・レビュー(Hort.Rev)、1巻、1−78
頁(1979年)。ドゥフォッサール、アール・エー(deFo
ssard,R.A.)の“ティシュー・カルチャー・フォー・プ
ラント・プロパゲーターズ(Tissue Culture for Plant
Propagators)”、ユニバーシティー・オブ・ニューイ
ングランド・プリンテリー(University of New Englan
d Printery),オーストラリア・ニュー・サウス・ウエ
ールズ、アーミデール(Armidale)、409頁(1976年)
参照]。
A typical subculture for plant cell culture uses a medium composition consisting of mineral components, vitamins, plant hormones and carbohydrate sources. In general, plant cell culture consists of the following steps: (1) callus growth (maintenance), (2) induction to alter the growth pathway of callus cells, (3) regeneration of shoots from adventitious embryos obtained from callus, (4) Complete plant production [Sharp WR (The Sharp WR) and other "The Physiology of In Vitro Axial Embryogenesis" (The Physiology of
In Vitro Asexual Embryogenesis) ", Horty Culture Review (Hort. Rev.), Vol. 2, pp. 268-310 (198).
0 years). Tisserat, B.'s "Somatic Embryogenesis in Angiosperms", Horticulture Review (Hort.Rev), Volume 1, 1-78
Page (1979). De Foussard, AA (deFo
ssard, RA) “Tissue Culture for Plant Propagators
Propagators) ”, University of New Englan
d Printery), New South Wales, Australia, Armidale, p. 409 (1976)
reference].

植物細胞培養において有機酸がもたらす効果について
はよく研究されている。一般に有機酸は窒素源或るいは
緩衝剤として用いられてきた。大豆、小麦および亜麻の
細胞は、クエン酸塩、リンゴ酸塩、フマル酸塩またはコ
ハク酸塩が培地に含まれている場合は、アンモニウムが
唯一の窒素源である場合にも長期間生長することができ
る[オー・エル・ガンボルグ(Gamborg,O.L.)およびジ
ェー・ピー・シャイラック(J.P.Syhluk)の“ザ・カル
チャー・オブ・プラント・セルズ・ウイズ・アンモニウ
ム・ソルツ・アズ・ザ・ソール・ナイトロジェン・ソー
ス(The Culture of Plant Cells with Ammonium Salts
as the Sole Nitrogen Source)”、プラント・フィジ
オロジー(Plant Physiology)、45巻、598頁(1970
年)参照]。
The effects of organic acids on plant cell culture have been well studied. Generally, organic acids have been used as a nitrogen source or buffer. Soybean, wheat, and flax cells can grow for long periods of time when ammonium is the only nitrogen source when citrate, malate, fumarate or succinate is included in the medium. [The Culture of Plant Cells with Ammonium Salts as the Sole Nitrogen by OH L Gamborg (OL) and JP Syhluk] Sauce (The Culture of Plant Cells with Ammonium Salts
as the Sole Nitrogen Source) ", Plant Physiology, 45, 598 (1970)
Year)].

たばこ細胞は、コハク酸塩、リンゴ酸塩、フマル酸
塩、クエン酸塩、α−ケトグルタル酸塩、グルタミン酸
塩、またはピルビン酸塩が細胞培養培地に含まれる場合
には、アンモニウムが唯一の窒素源であっても生長す
る。これはアンモニウムとα−ケトグルタル酸塩との縮
合によるアミノ酸合成のためには、更に炭素骨格が必要
であるからであった[ベーレンド、ジェー(Behrend,
J)およびアール・イー・マテレズ(R.E.Mateles)の
“ナイトロジェン・メタボリズム・イン・プラント・セ
ル・サスペンション・カルチャーズ(Nitrogen Metabol
ismin Plant Cell Suspension Cultures)”、プラント
・フィジオロジー(Plant Physiol.)、58巻、510頁(1
976年)参照]。
Tobacco cells contain ammonium as the sole nitrogen source when succinate, malate, fumarate, citrate, α-ketoglutarate, glutamate, or pyruvate is included in the cell culture medium. Even grows. This was because an additional carbon skeleton was required for amino acid synthesis by condensation of ammonium and α-ketoglutarate [Behrend, J.
J) and RE Mateles' Nitrogen Metabolism in Plant Cell Suspension Cultures (Nitrogen Metabol
ismin Plant Cell Suspension Cultures) ”, Plant Physiol., 58, 510 (1
976)].

大豆の細胞培養において10mMクエン酸塩を含む培地中
に唯一の窒素源として尿素しか存在しない場合は、細胞
をその培地に移すと、細胞の増殖は止まる[ポラッコ、
ジェー・シー(Polacco,J.C.)の“ナイトロジェン・メ
タボリズム・イン・ソイビーン・ティシュー・カルチャ
ー、I、アシミレーション・オブ・ウレア(Nitrogen M
etabolism in Soybean Tissue Culture.I.Assimilatiio
n of Urea)”、プラント・フィジオロジー(Plant Phy
siol.)、58巻、350頁、(1976年)参照]。
When there is only urea as the sole nitrogen source in the medium containing 10 mM citrate in soybean cell culture, when the cells are transferred to the medium, the growth of the cells is stopped [Polacco,
J. C. (Polacco, JC) "Nitrogen Metabolism in Soybean Tissue Culture, I, Asimilation of Urea (Nitrogen M
etabolism in Soybean Tissue Culture.I.Assimilatiio
n of Urea ”, Plant Phyology
siol.), 58, 350, (1976)].

クエン酸塩の効果はアンモニウムまたは硫酸ニッケル
の添加で取り消され得る。この効果は、クエン酸塩が少
量のニッケルとキレートを形成する能力を有するためで
ある(植物のウレアーゼの補因子)[ポラッコ、ジェー
・ディー(Polacco,J.D.)の“ナイトロジェン・メタボ
リズム・イン・ソイビーン・ティシュー・カルチャー、
II.ウレア・ユーティライゼーション・アンド・ウレア
ーゼ・シンセシス・リクアイアーNi2+(Nitrogen Metab
olism in Soybean Tissue Culture.II.Urea Utilizatio
n and Urease Synthesis Require Ni2+)”、プラント
・フィジオロジー、59巻、827頁(1977年)参照]。こ
の例では細胞増殖を止めるためにクエン酸塩を用いてい
る。
The effect of citrate can be canceled by the addition of ammonium or nickel sulphate. This effect is due to the ability of citrate to form chelates with small amounts of nickel (plant cofactor for urease) [Polacco, JD's "Nitrogen Metabolism in. Soybean tissue culture,
II. Urea-utilization-and-urease-synthesis Rikuaia Ni 2+ (Nitrogen Metab
olism in Soybean Tissue Culture.II.Urea Utilizatio
n and Urease Synthesis Require Ni 2+ ) ”, Plant Physiology, Vol. 59, p. 827 (1977)]. In this example, citrate is used to stop cell growth.

アンモニウム、硝酸塩或るいはグルタミンのいずれか
でのアルファルファ、小麦およびたばこの細胞増殖にお
けるクエン酸塩およびα−ケトグルタル酸塩の影響が研
究された。培養細胞の増殖はアンモニウム培地で、特に
α−ケトグルタル酸塩を用いた場合に、より満足すべき
ものであった。α−ケトグルタル酸塩の代りにクエン酸
塩を用いると増殖速度が小さいことが判明した[フカナ
ガ、ワイ(Fukanaga,Y.)等の“ザ・ディファレンシャ
ル・イフェクト・オブ・ティーシーエーサイクル・アシ
ッズ・オン・ザ・グロウス・オブ・プラント・セルズ・
カルチャード・イン・リキッド・メディア・コンテイニ
ング・ベリアス・ナイトロジェン・ソーセス(The Diff
erential Effects of TCA−cycle Acids on the Growth
of Plant Cells Cultured in Liquind Media Cotainin
g Various Nitrogen Sources)”、プランタ(Plant
a)、139巻、199頁(1978年)参照]。
The effects of citrate and α-ketoglutarate on cell growth of alfalfa, wheat and tobacco with either ammonium, nitrate or glutamine were investigated. The growth of cultured cells was more satisfactory on ammonium medium, especially with α-ketoglutarate. It was found that the use of citrate instead of α-ketoglutarate resulted in a slower growth rate [Fukanaga, Y. et al., “The Differential Effect of Tcie Acyc Acids On.・ The Grouse of Plant Cells ・
Cultured In Liquid Media Containing Berias Nitrogen Sources (The Diff
erential Effects of TCA-cycle Acids on the Growth
of Plant Cells Cultured in Liquind Media Cotainin
g Various Nitrogen Sources) ”, Planta
a), 139, p. 199 (1978)].

