JP7020288B2 - イソプレノイド含有植物の組織培養用培地、及びそれを用いた発根促進方法、並びにイソプレノイド含有植物の植物体の生産方法 - Google Patents
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Description
本発明はかかる知見に基づいて完成したものであり、下記の実施形態を有する。
(I-1)イソプレノイド含有植物の組織培養に用いられるWPM培地。
当該発明は、イソプレノイド含有植物を組織培養するためのWPM培地の使用、またはイソプレノイド含有植物の組織培養用培地を製造するためのWPM培地の使用とも言い換えることができる。
(I-2)前記WPM培地が、さらに糖を含有するものである、(I-1)に記載の培地。
(I-3)前記糖が単糖及び二糖からなる群より選択される少なくとも一種、好ましくはショ糖またはトレハロースである、(I-2)に記載の培地。
(I-4)前記WPM培地が、さらにビタミン類を含有するものである、(I-1)~(I-3)のいずれかに記載に記載する培地。
(I-5)前記ビタミン類が、ビタミンB群より選択される少なくとも一種である、(I-4)に記載の培地。
(I-6)前記WPM培地が、さらにアミノ酸を含有するものである、(I-1)~(I-5)のいずれかに記載する培地。
(I-7)前記アミノ酸がタンパク質構成アミノ酸、好ましくはグリシン、グルタミン及びアスパラギンからなる群より選択される少なくとも1種である、(I-6)に記載の培地。
(I-8)前記WPM培地が、さらに固形化剤を含有するものである、(I-1)~(I-7)のいずれかに記載の培地。
(I-9)前記固形化剤が、ゲランガム(ゲルライト、ファイタゲル、ジェランガム)、ネイティブジェランガム、寒天、ゼラチン、ペクチン、カラギーナン、デンプン、グアーガム、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、及びタマリンドガムからなる群より選ばれる少なくとも一種である、(I-8)に記載の培地。
(I-10)イソプレノイド含有植物の組織培養における発根率を向上させるために使用される培地である、(I-1)~(I-9)のいずれかに記載の培地。
(I-11)植物ホルモン、好ましくはオーキシンを実質的に含有していない、(I-1)~(I-10)のいずれかに記載の培地。
(I-12)前記イソプレノイド含有植物が、マメ科カンゾウ属、バラ科マルメロ属、ナシ属、ナナカマド属、サンザシ属、シャリントウ属、ニガキ科ニガキ属、ミカン科キハダ属、ウコギ科オタネニンジン属、オモダカ科サジオモダカ属、マチン科マチン属、トウダイグサ科トウダイグサ属、イネ科イネ属、オオムギ属、チガヤ属、アブラナ科アブラナ属、キンポウゲ科サラシナショウマ属、フタバガキ科サラノキ属、HOPEA属、マメ科ルピナス属、カバノキ科カバノキ属、クロウメモドキ科ナツメ属、カンラン科カンラン属、シソ科ウツボグサ属、ツツジ科アルクトスタフィロス属、オオバコ科オオバコ属、モチノキ科モチノキ属、リンドウ科リンドウ属、フトモモ科フトモモ属、キキョウ科キキョウ属、ヒメハギ科ヒメハギ属、セリ科ミシマサイコ属、ツバキ科ツバキ属、ミカン科キハダ属、またはゴシュユ属からなる群より選択される少なくとも1つに属するトリテルペン含有植物である、(I-10)または(I-11)に記載する。
(I-13)前記イソプレノイド含有植物が、マメ科カンゾウ属、マメ科マメ属、マメ科アカシア属、マメ科ゲンゲ属、ウコギ科トチバニンジン属、ウコギ科ウコギ属、ウコギ科タラノキ属、アケビ科アケビ属植物、キク科シオン属、キキョウ科キキョウ属、ヒメハギ科ヒメハギ属、ユリ科アマドコロ属、ユリ科シオデ属、ツバキ科ツバキ属、セリ科ミシマサイコ属、ナデシコ科ドウカンソウ属、ナデシコ科サボンソウ属、トチノキ科トチノキ属、イネ科カラスムギ属、キョウチクトウ科ギムネマ属、及びウリ科アマチャズル属からなる群より選択される少なくとも1つに属するトリテルペン配糖体含有植物である、(I-10)または(I-11)に記載する培地。
(I-14)前記イソプレノイド含有植物がマメ科カンゾウ属植物である(I-1)~(I-13)のいずれかに記載の培地。
(II-1)(I-1)~(I-14)のいずれかに記載の培地を用いてイソプレノイド含有植物の組織を培養する工程を有する、当該植物の植物体の生産方法。
(II-2)前記組織がイソプレノイド含有植物の生長点を含む近傍組織である(II-1)に記載の生産方法。