唯一の窒素源としてのアンモニウムで増殖するニンジ
ン細胞培養ではコハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸塩、
α−ケトグルタル酸塩、グルタミン酸塩、マレイン酸
塩、マロン酸塩、酒石酸塩およびクエン酸塩はすべて培
養細胞増殖を促進することがわかった[ドゥーガル・デ
ィー・ケイ(Dougall,D.K)、およびケイ・ダブリュー
・ウェイローチ(K.W.Weyrauch)の“アビリティーズ・
オブ・オーガニック・アシッズ・ツー・サポート・グロ
ウス・アンド・アントシアニン・アキュミュレーション
・バイ・サスペンション・カルチャーズ・オブ・ワイル
ド・キャロット・ユージング・アンモニウム・アズ・ザ
・ソール・ナイトロジェン・ソース(Abilities of Org
anic Acids to Support Growth and Anthocyanin Accum
ulation by Suspension Cultures of Wild Carrot Usin
g Ammonium as the Sole Nitrogen Source)”、インビ
トロ(In Vitro)、16巻、969頁(1980年)参照]。こ
れらの有機酸による増殖促進は、培養培地に対するpH緩
衝効果によるものであった。細胞生長以外には、その後
の培養物再生に対する有機酸の効果は認められなかっ
た。
Carrot cell cultures grown on ammonium as the only nitrogen source have succinate, fumarate, malate,
Alpha-ketoglutarate, glutamate, maleate, malonate, tartrate and citrate were all found to promote cell growth in culture [Dougall, DK, and W Wayrauch's “Abilities ·
Of Organic Acids to Support Grouse and Anthocyanin Accumulation by Suspension Cultures of Wild Carrot Yousing Ammonium as the Sole Nitrogen Source (Abilities of Org
anic Acids to Support Growth and Anthocyanin Accum
ulation by Suspension Cultures of Wild Carrot Usin
g Ammonium as the Sole Nitrogen Source) ”, In Vitro, Vol. 16, p. 969 (1980)]. The promotion of growth by these organic acids was due to the pH buffer effect on the culture medium. Other than growth, no effect of organic acids on subsequent culture regeneration was observed.

上記の研究で、細胞培養培地への有機酸の添加が不定
胚形成に影響を与えるということは示されなかった。
The above studies did not show that the addition of organic acids to cell culture medium affected somatic embryogenesis.

ニンジン細胞培養において、コハク酸アンモニウム培
地を再生のために用いた場合不定胚形成は弱いか、起ら
ない。しかしアンモニウムまたはグルタミン酸塩を用い
た場合胚の収量は高い[ウェザレル、ディー・エフ(We
therell,D.F.)およびディー・ケイ・ドゥガル(D.K.Do
ugall)の“ソーセス・オブ・ナイトロジェン・サポー
ティング・グロウス・アンド・エンブリオジェネシス・
イン・カルチャード・ワイルド・キャロット・ティシュ
ー(Sources of Nitrogen Supporting Growth and Embr
yogenesis in Cultured Wild Carrot Tissue)”、フィ
ジオロジア・プラントゥリウム(Physiologia Planturi
um)、32巻、97頁(1976年)参照]。この結果はコハク
酸塩が植物細胞培養の胚形成に有害であることを示唆し
ている。
In carrot cell cultures, somatic embryogenesis is weak or absent when ammonium succinate medium is used for regeneration. However, embryo yields are high with ammonium or glutamate [Wetherell, D. F.
therell, DF) and D.K.Dougall (DKDo)
ugall) “Source of Nitrogen Supporting Grouse and Embryogenesis”
In Cultured Wild Carrot Tissue (Sources of Nitrogen Supporting Growth and Embr
yogenesis in Cultured Wild Carrot Tissue ”, Physiologia Planturi
um), 32, page 97 (1976)]. This result suggests that succinate is detrimental to embryogenesis in plant cell culture.

ナスの場合、種々の濃度のクエン酸アンモニウムおよ
び硝酸カリウムが再生培地に用いられた[グレディー、
エス(Gleddie,S.)、“ソマティック・エンブリオジェ
ネシス・アンド・プラント・リジェネレーション・フロ
ム・リーフ・エクスプランツ・アンド・セル・サスペン
ションズ・オブ・ソラナムメロゲナ(エッグプラン
ト)(Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration
from Leaf Explants and Cell Suspensions of Solanu
m Melogena(eggplant)”、キャナディアン・ジャー
ナル・オブ・ボタニー(Can.J.Bot.)、6巻、656頁(1
983年)参照]。アンモニウム対硝酸塩の最適比は2:1
(20mM NH4 +:40mM NO3 -)であることがわかった。クエ
ン酸アンモニウム濃度を定められた最適濃度より増加さ
せた場合、胚形成が阻害されることがわかった。20mMク
エン酸塩では胚形成は完全に阻止された。この例におけ
る胚形成の最適化は、培地中のNH4 +およびNO3 -の濃度に
より決定されることが判明した。クエン酸塩はこの反応
では重要と考えられなかった。
In the case of eggplant, various concentrations of ammonium citrate and potassium nitrate were used in the regeneration medium [Grady,
Es (Gleddie, S.), "Somatic Embryo Genesis and Plant Regeneration From leaf Aix Plants-and-cell suspension's Of Solanum Merogena (egg plant) (Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration
from Leaf Explants and Cell Suspensions of Solanu
m Melogena (eggplant) ”, Canadian Journal of Botany (Can.J.Bot.), Vol. 6, p. 656 (1
983)]]. The optimum ratio of ammonium to nitrate is 2: 1.
(20mM NH 4 +: 40mM NO 3 -) was found to be. It was found that when the ammonium citrate concentration was increased above the defined optimum concentration, embryogenesis was inhibited. Embryogenesis was completely blocked with 20 mM citrate. It was found that the optimization of embryogenesis in this example was determined by the concentration of NH 4 + and NO 3 − in the medium. Citrate was not considered important in this reaction.

イネの細胞培養では、コハク酸塩はNH4 +およびNO3 -
存在下でカルスの生長を阻害することがわかったが、ア
ンモニウムが唯一の窒素源である場合は生長を促進す
る。しかしコハク酸塩処理した場合の植物再生は、コハ
ク酸塩で処理しない細胞の場合より悪い。これは有機酸
による前処理そのものはその他の処理法に比べて、細胞
培養におけるその後の植物再生および胚形成に有害であ
ることを示している[チャレフ、アール・エス(Chalef
f,R.S.)の“インダクション、メインテナンス・アンド
・ディファレンシエーション・オブ・ライス・カルス・
カルチャーズ・オン・アンモニウム・アズ・ソール・ナ
イトロジェン・ソース(Induction,Maintenance and Di
fferentiation of Rice Callus Cultures on Ammonium
as Sole Nitrogen Source)、プラント・セル・ティシ
ュー・オーガン・カルチャー(Plant Cell Tissue Orga
n Culture)、2巻、29頁(1983年)参照]。
The cell culture of rice, succinate NH 4 + and NO 3 - was found to inhibit the growth of callus in the presence of, if ammonium is the only nitrogen source for promoting the growth. However, plant regeneration with succinate treatment is worse than with cells not treated with succinate. This indicates that pretreatment with organic acids per se is more harmful to subsequent plant regeneration and embryogenesis in cell culture than other methods of treatment [Chalef, RS.
f, RS) “Induction, Maintenance and Difference of Rice Callus
Cultures on Ammonium as Sole Nitrogen Source (Induction, Maintenance and Di
fferentiation of Rice Callus Cultures on Ammonium
as Sole Nitrogen Source), Plant Cell Tissue Orga
n Culture), Vol. 2, p. 29 (1983)].

最後に、硝酸塩なしで、40mM NH4 +(クエン酸アンモ
ニウムとして)で大豆培養細胞を増殖させる研究では、
培養細胞をムラシゲ・スクーグ(Murashige and Skoo
g)(MS)培地に移したときに胚の発生に成功したこと
が報告された[クリスチャンソン、エム・エル(Ghrist
ianson,M.L.)等の“ア・モーホジェネティカリー・コ
ンペテント・ソイビーン・サスペンション・カルチャー
(A Morphogenetically Competent Soybean Suspension
Culture)”、サイエンス(Science)、222巻、632−6
34頁(1983年)。クリスチャンソン、エム・エルの“ア
ン・エンブリオジェニック・カルチャー・オブ・ソイビ
ーン、トゥオーズ・ア・ジェネラル・シオリー・オブ・
ソマティック・エンブリオジェネシス(An Embryogenic
Culture of Soybean.Towards a General Theory of So
matic Embryogenesis)”、ティシュー・カルチャー・
イン・フォレストリー・アンド・アグリカルチャー(Ti
ssue Culture in Forestry and Agriculture)、アール
・アール・ヘンケ(R.R.Henke)、ケイ・ダブリュー・
ヒューズ(K.W.Hughes)、エム・エル・コンスタンチン
(M.L.Constantin)およびエー・ホレンダー(A.Hollae
nder)編、プレナム プレス(Plenum Press)、ニュー
ヨーク、83−103頁(1985年)。ティー・ムラシゲ(T.M
urashige)およびエフ・スクーグ(F.Skoog)の“ア・
リバイズド・メディウム・フォー・ラピッド・グロウス
・アンド・バイオアッセイズ・ウイズ・タバコ・ティシ
ュー・カルチャーズ(A Revised Medium for Rapid Gro
wth and Bioassays with Tobacco Tissue Culture
s)”、フィジオロジア・プランタラム(Physiologia P
lantarum)、15巻、473−497頁(1962年)参照]。この
論文の著者(等)はこの大豆再生法の特徴は、“2.4−
ジクロロフェノキシ酢酸(オーキシン)の同調的除去
(coordinate removal)および40mMアンモニウムの代わ
りに20mMアンモニウムと50mM硝酸塩を用いることしした
変更”であると指摘している。著者等によると、窒素源
の変化がこの方法に必須不可欠であるとされている[ク
リスチャンソン、エム・エル等(上記引用)、クリスチ
ャンソン・エム・エル(上記引用)参照]。このように
結論づけて、著者等は、不定胚の収量および成熟を改良
するために細胞培養物にクエン酸塩を添加剤として加え
ることに反対の意見を述べている。大豆培養に関する最
近の実験では、クエン酸アンモニウムは、再生培地に加
えられたとき大豆胚の発生を阻止するが、クエン酸カリ
ウムは胚の発現を阻止しないことが示された(エム・エ
ル・クリスチャンソン、上記引用参照)。40mM NH
4 +は、再生培地に含まれる場合、胚の発現に不都合な影
響を与えると結論づけられた。クエン酸カリウムが胚の
発現に影響を与えないことも結論づけられた。
Finally, in a study of growing soybean culture cells in 40 mM NH 4 + (as ammonium citrate) without nitrate,
Cultured cells are Murashige and Skoo
g) Successful development of embryos when transferred to (MS) medium [Christiansson, G. H.
ianson, ML) etc. "A Morphogenetically Competent Soybean Suspension
Culture) ”, Science, Volume 222, 632-6
34 pages (1983). Christianson, M.L.'s "Ann Embryogenic Culture of Soybean, Too's a General Shiori of
Somatic Embryogenic
Culture of Soybean.Towards a General Theory of So
matic Embryogenesis) ”, tissue culture
In Forestry and Agriculture (Ti
ssue Culture in Forestry and Agriculture), RRHenke, KW
KWHughes, MLConstantin and A. Hollae
Nder), Plenum Press, New York, pp. 83-103 (1985). Tea Murashige (TM
urashige) and F. Skoog's “A.
Revised Medium for Rapid Grouse and Bioassays with Tobacco Tissue Cultures
wth and Bioassays with Tobacco Tissue Culture
s) ”, Physiologia P.
Lantarum), Vol. 15, pp. 473-497 (1962)]. The author (etc.) of this paper said that the characteristics of this soybean regeneration method are "2.4-
It is a coordinated removal of dichlorophenoxyacetic acid (auxin) and a modification of using 20 mM ammonium and 50 mM nitrate instead of 40 mM ammonium. " It is said to be indispensable for this method [see Christianson, M. El, et al. (Cited above), Christianson M. El. (Cited above)]. In this way, the authors conclude that Opposing the addition of citrate as an additive to cell cultures to improve yield and maturation, a recent experiment on soybean cultures showed that ammonium citrate was added when added to the regeneration medium. It was shown that it blocks soybean embryo development but potassium citrate does not block embryo development (M. L. Christianson, supra). Reference) .40mM NH
It was concluded that 4 + had an adverse effect on embryonic expression when included in regeneration medium. It was also concluded that potassium citrate had no effect on embryo expression.

上記の例は、クエン酸塩またはコハク酸塩のような有
機酸が不定胚形成には中立的または有害な作用を有する
ことを示している。これらの例のすべてにおいて前記著
者等は、不定胚形成の主たる影響因子は硝酸塩であれ、
アンモニウムであれ、窒素の濃度であると結論づけた。
こうして有機酸添加はナスまたは大豆の不定胚形成の場
合のように中立的役割をもつか、或るいは、イネの不定
胚形成の場合のように不定胚形成を阻害するかどちらか
である。
The above examples show that organic acids such as citrate or succinate have a neutral or detrimental effect on somatic embryogenesis. In all of these cases, the authors noted that nitrate was the main influencing factor of somatic embryogenesis,
It was concluded that it was the concentration of nitrogen, whether ammonium.
Thus, organic acid addition has either a neutral role as in somatic embryogenesis of eggplant or soybean, or it inhibits somatic embryogenesis as in somatic embryogenesis of rice.

本発明の開示 本発明は、不定胚発生の前に有機酸で細胞培養物を処
理することによって植物細胞培養物からの不定胚の収量
及び質を改良する培地および方法を提供する。これらの
培地および方法はこうして処理した細胞培養物から生産
される不定胚の発芽力をも改良する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides media and methods that improve the yield and quality of somatic embryos from plant cell cultures by treating the cell cultures with organic acids prior to somatic embryogenesis. These media and methods also improve the germinability of somatic embryos produced from the cell cultures thus treated.

本発明は、植物の生長に必要な栄養、および生長因子
を含むバランスのとれた塩溶液に少なくとも1種類の有
機酸を含むことにより成る、培養植物細胞を継代培養す
るための培地を提供する。この培地は、再生のために好
都合なホルモンおよび栄養条件に細胞がされされたとき
に不定胚形成を起す改良された能力を備えた細胞を形成
するのに十分な量の選択された少なくとも1種類の有機
酸を含む。
The present invention provides a medium for subculturing cultured plant cells, which comprises at least one organic acid in a balanced salt solution containing nutrients required for plant growth and growth factors. . This medium comprises a sufficient amount of at least one of the at least one selected species to form cells with improved ability to undergo somatic embryogenesis when the cells are subjected to favorable hormonal and nutritional conditions for regeneration. Including organic acids.

本発明は、植物の生長に必要な栄養および生長因子を
含むバランスのとれた塩溶液に、少なくとも1種類の有
機酸と共に、アミノ酸のような還元型窒素添加物を含
む、培養植物細胞を継代培養するための培地をも提供す
る。この培地は、再生のために好都合なホルモンおよび
栄養条件に細胞がさらされたときに不定胚形成を起す改
善された能力を有する細胞を生産するのに十分な量の選
択された少なくとも1種類の有機酸と還元型窒素源とを
含む。
The present invention subcultures cultured plant cells containing a reduced nitrogen additive such as an amino acid together with at least one organic acid in a balanced salt solution containing nutrients and growth factors necessary for plant growth. A medium for culturing is also provided. The medium is in sufficient quantity to produce cells having an improved ability to undergo somatic embryogenesis when the cells are exposed to favorable hormone and nutrient conditions for regeneration. It contains an organic acid and a reduced nitrogen source.

本発明は、更に本発明の培地を利用する細胞培養法を
提供する。このような前処理を受けて発生する不定胚は
発芽力及び植物体への転換という点で改良されたすぐれ
た性質を示す。
The present invention further provides a cell culture method utilizing the medium of the present invention. Adventitious embryos that develop upon such pretreatment show excellent properties in terms of germination and conversion into plants.

発明の実施態様 本発明は、不定胚形成および植物体形成過程の前に、
培養物に有機酸および還元型窒素源を加えることによっ
て、植物組織から多量の高品質な不定胚を形成する新規
かつ改良された方法および培地を提供する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is
Provided is a new and improved method and medium for forming large quantities of high quality somatic embryos from plant tissue by adding organic acids and a reduced nitrogen source to the culture.

本発明の実施にあたって、種々の有機酸が用いられ
る。これらの酸は概して、カルボキシル基が5個以下の
炭素原子から成る鎖により分離されたジカルボン酸であ
り、例えば である。
Various organic acids are used in the practice of the present invention. These acids are generally dicarboxylic acids in which the carboxyl groups are separated by chains of up to 5 carbon atoms, such as It is.

この代りに、有機酸中の炭素鎖の1個又は1個以上の
CH2基をCHOH基で置換したものでもよい。代表的な有機
酸は蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン
酸、ピメリン酸、酒石酸等である。
Instead of one or more of the carbon chains in the organic acid
The CH 2 group may be replaced with a CHOH group. Typical organic acids are oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, maleic acid, pimelic acid, tartaric acid and the like.

本発明のもう一つの利点は、前処理培地に還元型窒素
源を加えることによって得られる。既知の還元型窒素源
の例としては、アミノ酸が好ましい。本発明に有用な好
ましいアミノ酸としては、プロリン、アラニン、グルタ
ミン、アルギニンおよびアスパラギンがある。
Another advantage of the present invention is obtained by adding a reduced nitrogen source to the pretreatment medium. Amino acids are preferred as examples of known reduced nitrogen sources. Preferred amino acids useful in the present invention include proline, alanine, glutamine, arginine and asparagine.

多数の重要な作物および園芸植物が組織培養および不
定胚形成によって繁殖し得ることがわかっている。不定
胚形成が可能な植物種についての長いが、決して全部を
網羅しているわけではないがリストとしては、次の文献
を参照されたい[エヴァンス・ディー・エー(Evans,D.
A.)等の“グロウス・アンド・ビヘイビアー・オブ・セ
ル・カルチャース:エンブリオジェネシス・アンド・オ
ーガノジェネシス(Growth and Behavior of Cell Cult
ures:Embryogenesis and Organogenesis)、プラント・
ティシュー・カルチャー:メソッズ・アンド・アプリケ
ーションズ・イン・アグリカルチャー(Plant Tissue C
ulture:Methods and Applications in Agriculture)、
ティー・ソープ(T.Thorpe)編、アカデミック・プレス
(Academic Press)45頁以下(1981年)]。
It has been found that many important crops and horticultural plants can be propagated by tissue culture and somatic embryogenesis. For a long, but by no means exhaustive, list of plant species capable of adventitious embryogenesis, see [Evans, D.
A.) et al., “Growth and Behavior of Cell Cult: Embryogenesis and Organogenesis”
ures: Embryogenesis and Organogenesis), plant
Tissue Culture: Methods and Applications in Agriculture (Plant Tissue C
ulture: Methods and Applications in Agriculture),
T. Thorpe, Academic Press, page 45 and below (1981)].