(II-3)前記イソプレノイド含有植物がマメ科カンゾウ属に属する植物である(II-1)または(II-2)に記載する生産方法。
(III-1)(I-1)~(I-14)のいずれかに記載の培地を用いてイソプレノイド含有植物の組織を培養する工程を有する、当該植物の発根促進方法。
(III-2)前記組織がイソプレノイド含有植物の生長点を含む近傍組織である(III-1)に記載の発根促進方法。
(III-3)前記イソプレノイド含有植物がマメ科カンゾウ属に属する植物である(III-1)または(III-2)に記載する発根促進方法。
(III-4)発根を促進するとともに、根重量の増加を促進させる方法である、(III-1)~(III-3)のいずれかに記載する発根促進方法。
(1)イソプレノイド含有植物
本発明が対象とする植物は、その植物体の少なくとも一部位にスクワレンを前駆体とするイソプレノイド含有する植物である。具体的には、植物の生育過程において植物体の少なくとも一部位にイソプレノイドが生成されて含有(貯蔵・蓄積)するものである。つまり当該植物はイソプレノイド産生植物であるといえるが、本発明では当該植物をイソプレノイド含有植物と称する。
イソプレノイド含有植物の組織培養用培地(以下、単に「本発明培地」と称する)には、下記表1に記載する成分を含有するWPM(Woody Plant medium)培地を基本培地として用いることができる。WPM培地は、本発明とは対象が異なる木本(樹木)植物の器官やカルスを培養するための基本培地として従来より使用されており、その組成及び調製方法はそれに従うことができる。
前述する本発明培地を用いてイソプレノイド含有植物の組織片を培養することで、後述する実験例に示すように、イソプレノイド含有植物の発根を促進し、発根率を向上することができる。その結果、より効率的にイソプレノイド含有植物の成形を生産することが可能になる。
マメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の種子から調製した腋芽(茎頂含む)を、種々の培地を用いて培養し、発根率を比較した。
ウラルカンゾウの種子を、試験管内の培地に無菌状態で播種して、クローン増殖した組織培養苗を得た。組織培養苗の調製は、具体的には以下のとおり行った。
1.ウラルカンゾウの種子を10倍希釈したアンチホルミンに5分浸漬して種子表面を殺菌した後、滅菌水で3回すすぐ。
2.表面殺菌した種子を試験管内の培地(MS培地またはWPM(Woody Plant Medium)培地)上に静置(24±1℃、16時間日長3000~6000lux、暗期8時間)し、発芽させる。
3.発芽後、2~4週間程度培養し成長した腋芽または/および茎頂を有する組織片(苗条の地上部の一部)を無菌的に切取り、これを検体として、表4に記載する培地1-1~1-5に挿しつけて培養する。培養は、24±1℃、16時間日長3000~6000lux、暗期8時間の条件で1ヶ月間行う。
[数1]
発根率(%)=(発根した検体数/検体総数)×100
結果を表4に併せて示す。
ベースとする基本培地として表2に記載するWPM培地を用いて、これにアミノ酸または/および炭素源を配合してイソプレノイド含有植物の組織培養用培地を調製した(表5)。これに、実験例1と同様の方法でマメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の種子から調製した腋芽または/および茎頂を含む組織片(苗条)を挿し付け、実験例1と同様に培養して、培養から2週間後、各検体について目視により発根の有無を確認し、実験例1と同様にして発根率を評価比較した。
ベースとする基本培地として表3に記載するアミノ酸及びビタミン類含有WPM培地を用いて、これにアミノ酸または/および炭素源を配合してイソプレノイド含有植物の組織培養用培地を調製した(表6)。これに、実験例1と同様の方法でマメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の種子から調製した腋芽または/および茎頂を含む組織片(苗条)を挿し付け、実験例1と同様にして培養して、培養から2週間後、各検体について目視により発根の有無を確認し、実験例1と同様にして発根率を評価比較した。
ベースとする基本培地として表3に記載するアミノ酸及びビタミン類含有WPM培地を用いて、これにアミノ酸または/および炭素源を配合してイソプレノイド含有植物の組織培養用培地を調製した(表7)。これに、実験例1と同様の方法でマメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の種子から調製した腋芽または/および茎頂を含む組織片(苗条)を挿し付け、実験例1と同様にして培養して、培養から1ヶ月間後、各検体について目視により発根の有無を確認し、実験例1と同様にして発根率を評価比較した。
ベースとする基本培地として表2に記載するWPM培地または表3に記載するアミノ酸及びビタミン類含有WPM培地を用いて、これにアミノ酸または/および炭素源を配合してイソプレノイド含有植物の組織培養用培地を調製した(表8)。これに、実験例1と同様の方法でマメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の種子から調製した腋芽および/または茎頂を含む組織片(苗条)を挿し付け、実験例1と同様にして培養して、培養から1ヶ月間後、各検体について目視により発根の有無を確認し、実験例1と同様にして発根率を評価比較した。
ベースとする基本培地として表2に記載するWPM培地または表3に記載するアミノ酸及びビタミン類含有WPM培地を用いて、これにアミノ酸または/および炭素源を配合してイソプレノイド含有植物の組織培養用培地(No.6-1~6-4)を調製した(表9)。なお、これらの培地のうち、培地No.6-1は培地No.2-1(実験例2)、培地No.6-2は培地No.2-2(実験例2)、培地No.6-3は培地No.3-1(実験例3)、培地No.6-4は培地No.3-4(実験例3)及び培地No.4-3(実験例4)と同じものであり、いずれもマメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の培養組織の2週間の培養で100%発根が認められた培地である。これに、実験例1と同様の方法でマメ科カンゾウ属植物(ウラルカンゾウ)の種子から調製した腋芽および/または茎頂を含む組織片(苗条)を挿し付け、実験例1と同様にして2週間培養した。培養後、発根した組織片を培地から引き抜き、蒸留水で2回洗浄した後、各検体の全体像を写真に撮るとともに(図1)、各検体を根部と地上部とに分けて、長さと重さ(総湿重量)を測定した。
実験例1及び6の実験を、ウラルカンゾウに代えてスペインカンゾウ、チョウカカンゾウ、及びロシアカンゾウを用いて同様に行うことで、同様の結果を得ることができた。このことから、本発明培地は、地下部にグリチルリチン等のトリテルペン配糖体を含有するウラルカンゾウ、スペインカンゾウ、チョウカカンゾウ、及びロシアカンゾウ等のマメ科カンゾウ属植物の組織培養時における発根促進(発根率向上)または/及び根重量の増加促進に有用である。
Claims (5)
- イソプレノイド含有植物(但し、バラ科マルメロ属植物及びマメ科アカシア属植物を除く)の生長点を含む近傍組織(毛状根を含む根を除く)の組織培養に用いられる、糖及びアミノ酸、又は糖、アミノ酸及びビタミン類を含有し、植物ホルモンを含有しないWPM(Woody Plant medium)培地(但し、ベンジルアミノプリンまたは4,4,4-トリフルオロ-3(3-インドリル)酪酸を含むWPM培地を除く)を用いてイソプレノイド含有植物(但し、バラ科マルメロ属植物及びマメ科アカシア属植物を除く)の生長点を含む近傍組織(毛状根を含む根を除く)を培養する工程を有する、当該植物の植物体の生産方法。
- 前記イソプレノイド含有植物がマメ科カンゾウ属植物である請求項1に記載する生産方法。
- イソプレノイド含有植物(但し、バラ科マルメロ属植物及びマメ科アカシア属植物を除く)の生長点を含む近傍組織(毛状根を含む根を除く)の組織培養に用いられる、糖及びアミノ酸、又は糖、アミノ酸及びビタミン類を含有し、植物ホルモンを含有しないWPM(Woody Plant medium)培地(但し、ベンジルアミノプリンまたは4,4,4-トリフルオロ-3(3-インドリル)酪酸を含むWPM培地を除く)を用いてイソプレノイド含有植物(但し、バラ科マルメロ属植物及びマメ科アカシア属植物を除く)の生長点を含む近傍組織(毛状根を含む根を除く)を培養する工程を有する、当該植物の発根促進方法。
- 前記イソプレノイド含有植物がマメ科カンゾウ属植物である請求項3に記載する発根促進方法。
- 発根を促進するとともに、根重量の増加を促進させる方法である、請求項3または4に記載する発根促進方法。
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