アルファルファでは、胚形成は日常的にリージェン・
エス(Regen S、系統名)で誘導される[サウンダー
ズ、ジェイ・ダブリュー(Saunders,J.W.)およびイー
・ティー・ビンガム(E.T.Bingham)の“プロダクショ
ン・オブ・アルファルファ・プラント・フロム・カルス
・ティシュー(Production of Alfalfa Plants From Ca
llus tissue)”、クロップ・サイエンス(Crop Sci.)
12巻:804〜808頁(1972年)参照]。アルファルファ不
定胚形成のための典型的手順がそこに記載されており、
本発明の実施においては、このような方法の変形として
前処理期間を含み、それは概ね次のようなものである: 実 験 前処理期間の確定 公知の方法によると、アルファルファ細胞培養物は、
3%(W/V)蔗糖を含み、25μM α−ナフタレン酢酸
(α−NAA)および10μMカイネチンをも含むシェンク
−ヒルデブラント(Schenk−Hildebrandt)(SH)基本
培地[シェンク、アール・ブイ(Schenk,R.V.)および
エー・シー、ヒルデブラント(A.C.Hildebrandt)、キ
ャナディアン・ジャーナル・オブ・ボタニー、50巻、19
9〜204頁(1972年)参照]に置床された外植片、たとえ
ば葉柄から得られる。培養細胞は、同じ種類の新鮮培地
上へ継代培養を繰返すことによって維持される[ウォー
カー、ケイ・エー(Walker,K.A.)およびエス・ジェイ
・サトウ(S.J.Sato)、“モーフォジェネシス・イン・
カルス・ティシュー・オブ・メディカゴ・サティバ:ザ
・ロール・オブ・アンモニウム・イオン・イン・ソマテ
ィック・エンブリオジェネシス(Morphogenesis in Cal
lus Tissue of Medicago Sativa:The Role of Ammonium
Ion in Somatic Embryogenesis)”、プラント・セル
・ティシュー・オーガン・カルチャー、1巻、109〜121
頁、(1981年)参照]。第1図に示されるように、誘導
直前の細胞継代培養期間をここでは前処理期間と言って
いる。この期間は一般に14〜21日間である。
In alfalfa, embryogenesis is a routine
Induced by Regen S (strain name) [Sounders, Saunders, JW and ETBingham's “Production of Alfalfa Plant From Callus Tissues” Alfalfa Plants From Ca
llus tissue) ”, Crop Science (Crop Sci.)
12: 804-808 (1972)]. A typical procedure for alfalfa somatic embryogenesis is described there,
In the practice of the present invention, a variation of such a method includes a pretreatment period, which is generally as follows: Determining the experimental pretreatment period According to known methods, alfalfa cell cultures are
Schenk-Hildebrandt (SH) basal medium containing 3% (W / V) sucrose and also 25 μM α-naphthalene acetic acid (α-NAA) and 10 μM kinetin [Schenk, Schenk, Schenk, RV) and AC, Hildebrandt, The Canadian Journal of Botany, 50, 19
Pp. 9-204 (1972)] obtained from explants, for example petiole. Cultured cells are maintained by repeated subcultures on fresh media of the same type [Walker, KA and SJSato, “Morphogenesis in
Callus Tissue of Medicago Sativa: The Roll of Ammonium Ion in Somatic Embryogenesis
lus Tissue of Medicago Sativa : The Role of Ammonium
Ion in Somatic Embryogenesis) ", Plant Cell Tissue Organ Culture, Volume 1, 109-121
Page, (1981)]. As shown in FIG. 1, the cell subculture period immediately before induction is referred to as a pretreatment period here. This period is generally 14-21 days.

細胞はその後、3%蔗糖、50μM 2,4−ジクロロフェ
ノキシ酢酸(2,4−D)および5μMカイネチンを含むS
H培地で3〜4日間処理される(誘導)。細胞を再生培
地に移すと胚の発生が起きる。この再生培地は、アルフ
ァルファの場合は、ホルモンを少量含むか全く含まず、
アンモニウムイオンおよびその他の補助成分、たとえば
アミノ酸、または蔗糖以外の炭水化物源を含むものであ
る。植物体形成の最終段階は、不定胚から植物体への転
換(不定胚の転換(conversion)という)である。これ
は糖を含むがホルモンを含まない単純な塩培地で起こる
(第1図)。そこで、前処理条件の効果を評価するため
には、培養の前処理、誘導、および再生期後におこる胚
形成および植物体形成を測定する。胚の収量、形、構造
の測定、および、発芽力或いは転換アッセイの全体的活
力を用いて、前処理条件が不定胚の量および質に与える
影響を決定する。したがって前処理期間は、胚が誘導ま
たは形成される充分前に設定される。
Cells were then treated with S containing 3% sucrose, 50 μM 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 5 μM kinetin.
Treat with H medium for 3-4 days (induction). Transfer of cells to regeneration medium causes embryonic development. This regeneration medium, in the case of alfalfa, contains little or no hormone,
Ammonium ions and other auxiliary ingredients such as amino acids or carbohydrate sources other than sucrose. The final stage of plant formation is the conversion of somatic embryos into plant bodies (called conversion of somatic embryos). This occurs in a simple salt medium containing sugar but no hormone (Fig. 1). Therefore, in order to evaluate the effect of the pretreatment conditions, the embryo formation and the plant body formation that occur after the pretreatment, induction, and regeneration of the culture are measured. Embryonic yield, shape, structure measurements, and overall viability of germination or conversion assays are used to determine the effect of pretreatment conditions on somatic embryo quantity and quality. Therefore, the pretreatment period is set well before the embryo is induced or formed.

その他の不定胚形成法または手順において、ここに用
いられているような維持培地および誘導培地と、全く同
一であることがよくある。すなわち、その他の方法は、
植物細胞増殖をおこし、培養細胞に胚形成プロセスの素
因をつくるか或いは胚形成プロセスを開始させるよう
な、栄養及びホルモン条件を用いる。この意味で、前処
理培地は、再生または胚発生培地に移す前に植物培養物
をその上で培養するあめの培地である。
In other somatic embryogenesis methods or procedures, it is often identical to maintenance and induction media as used herein. That is, the other method is
Nutrient and hormonal conditions are used that cause plant cell growth and either predispose the cultured cells to the embryogenic process or initiate the embryogenic process. In this sense, pretreatment medium is a candy medium on which the plant culture is cultivated before it is transferred to the regeneration or embryogenesis medium.

本発明の典型的手順には、次の諸段階が含まれる: 維 持 アルファルファ(Medicago SativaL.)のヴァーナル
(Vernal、品種名)およびサラナク(Saranac、品種
名)の交雑による循環選抜の第2サイクルから得られた
リーゲン・エス・(Cultivar Regen S、系統名)を用い
た。葉柄の表面を50%クロロックス(商標名)(Crolox
)で5分間滅菌し、水で洗い、シェンク・ヒルデブラ
ント(SH)培地に置床することによりカルスを誘導し
た。培地は、25μM α−ナフタレン酢酸(α−NAA)お
よび10μMカイネチンを含む(SH培地、または、このよ
うに調整したその他の細胞増殖用培地を維持培地と呼
ぶ)。SH培地中の無機物及び有機物の組成を第1表にま
とめる。
 An exemplary procedure of the invention includes the following steps: Maintaining alfalfa (Medicago SativaL.) Vernal
(Vernal, breed name) and Saranac (Saranac, breed
Obtained from the second cycle of cyclic selection by crossing
Using Regen S (Cultivar Regen S, strain name)
Was. The surface of petiole is 50% Chlorox (trade name) (Crolox
) For 5 minutes, wash with water, and then Schenk Hildebra
Inducing callus by placing on callus (SH) medium
Was. The medium is 25 μM α-naphthalene acetic acid (α-NAA).
And 10 μM kinetin (SH medium or
The other cell growth medium prepared as above is called the maintenance medium.
Bu). Table 1 shows the composition of inorganic and organic substances in SH medium.
stop.

第 1 表 シェンクーヒルデブラント培地の組成主な塩 mM KNO3 25.0 CaCl2 1.4 MgSO4 1.6 NH4H2PO4 2.6微量栄養塩 μM KI 6.0 H3BO3 80.0 MnSO4 60.6 ZnSO4 3.5 Na2MoO4 0.4 CuSO4 0.8 CoCl2 0.4 Na2−エチレンジアミン四酢酸 55.0 FeSO4 55.0有機化合物 mg/l イノシトール 1000.0 ニコチン酸 5.0 チアミン−HCl 5.0 注: 特に明示しない限りホルモンは加えられていな
い。炭水化物 g/l 庶糖 30.0 ガンボルグ(Gamborg,O.L)等、プラント・ティシュ
ー・カルチャー・メディア(Plant Tissue Culture Med
ia)、インビトロ(In Vitro)12巻473〜478頁(1976
年)。
Table 1 Composition of Schenko-Hildebrandt medium Main salts mM KNO 3 25.0 CaCl 2 1.4 MgSO 4 1.6 NH 4 H 2 PO 4 2.6 Micronutrients μM KI 6.0 H 3 BO 3 80.0 MnSO 4 60.6 ZnSO 4 3.5 Na 2 MoO 4 0.4 CuSO 4 0.8 CoCl 2 0.4 Na 2 -Ethylenediaminetetraacetic acid 55.0 FeSO 4 55.0 Organic compound mg / l Inositol 1000.0 Nicotinic acid 5.0 Thiamine-HCl 5.0 Note: No hormone added unless otherwise stated. Carbohydrate g / l Sucrose 30.0 Plant Tissue Culture Med, such as Gamborg (OL)
ia), In Vitro, Vol. 12, pp. 473-478 (1976)
Year).

外植片組織上に形成されるカルスを、カルスでない残
りの組織から分離し、維持培地で反復継代培養を行なっ
た。カルスを3週間間隔で継代培養し、間接光の下で27
℃で生長させた。
Callus formed on the explant tissue was separated from the remaining non-callus tissue and subjected to repeated subculture in maintenance medium. Callus was subcultured at 3-week intervals and exposed under indirect light.
Grow at 0 ° C.

前処理 培養物の前処理は、ろ過滅菌した有機酸および/また
はアミノ酸を含むように維持培地の成分を変えて行なっ
た。この培地は全ての実験において、カルスの生長を促
進するように25μM α−NAAと10μMカイネチンを含ん
でいた。この培地は本明細書では前処理培地と呼ばれ
る。
Pretreatment The culture was pretreated by changing the components of the maintenance medium so as to contain filter-sterilized organic acids and / or amino acids. This medium contained 25 μM α-NAA and 10 μM kinetin to promote callus growth in all experiments. This medium is referred to herein as the pretreatment medium.

前処理は、特にことわらない限り、21日間(1継代培
養サイクル)行われた。
The pretreatment was carried out for 21 days (one subculture cycle) unless otherwise specified.

誘 導 3〜9gのカルスを、継代培養後、17〜24日目に、維持
または前処理培地のプレートから回収し、50μM 2,4−
ジクロロフェノキシ酢酸(2.4−D)および5μMカイ
ネチンを含む寒天培地の100mm×15mmプレートに移し、
誘導した[ウォーカー・ケー・エイ(Walker,K.A.)等
の“オーガノジェネシス・イン・カルス・ティシュー・
オブ・メディカゴ・サティバ:ザ・テンポラル・セパレ
ーション・オブ・インダクション・プロセシス・フロム
・ディファレンシエーション・プロセシズ(Organogene
sis in Callus Tissue of Medicago sativa:The Tempor
al Separation of Induction Processes from Differen
tiation Processes)",プラント・サイエンス・レター
ズ(Plant Sci.Lett.)16巻:23〜30頁(1979年)参
照]。この培地は誘導培地と呼ばれる。細胞を27℃で、
間接光の下で3日間培養した。
Induction 3 to 9 g of callus was recovered from the plate of maintenance or pretreatment medium at 17 to 24 days after subculture, and 50 μM 2,4-
Transfer to a 100 mm x 15 mm plate of agar medium containing dichlorophenoxyacetic acid (2.4-D) and 5 μM kinetin,
Induced "Organogenesis in Callus Tissues such as Walker KA
Of Medicago Sativa: The Temporal Separation Of Induction Process From Difference Processes (Organogene)
sis in Callus Tissue of Medicago sativa : The Tempor
al Separation of Induction Processes from Differen
tiation Processes) ", Plant Science Letters (Plant Sci. Lett.) 16: 23-30 (1979)]. This medium is called induction medium.
Cultured under indirect light for 3 days.

再 生 誘導カルスをスパチェラでつぶし、再生培地に移し
た。反復処理のために、75mgの生重量のカルスを目盛付
のステンレス鋼製の大さじを用いて測定した。別法とし
て、誘導カルスを弱い真空下で一連のカラム篩[フィッ
シャー・サイエンティフィック(Fisher Scientifi
c)]で無菌的に大きさで分類した。細胞の塊りを35メ
ッシュ(480μM)を通して落下させるか強制的に通過
させ、60メッシュ(230μM)のステンレス鋼製スクリ
ーン上に集めた。60メッシュ・スクリーン上に保持され
た細胞は、誘導された培養物の各3プレート分について
SH培地からホルモンを除外した培地500mlで洗浄した。
洗浄培地は吸引により除去した。細胞塊の生重量を測定
し、ホルモンを除外したSH培地に細胞を、150mg生重量/
mlの割合で再懸濁させた。再懸濁細胞75mg(0.5ml)を
ピペットでとり、60mm×15mmペトリ皿中の約10mlの寒天
培地に置床した。
Regeneration-induced callus was crushed with a spatula and transferred to regeneration medium. For repeated treatments, 75 mg fresh callus was measured using a graduated stainless steel spoon. Alternatively, the induced callus may be subjected to a series of column sieves [Fisher Scientific] under weak vacuum.
c)] and aseptically sized. Cell clumps were either dropped through 35 mesh (480 μM) or forced through and collected on a 60 mesh (230 μM) stainless steel screen. Cells retained on a 60 mesh screen are for each 3 plates of induced culture.
The culture medium was washed with 500 ml of medium excluding hormones from SH medium.
Wash medium was removed by aspiration. The fresh weight of the cell mass was measured, and the cells were placed in SH medium without hormones, 150 mg fresh weight /
Resuspended at a rate of ml. 75 mg (0.5 ml) of resuspended cells were pipetted and plated on approximately 10 ml of agar medium in a 60 mm x 15 mm petri dish.

300mg(2ml)の再懸濁細胞を50mlエルレンマイヤーフ
ラスコ中の液体SH培地8mlに加えれば、不定胚形成は懸
濁培養においてもおこる。
Somatic embryogenesis also occurs in suspension culture when 300 mg (2 ml) of resuspended cells are added to 8 ml of liquid SH medium in a 50 ml Erlenmeyer flask.

再生培地として、3%(W/V)蔗糖を含むがホルモン
は含まないSH培地が多くの実施例で用いられた。総NH4 +
濃度は10mMで、L−プロリン濃度は30mMであった。これ
らの成分は、オートクレーブした培地にろ過滅菌して添
加した。固体培地の場合には、組織培養用の寒天を0.8
%(W/V)の濃度で用いた。
As a regeneration medium, SH medium containing 3% (W / V) sucrose but no hormone was used in many examples. Total NH 4 +
The concentration was 10 mM and the L-proline concentration was 30 mM. These components were sterilized by filtration and added to an autoclaved medium. For solid media, add 0.8 a tissue culture agar.
% (W / V) was used.

各処理は概ね10回繰返された。皿をパラフィルム(商
標名)(Palafilm )で包み、21日間培養した。懸濁フ
ラスコは通気栓で栓をし、サランラップ(商標名)(Sa
ran wrap )で覆い、100回/分の環状振とう器を用い
て14日間培養した。培養温度は27℃で、照明には冷白色
蛍光管を用い、静置培養では28cm離して、懸濁培養では
2m離して12時間明期とした。
 Each treatment was repeated approximately 10 times. Put the dish on parafilm (quote
(Name) (Palafilm ) And cultured for 21 days. Suspension
Rasco is capped with a vent plug, and Saran Wrap (trade name) (Sa
ran wrap ), Using an orbital shaker 100 times / min
And cultured for 14 days. Culture temperature is 27 ℃, and it is cold white for lighting.
Using a fluorescent tube, separate by 28 cm for static culture, and for suspension culture
The light period was 12 hours, separated by 2 m.

胚形成は、培養後、倍率10倍で実体顕微鏡を用いてカ
ルス上の緑色の組織化中心を数えることによって測定し
た。胚の大きさは、較正された椄眼スケール(ocular s
cale)を用いて、倍率10倍で測定した。胚の形は肉眼検
査により決定した。
Embryogenesis was measured after culture by counting green organized centers on callus using a stereomicroscope at 10x magnification. Embryo size is calibrated using the ocular s
cale) was used and the measurement was performed at a magnification of 10 times. The shape of the embryo was determined by visual inspection.

転 換 胚から、根、茎及び第一本葉のある完全な植物体への
転換は、選択した処理による第一培養の21日目に胚を、
0.8%の寒天を含有した半強度のSH培地に無菌的に移す
ことによって行われた。
From the transformed embryo to a complete plant with roots, stems and first true leaves, the embryo should be transformed at day 21 of the first culture with the treatment chosen.
It was done by aseptic transfer to half strength SH medium containing 0.8% agar.

上記の手法は、最終的な胚の数またはその質に広範な
る影響を与えないように、多少の特殊化学成分を含むよ
うに変えてもよい。たとえば有機酸を含む前処理が不定
胚の収量のみならず、転換アッセイで測定されるように
不定胚の質も改善した。この結果は予想外であった。な
ぜならばカルス組織の有機酸による前処理は、その後さ
らに処理をしない限り胚形成をおこさないから、カルス
組織の有機酸による前処理が胚の発生に影響を与えると
は予想していなかったからである。その上、細胞培養に
おける有機酸の作用は、成長速度を著しく低下させるこ
とであった。この結果は驚くべきであった。なぜならば
カルスの有機酸前処理は、再生培地で培養中、胚が初め
て出現する日の15日前に終了していたからである(第1
図)。活性誘導剤を添加する前に為した培養物処理がこ
のような劇的効果をもたらすことはこれまで植物細胞培
養では報告されたことはなかった。
The above procedure may be modified to include some specialty chemical constituents so as not to have a far-reaching effect on the final embryo number or its quality. For example, pretreatment with organic acids improved not only the yield of somatic embryos, but also the quality of somatic embryos as measured by the conversion assay. This result was unexpected. Because the pretreatment of callus tissue with organic acid does not cause embryogenesis unless further treatment is performed, we did not expect that the pretreatment of callus tissue with organic acid would affect the development of embryos. . Moreover, the action of organic acids in cell culture was to significantly reduce the growth rate. This result was amazing. This is because the pretreatment of callus with organic acid was completed 15 days before the first emergence of the embryo during the culture in the regeneration medium (No. 1).
Figure). It has never before been reported in plant cell cultures that culture treatments performed prior to the addition of activity inducers have such a dramatic effect.

実施例1 有機酸前処理に応答した不定胚形成 クエン酸塩を、2.5、10、15、20、25または30mM濃度
で、25mM濃度のL−グルタミンと共に加えた前処理培地
を用いてカルスを21日間培養した。前処理後、そのカル
スを前処理培地から取出し、誘導および再生培地によっ
て既述のように培養した(第1図)。20mMクエン酸塩の
場合は、再生期間の終りに胚の収量(胚の数)は290個
であったが、クエン酸塩を加えないで前処理した場合に
は150個であった(第2A図)。
Example 1 Adventitious embryogenesis in response to organic acid pretreatment. Callus was used with pretreatment medium to which citrate was added at a concentration of 2.5, 10, 15, 20, 25 or 30 mM with L-glutamine at a concentration of 25 mM. Cultured for a day. After pretreatment, the callus was removed from the pretreatment medium and cultured as described above with induction and regeneration medium (Fig. 1). In the case of 20 mM citrate, the yield (number of embryos) of embryos was 290 at the end of the regenerating period, but it was 150 when pretreated without adding citrate (2A). Figure).

1.a クエン酸塩の代りにリンゴ酸塩を10、20、30、4
0、50、60、70および100mMの濃度で加えた。リンゴ酸塩
を用いたとき胚の数は200〜300個に増加した(60mMリン
ゴ酸塩では300個の胚が生産された)。リンゴ酸塩の最
大濃度である100mMでは、有機酸を含まない対照(130
個)とほぼ同等であった(第2B図)。
1.a Malate in place of citrate 10, 20, 30, 4
Added at concentrations of 0, 50, 60, 70 and 100 mM. The number of embryos increased to 200-300 with malate (60 mM malate produced 300 embryos). At a maximum malate concentration of 100 mM, a control without organic acid (130
(Fig. 2B).

1.b クエン酸塩の代りにコハク酸塩を10、20、30、40
および50mM濃度で加えた。最大濃度の場合にのみ、胚収
量は増加した。対照では胚数が60個であったのに対し60
mM濃度のコハク酸塩では190個であった(第2C図)。
1.b Replace citrate with succinate at 10, 20, 30, 40
And 50 mM concentration. Only at the highest concentration did embryo yield increase. The number of embryos in the control was 60, compared to 60.
There were 190 succinates at mM concentration (Fig. 2C).

1.c クエン酸塩の代りに酒石酸塩を10、20、30、40、5
0、60、70および100mM濃度で加えた。100mM以外の濃度
では胚収量が増加した。対照では胚数が180個に対し70m
M酒石酸塩では330個であった(第2D図)。
1.c Use tartrate instead of citrate for 10, 20, 30, 40, 5
Added at 0, 60, 70 and 100 mM concentrations. Embryonic yield increased at concentrations other than 100 mM. In contrast, the number of embryos is 180, but 70m
The number of M tartrates was 330 (Fig. 2D).

1.d クエン酸塩の代りに蓚酸塩を2.5、10および20mM濃
度で加えた。胚の収量は10mM濃度の場合は対照(80個)
に比べて胚数が増加した(190個) これらの実施例によって示されるように、多数の有機
酸が広い濃度幅にわたって、胚の質および収量を改善す
るのに有効であることが発見された(第2表)。
Oxalate was added at 2.5, 10 and 20 mM concentrations instead of 1.d citrate. Embryonic yield is 10 mM control (80)
Increased number of embryos compared to (190) As shown by these examples, many organic acids were found to be effective in improving embryo quality and yield over a wide range of concentrations. (Table 2).

第 2 表 アルファルファ不定胚の再生改善における有機酸の活性 有機酸 濃度幅(mM) 概最適濃度(mM) クエン酸 10− 25 20 L−リンゴ酸 10−100 60 コハク酸 30− 80 50 L−(+)酒石酸 10−100 70 蓚酸 5− 20 10 実施例2 クエン酸塩を添加し、硝酸塩を除去した前処
理条件に対する応答 不定胚収量に与えるクエン酸塩前処理の効果を前処理
培地に種々の添加物を加えて実施例1と同様に試験した
(第3表)。
Table 2 Activity of organic acids in improving regeneration of alfalfa somatic embryos Organic acid concentration range (mM) Approximately optimum concentration (mM) Citric acid 10-25 20 L-malic acid 10-100 60 Succinic acid 30-80 50 L- ( +) Tartaric acid 10-100 70 Oxalic acid 5-20 10 Example 2 Response to pretreatment conditions in which citrate was added and nitrates were removed The effect of citrate pretreatment on adventitious embryo yield was varied in various pretreatment media. The test was carried out in the same manner as in Example 1 with the addition of additives (Table 3).

第 3 表 硝酸塩の存在下および不存在下におけるクエン酸塩 前処理の、アルファルファ培養物のその後の胚形成 に与える効果 カルスの前処理 胚収量 維持培地(SH+3%蔗糖+25μM α−NAA+10μMカイネチン 310±17 維持培地+20mMクエン酸カリウム 512±33 維持培地−(マイナス)NO3 - 22± 5 維持培地+20mMクエン酸カリウム−NO3 - 249±13 維持培地+20mMクエン酸カリウム +(プラス)NO3 - 543±25 維持培地+25mM L−グルタミン +20mMクエン酸カリウム−NO3 - 533±23 20mMクエン酸カリウムを添加しただけで、その他の培
地組成を変えなくとも、胚収量は70%増加した。前処理
培地から硝酸塩を除去すると胚形成反応は阻害された。
したがって硝酸塩を除外した培地だけでは胚形成を促進
しなかった。クエン酸(ここではクエン酸カリウムを使
用)を添加した培地で前処理したカルスから最も良い胚
形成が見られた。アンモニウムまたは硝酸塩に代る窒素
源としてグルタミンのみを維持培地に与えた場合、胚収
量が低かった。グルタミンが存在するところにクエン酸
塩を加えると硝酸塩が存在してもしなくても、胚形成の
増加がおきた。
Table 3 Effect of citrate pretreatment in the presence and absence of nitrate on the subsequent embryogenesis of alfalfa culture Callus pretreatment Embryonic yield maintenance medium (SH + 3% sucrose + 25 μM α-NAA + 10 μM kinetin 310 ± 17 maintenance medium + 20 mM potassium citrate 512 ± 33 maintenance media - (minus) NO 3 - 22 ± 5 maintenance medium + 20 mM potassium citrate -NO 3 - 249 ± 13 maintenance medium + 20 mM potassium citrate + (plus) NO 3 - 543 ± 25 maintenance medium + 25 mM L-glutamine + 20 mM potassium citrate -NO 3 -. 533 only the addition of ± 23 20 mM potassium citrate, without changing the other medium composition, embryo yield was increased 70% nitrate from the pretreatment medium Upon removal, the embryogenic reaction was inhibited.
Therefore, the medium without nitrate alone did not promote embryogenesis. The best embryogenesis was seen from callus pretreated with medium supplemented with citric acid (potassium citrate is used here). Embryonic yields were low when glutamine alone was added to the maintenance medium as a nitrogen source instead of ammonium or nitrate. Addition of citrate in the presence of glutamine increased embryogenesis in the presence or absence of nitrate.

実施例3 有機酸前処理とアミノ酸添加と組み合わせた
場合 クエン酸塩前処理の不定胚収量に与える効果を、アミ
ノ酸添加と組み合わせて、実施例1と同様に試験した
(第4表:A及びB)。
Example 3 Combination of Organic Acid Pretreatment and Amino Acid Addition The effect of citrate pretreatment on adventitious embryo yield was tested in the same manner as in Example 1 in combination with amino acid addition (Table 4: A and B). ).

細胞培養物の前処理培地にアミノ酸のみを加えた場
合、胚形成は促進されなかった。しかしL−グルタミン
またはL−プロリンを、20mMクエン酸カリウムと共に前
処理培地に用いた場合、胚形成は向上した。プロリン及
びクエン酸塩で前処理したときに最高の胚収量が得られ
た。クエン酸塩を含む前処理培地は硝酸塩を含まない場
合でも、アミノ酸添加による効果向上が認められた(第
4表B)。
Embryogenesis was not promoted when amino acids alone were added to the cell culture pretreatment medium. However, when L-glutamine or L-proline was used in the pretreatment medium with 20 mM potassium citrate, embryogenesis was improved. The highest embryo yield was obtained when pretreated with proline and citrate. The pretreatment medium containing citrate was found to have an improved effect by the addition of amino acids even when it contained no nitrate (Table 4B).

第 4 表 有機酸およびアミノ酸による細胞培養物前処理の効果 前処理培地 不定胚収量 A.維持培地 486±19 維持培地+25mM L−グルタミンのみ 355±19 維持培地+25mM L−グルタミン +20mMクエン酸カリウム 510±18 維持培地+25mM L−プロリン 428±12 維持培地+25mM L−プロリン +20mMクエン酸カリウム 620±33 B.維持培地 288±16 維持培地+25mM L−プロリン +20mMクエン酸カリウム−NO3 - 391±18 維持培地+25mM L−アラニン +20mMクエン酸カリウム−NO3 - 328±14 これらの実施例に示すように、多数のアミノ酸は、有
機酸と組み合わせて用いた場合、広い濃度範囲にわたっ
て、胚の質および収量の改善に有効であった(第5
表)。
Table 4 Effect of cell culture pretreatment with organic acids and amino acids Pretreatment medium Somatic embryo yield A. Maintenance medium 486 ± 19 Maintenance medium + 25mM L-glutamine only 355 ± 19 Maintenance medium + 25mM L-glutamine + 20mM Potassium citrate 510 ± 18 maintenance medium + 25 mM L-proline 428 ± 12 maintenance medium + 25 mM L-proline + potassium 20mM citrate 620 ± 33 B. maintenance medium 288 ± 16 maintenance medium + 25 mM L-proline + 20mM potassium citrate -NO 3 - 391 ± 18 maintenance medium + 25 mM L- alanine + 20 mM potassium citrate -NO 3 - as shown in 328 ± 14 these examples, a number of amino acids, when used in combination with organic acids, over a wide concentration range, the improvement in the quality and yield of embryos It was effective (5th
table).

第 5 表 胚形成前処理培地に有機酸と組み合わせて 用いられるアミノ酸の有効濃度 アミノ酸 有効濃度範囲 L−プロリン 10 〜300mM L−アラニン 10 〜200mM L−グルタミン 5 〜100mM L−アスパラギン 2.5〜80mM L−アルギニン 2.5〜80mM 実施例4 不定胚から小植物体への転換に与える有機酸
前処理の効果 不定胚の質に与える有機酸前処理の効果を、植物体へ
の転換度によって、実施例1に記載したように測定した
(第6A−C表)。
Table 5 Effective concentration of amino acids used in combination with organic acids in pre-embryogenic pretreatment medium Effective concentration range of amino acids L-proline 10-300 mM L-alanine 10-200 mM L-glutamine 5-100 mM L-asparagine 2.5-80 mM L- Arginine 2.5-80 mM Example 4 Effect of organic acid pretreatment on the conversion of somatic embryos to plantlets The effect of organic acid pretreatment on the quality of somatic embryos is shown in Example 1 depending on the degree of conversion to plant bodies. Measured as described (Table 6A-C).

第 6 表 不定胚から小植物体への転換に与える 有機酸前処理の効果 前処理 転換率 A.維持培地 22±3 維持培地+25mM L−グルタミン 25±5 維持培地+25mM L−グルタミン +20mMクエン酸塩 38±7 B.維持培地 32±2 維持培地+25mM L−グルタミン +20mMクエン酸塩 47±2 維持培地+25mM L−グルタミン +50mMリンゴ酸塩 50±4 維持培地+25mM L−グルタミン +70mM酒石酸塩 48±5 C.維持培地 5 維持培地+25mM L−グルタミン +20mMクエン酸塩 43 維持培地−NO3 -+25mM L−グルタミン +20mMクエン酸塩 38 試験管内実験(in vitro)で作成した裸の胚の性能
を、不定胚集団から完全小植物体が発生する率を評価す
ることによって測定した。この率は転換率或いは転換頻
度と呼ばれ、種子の発芽率または発芽頻度と同様の概念
である。不定胚の誘導および再生前にカルスを有機酸で
前処理することによって転換頻度改善がおきた。
Table 6 Effects of organic acid pretreatment on the conversion of somatic embryos to plantlets Pretreatment conversion rate A. Maintenance medium 22 ± 3 Maintenance medium + 25mM L-glutamine 25 ± 5 Maintenance medium + 25mM L-glutamine + 20mM citrate 38 ± 7 B. Maintenance medium 32 ± 2 Maintenance medium + 25 mM L-glutamine + 20 mM citrate 47 ± 2 Maintenance medium + 25 mM L-glutamine + 50 mM Malate 50 ± 4 Maintenance medium + 25 mM L-glutamine + 70 mM Tartrate 48 ± 5 C. maintenance medium 5 maintenance medium + 25 mM L-glutamine + 20 mM citrate 43 maintenance medium -NO 3 - + naked performance embryos created in 25 mM L-glutamine + 20 mM citrate 38 in vitro experiments (in vitro), a somatic embryo population It was measured by assessing the rate of development of whole plantlets. This rate is called the conversion rate or the conversion frequency, and has the same concept as the germination rate or germination frequency of seeds. The conversion frequency was improved by pretreatment of callus with organic acid prior to induction and regeneration of somatic embryos.

カルス培養物を有機酸、クエン酸塩、リンゴ酸塩、コ
ハク酸塩および酒石酸塩で前処理すると、胚から小植物
体への転換は、各実験で50パーセント以上と有意に改善
された。
Pretreatment of callus cultures with organic acids, citrates, malates, succinates and tartrates significantly improved the conversion of embryos to plantlets by more than 50 percent in each experiment.

実施例5 カルスの生長速度および植物体生産の全般的
な効率に与える有機酸前処理の効果 不定胚の収量および質に与えるクエン酸塩前処理の効
果を実施例1に記載したように、有機酸を含む維持培地
と含まない維持培地との全体効果を比較することにより
調べた。
Example 5 Effect of Organic Acid Pretreatment on Callus Growth Rate and Overall Efficiency of Plant Production The effect of citrate pretreatment on yield and quality of somatic embryos, as described in Example 1, It was investigated by comparing the overall effect of maintenance medium with and without acid.

1gのカルスは、21日間維持培地上に置いた場合3.9±
0.5gになった。1gのカルスから、既述の誘導および再生
条件を用いてサブサンプルを基にして8,400個の不定胚
が生産された。これらの胚の中で1,800個が完全な植物
体に転換した。この場合もサンプルを用いた。
1 g of callus is 3.9 ± when placed on maintenance medium for 21 days.
It became 0.5g. From 1 g of callus, 8400 somatic embryos were produced based on subsamples using the induction and regeneration conditions described above. Of these embryos, 1,800 transformed into whole plants. Also in this case, a sample was used.

1gのカルスを、25mMグルタミン、25mMクエン酸カリウ
ムを含み硝酸塩を含まない維持培地から成る前処理培地
に21日間置いたとき、2.2±0.1gのカルスが得られた
が、これは対照より有意に少なかった。このカルス1gか
ら、サブサンプルを基にして8,000個の不定胚が生産さ
れた。これらの胚のうち3,400個が完全な植物体に転換
した。この場合もサブサンプルを用いた。
When 1 g of callus was placed in a pretreatment medium consisting of maintenance medium containing 25 mM glutamine, 25 mM potassium citrate and no nitrate for 21 days, 2.2 ± 0.1 g of callus was obtained, which was significantly higher than the control. There were few. From 1 g of this callus, 8,000 somatic embryos were produced based on the subsample. Of these embryos, 3,400 were transformed into whole plants. In this case as well, subsamples were used.

1gのカルスを、25mMグルタミン、25mMリンゴ酸カリウ
ムを含み硝酸塩を含まない維持培地から成る前処理培地
に21日間置くと、1.6±0.1gのカルスが得られたが、こ
れは対照より有意に少なかった。このカルス1gから、サ
ブサンプルを基にして5,600個の胚が生産された。これ
らの胚のうち2,200個が完全な植物体に転換した。この
場合もサブサンプルを用いた。
When 1 g of callus was placed in a pretreatment medium consisting of a maintenance medium containing 25 mM glutamine, 25 mM potassium malate and no nitrate for 21 days, 1.6 ± 0.1 g of callus was obtained, which was significantly less than the control. It was From 1 g of this callus, 5,600 embryos were produced based on the subsample. 2,200 of these embryos were transformed into whole plants. In this case as well, subsamples were used.

本開示を考慮した後、本発明に多くの変更および修正
を加えることが可能であることは明らかである。それ
故、特許請求の範囲内で、本発明が特別に説明された以
外の方法で実施され得ることは当然である。
Obviously, many variations and modifications of the present invention are possible in light of the present disclosure. Therefore, it is to be understood that within the scope of the following claims, the present invention may be practiced otherwise than as specifically described.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、アルファルファ細胞を継代培養し、誘導し、
再生し、不定胚から植物体を形成するために用いられ
る、本発明による前処理機関を含む処理の概要の一例を
図示したものである。 第2A−E図は、アルファルファ培養細胞を種々の有機酸
で前処理した場合に生産される不定胚の収量(胚の数)
をグラフで示したものである。
FIG. 1 shows that alfalfa cells were subcultured, induced,
1 is a diagram showing an example of an outline of a process including a pretreatment institution according to the present invention, which is used for regenerating and forming a plant from an somatic embryo. Figures 2A-E are yields of somatic embryos (number of embryos) produced when alfalfa cultured cells were pretreated with various organic acids.
Is shown in the graph.

フロントページの続き (56)参考文献 古川仁朗編著 「図解組織培養入門」 (昭60−5−10) 誠文堂新光社 P.132−135 Environmental and Experimental Bota ny,21 〔3/4〕 (1981) P. 277−280Continuation of the front page (56) References “Introduction to Illustrated Tissue Culture”, edited by Yoshiro Furukawa (Sho 60-5-10) Seibundo Shinkosha P. 132-135 Environmental and Experimental Botany, 21 [3/4] (1981) P. 277-280.

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】栄養培地中で誘導細胞から体細胞組織が再
生され胚組織を形成する、植物体組織からの胚組織形成
方法において、 栄養培地に、再生のために好都合なホルモンおよび栄養
条件に細胞がさらされた時に不定胚形成を起す改良され
た能力を有する細胞を生産するのに十分な量だけ、クエ
ン酸塩、リンゴ酸塩、コハク酸塩、蓚酸塩および酒石酸
塩から成る群から選択される少なくとも1種類の有機酸
を加える、不定胚の収量増加方法。
1. A method of forming embryonic tissue from plant tissue, wherein somatic tissue is regenerated from induced cells to form embryonic tissue in a nutrient medium, comprising: Selected from the group consisting of citrate, malate, succinate, oxalate and tartrate in sufficient quantity to produce cells with improved ability to undergo somatic embryogenesis when exposed to cells A method for increasing the yield of somatic embryos, comprising the addition of at least one organic acid.
【請求項2】前記クエン酸塩の濃度が10〜25mMの範囲に
ある請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the citrate concentration is in the range of 10-25 mM.
【請求項3】前記リンゴ酸塩の濃度が10〜100mMの範囲
にある請求項1記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the malate concentration is in the range of 10 to 100 mM.
【請求項4】前記コハク酸塩の濃度が30〜80mMの範囲に
ある請求項1記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein the succinate concentration is in the range of 30-80 mM.
【請求項5】前記酒石酸塩の濃度が10〜100mMの範囲に
ある請求項1記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the concentration of the tartrate salt is in the range of 10 to 100 mM.
【請求項6】前記蓚酸塩の濃度が5〜20mMの範囲にある
請求項1記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the oxalate concentration is in the range of 5 to 20 mM.
【請求項7】不定胚形成または不定胚の転換を促進する
のに十分な量の還元型窒素源を更に加えた前記培地を用
いる請求項1記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the medium is further supplemented with a reduced nitrogen source in an amount sufficient to promote somatic embryogenesis or somatic embryo conversion.
【請求項8】前記還元型窒素源が、プロリン、アラニ
ン、アルギニン、グルタミンおよびアスパラギンから成
る群から選択される少なくとも1種類の物質から成る請
求項7記載の方法。
8. The method according to claim 7, wherein the reduced nitrogen source comprises at least one substance selected from the group consisting of proline, alanine, arginine, glutamine and asparagine.
【請求項9】各選択された前記還元型窒素源が、 濃度10〜300Mのプロリン、 濃度10〜200mMのアラニン、 濃度2.5〜80mMのアルギニン、 濃度5〜100mMのグルタミン及び 濃度2.5〜80mMのアスパラギン から成る群から選択される請求項8記載の方法。9. The selected reduced nitrogen sources are proline at a concentration of 10 to 300 M, alanine at a concentration of 10 to 200 mM, arginine at a concentration of 2.5 to 80 mM, glutamine at a concentration of 5 to 100 mM, and asparagine at a concentration of 2.5 to 80 mM. 9. The method of claim 8 selected from the group consisting of: 【請求項10】植物細胞組織培養のために用いられる栄
養培地において、再生のために好都合なホルモンおよび
栄養条件に細胞がさらされたときに不定胚形成を起す改
良された能力を有する細胞を形成するのに十分な量だ
け、クエン酸塩、リンゴ酸塩、コハク酸塩、蓚酸塩およ
び酒石酸塩から成る群から選択される少なくとも1種類
の有機酸が加えられた、不定胚の収量増加用培地。
10. Forming cells in a nutrient medium used for plant cell tissue culture, which have an improved ability to undergo somatic embryogenesis when the cells are exposed to favorable hormones and nutrient conditions for regeneration. Medium for increasing the yield of somatic embryo, to which at least one organic acid selected from the group consisting of citrate, malate, succinate, oxalate and tartrate is added in an amount sufficient to .
【請求項11】前記クエン酸塩の濃度が10〜25mMの範囲
にある請求項10記載の培地。
11. The medium according to claim 10, wherein the citrate concentration is in the range of 10 to 25 mM.
【請求項12】前記リンゴ酸塩の濃度が10〜100mMの範
囲にある請求項10記載の培地。
12. The medium according to claim 10, wherein the malate concentration is in the range of 10 to 100 mM.
【請求項13】前記コハク酸塩の濃度が30〜80mMの範囲
にある請求項10記載の培地。
13. The medium according to claim 10, wherein the succinate concentration is in the range of 30 to 80 mM.
【請求項14】前記酒石酸塩の濃度が10〜100mMの範囲
にある請求項10記載の培地。
14. The medium according to claim 10, wherein the concentration of the tartrate salt is in the range of 10 to 100 mM.
【請求項15】前記蓚酸塩の濃度が5〜20mMの範囲にあ
る請求項10記載の培地。
15. The medium according to claim 10, wherein the oxalate concentration is in the range of 5 to 20 mM.
【請求項16】不定胚形成または不定胚の転換を促進す
るのに十分な量の前記還元型窒素源を更に含む請求項10
記載の培地。
16. The method according to claim 10, further comprising a reduced nitrogen source in an amount sufficient to promote somatic embryogenesis or somatic embryo conversion.
The described medium.
【請求項17】前記還元型窒素源が、プロリン、アラニ
ン、アルギニン、グルタミンおよびアスパラギンから成
る群から選択される少なくとも1種類の物質を含む請求
項16記載の培地。
17. The culture medium according to claim 16, wherein the reduced nitrogen source contains at least one substance selected from the group consisting of proline, alanine, arginine, glutamine and asparagine.
【請求項18】各選択された前記還元型窒素源が、 濃度10〜300mMのプロリン、 濃度10〜200mMのアラニン、 濃度2.5〜80mMのアルギニン、 濃度5〜100mMのグルタミン及び 濃度2.5〜80mMのアスパラギン から成る群から選択される請求項17記載の培地。18. The selected reduced nitrogen source comprises proline at a concentration of 10 to 300 mM, alanine at a concentration of 10 to 200 mM, arginine at a concentration of 2.5 to 80 mM, glutamine at a concentration of 5 to 100 mM, and asparagine at a concentration of 2.5 to 80 mM. The culture medium according to claim 17, which is selected from the group consisting of:
JP63149238A 1987-06-16 1988-06-16 Improved somatic embryogenesis method and medium using organic acids Expired - Fee Related JP2688621B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6313787A 1987-06-16 1987-06-16
US63137 1987-06-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6423891A JPS6423891A (en) 1989-01-26
JP2688621B2 true JP2688621B2 (en) 1997-12-10

Family

ID=22047170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63149238A Expired - Fee Related JP2688621B2 (en) 1987-06-16 1988-06-16 Improved somatic embryogenesis method and medium using organic acids

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2688621B2 (en)
CA (1) CA1297823C (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4899335B2 (en) * 2005-04-26 2012-03-21 日油株式会社 Snow melting composition
JP4899369B2 (en) * 2005-07-29 2012-03-21 日油株式会社 Anti-icing agent
WO2008015736A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Keiichiro Asaoka Artificial seed

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Environmental and Experimental Botany,21 〔3/4〕 (1981) P.277−280
古川仁朗編著 「図解組織培養入門」 (昭60−5−10) 誠文堂新光社 P.132−135

Also Published As

Publication number Publication date
CA1297823C (en) 1992-03-24
JPS6423891A (en) 1989-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hachey et al. Efficient shoot regeneration of Brassica campestris using cotyledon explants cultured in vitro
US5008200A (en) Propagating multiple whole fertile plants from immature leguminous
US4801545A (en) Enhanced somatic embryogenesis using maltose
Grigoriadou et al. In vitro propagation of the Greek olive cultivarChondrolia Chalkidikis'
Buyukalaca et al. Somatic embryogenesis and plant regeneration of pepper in liquid media
De Gyves et al. Efficient method of micropropagation and in vitro rooting of teak (Tectona grandis L.) focusing on large-scale industrial plantations
Peng et al. Optimization of maturation process for somatic embryo production and cryopreservation of embryogenic tissue in Pinus koraiensis
AU731857B2 (en) Nutritive media and manufactured seeds comprising same
Donn Cell division and callus regeneration from leaf protoplasts of Vicia narbonensis
Minocha et al. Polyamines in embryogenic cultures of Norway spruce (Picea abies) and red spruce (Picea rubens)
Onay In Vitro organogenesis and embryogenesis of pistachio, Pistacia vera L.
EP0243469A1 (en) Methods and media for enhanced somatic embryogenesis
Sangwan et al. In vitro culture of Phragmites tissues. Callus formation, organ differentiation and cell suspension culture
Aghaye et al. Culture of Gisela 6 Semi-dwarf Rootstock
Gerdakaneh et al. The effects of carbohydrate source and concentration on somatic embryogenesis of strawberry (Fragaria× ananassa Duch.)
Lam Regeneration of plantlets from single cells in potatoes
Pasquale et al. Somatic embryogenesis from styles of different cultivars of Citrus limon (L.) Burm
JP2688621B2 (en) Improved somatic embryogenesis method and medium using organic acids
Gill et al. Somatic embryogenesis and plantlet regeneration on calluses derived from seedling explants of ‘Kinnow’mandarin (Citrus nobilis Lour,× Citrus deliciosa Tenora)
Salajova et al. Somatic embryogenesis in Pinus nigra Arn.
JPH0322934A (en) Production of plant seedling
Mii et al. Shoot regeneration from spinach hypocotyl segments by short term treatment with 5, 6-dichloro-indole-3-acetic acid
US4818693A (en) Methods and materials for enhanced somatic embryo regeneration in the presence of auxin
Arnold Effect of sucrose on starch accumulation in and adventitious bud formation on embryos of Picea abies
Chaturvedi et al. Induced nucellar embryogenesis in vitro for clonal multiplication of Mangifera indica L. var. Ambalavi: A dwarfing rootstock

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees