JP7045007B2 - Artificial cultivation of fungal heterotrophic Orchidaceae plants - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 日本植物分類学会第16大会ポスター発表
本発明は、菌従属栄養ラン科植物の人工栽培に関する。 The present invention relates to artificial cultivation of fungal heterotrophic Orchidaceae plants.
従来、菌従属栄養ラン科植物の人工栽培方法が知られている(例えば、特許文献1~3)。
Conventionally, artificial cultivation methods of fungal heterotrophic Orchidaceae plants are known (for example,
しかし、特許文献1、2には、シナノショウキランの人工培養方法が記載されているが、シナノショウキランの人工培養するために環境を無菌にしなければならない。また、特許文献3には、ラン科植物の共生菌との共生を促進するための方法が記載されているが、ラン科植物の発芽を促進するために、ジベレリン阻害剤、サリチル酸、およびサリチル酸誘導体からなる群より選択される物質を含む剤を用いる必要があり、共生発芽系においては、特定の菌(ツラネスラ属の菌)を用いなければならない。また、特許文献3に示す発明では、菌従属栄養ラン科植物の発芽を促進することが可能であるものの、開花や結実までの育成が可能であるかは不明である。さらに付言すると、これまでに、菌従属栄養ラン科植物のオニノヤガラ属のヤツシロラン(例えば、クロヤツシロラン、アキザキヤツシロラン、ハルザキヤツシロラン)の開花・結実を可能とする人工栽培方法は確立されていない。
However, although
本発明の目的は、菌従属栄養ラン科植物の発芽から結実までを可能とする人工栽培方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an artificial cultivation method capable of from germination to fruiting of a fungal heterotrophic Orchidaceae plant.
上記目的は、菌従属栄養ラン科植物の培地として、腐植進行中の原木と複数の腐植進行中の球果を用い、前記培地がある室内環境を温度15℃~30℃、湿度70%以上にする、菌従属栄養ラン科植物の育成方法、によって達成される。 For the above purpose, as a medium for fungal heterotrophic Orchidaceae plants, logs in progress of rot and a plurality of bulbs in progress of rot are used, and the indoor environment in which the medium is located is set to a temperature of 15 ° C to 30 ° C and a humidity of 70% or more. It is achieved by the method of growing orchidaceous plants, which are heterotrophic to fungi.
本発明によれば、菌従属栄養ラン科植物の人工栽培が可能となる。 According to the present invention, artificial cultivation of fungal heterotrophic Orchidaceae plants becomes possible.
以下、本発明の実施形態による菌従属栄養ラン科植物の人工栽培方法を説明する。 Hereinafter, a method for artificially cultivating a fungal heterotrophic Orchidaceae plant according to an embodiment of the present invention will be described.
図1を用いて、菌従属栄養ラン科植物のオニノヤガラ属のヤツシロラン類(クロヤツシロラン、アキザキヤツシロラン、ハルザキヤツシロラン)の人工培養を行うための育成キット100を説明する。図1(a)は、育成キット100の側面図であり、図1(b)は、育成キット100の正面図である。
Using FIG. 1, a
育成キット100は、半透明のプラスチックケース11(蓋11a、筺体11bで構成される)に、筺体11bの中央に腐植進行中の丸太20を配置し、丸太20の周辺には腐葉土40と腐植進行中の杉の葉にできる球果30を敷き詰め、筺体11bの開口部を被うように水分吸収材13(本実施の形態では、ガーゼを使用)とビニール12を被せ、蓋11aを閉め密閉状態となるように構成される。
In the
育成キット100内に配置される丸太20、球果30、および/または腐葉土40上にヤツシロラン(クロヤツシロラン、アキザキヤツシロラン、ハルザキヤツシロラン)の種子をまんべんなく広がるように播種する。播種は、ヤツシロランの産地の培地(丸太2、球果30、腐葉土40)と種子を組み合わせるのが好適であるが、ヤツシロランの産地の培地と種子を組み合わせない場合があってもよい。なお、本発明の実施形態による菌従属栄養ラン科植物の人工栽培方法の有効性を確認する実験として、クロヤツシロランの種子を神奈川県、および静岡県、ハルザキヤツシロランの種子を徳島県、アキザキヤツシロランの種子を静岡県の各自生地より採取し、もしくは実験室内で自家受粉させて採取した。また、丸太20、球果30、腐葉土40は、クロヤツシロランの人工栽培において神奈川県の自生地より採取し、アキザキヤツシロランの人工栽培において高知県と神奈川県の自生地より採取し、ハルザキヤツシロランの人工栽培において徳島県の自生地より採取した。クロヤツシロランの人工栽培における丸太20は、腐植進行中の杉を採用し、球果30は、腐植進行中の杉の球果を採用し、腐葉土40は、杉の腐葉土を採用した。アキザキヤツシロランの人工栽培における丸太20は、腐植進行中のモウソウチクを採用し、球果30は、腐植進行中の杉の球果を採用し、腐葉土40は、モウソウチクの腐葉土を採用した。また、ハルザキヤツシロランの人工栽培における丸太20は、腐植進行中のスダジイを採用し、球果30は、腐植進行中の杉の球果を採用し、腐葉土40は、スダジイ林腐葉土を採用した。なお、丸太20、球果30、腐葉土40は、上記以外を採用する場合があってもよい。また、丸太20のみで培地を構成してもよいし、球果30のみで培地を構成してもよいし、腐葉土40のみで培地を構成してもよいし、丸太20と球果30で培地を構成してもよいし、丸太20と腐葉土40で培地を構成してもよいし、球果30と腐葉土40で培地を構成してもよい。なお、球果30は、杉の球果を採用するのが好ましいが、杉以外の針葉樹(例えば、ヒノキ科、イヌマキ科、コウヤマキ科、またはマツ科)の球果であってもよい。
Seeds of Yatsushiroran (Kuroyatsushiroran, Akizakiyatsushiroran, Haruzakiyatsushiroran) are sown evenly on the
育成キット100を用いたヤツシロランの人工栽培は、育成キット100内の室内温度を15℃~30℃、室内湿度を70%以上に保ち、花茎抽出までは育成キット100に段ボールをかぶせて育成キット100内を暗黒条件下にし、花茎抽出後は、育成キット100内を光条件下(昼間は明るく夜間は暗くする)に移行することで行われる。湿度を70%以上に保つたに、天然水もしくは蒸留水を定期的に噴霧器にて湿度状態を確認しながら適宜散水する。なお、育成キット100内の室内温度を好ましくは18℃~27℃、さらに好ましくは20℃~25℃、室内湿度を好ましくは75%~90%、さらに好ましくは80%~85%に保つ。温度を20℃~25℃、湿度を80%~85%にすることで、ヤツシロラン類の生育や共生菌の活動を最も活発にし、1個体から年3回開花・結実を可能にするなど短期間に発芽生育が可能となった。なお、ヤツシロランの花茎抽出までは育成キット100内を暗黒条件にするのが好ましいが、育成キット100内を光条件下としても、ヤツシロランの育成が可能であることを確認した。
In the artificial cultivation of Yatsushiroran using the growing
<クロヤツシロランの人工栽培>
クロヤツシロランの人工栽培の結果を図2に示す。クロヤツシロランの種子は発芽しプロトコームを形成した。塊茎原基はプロトコーム形成後、ボール状になったプロトコームの頂上部より苞を形成し、それが割れて形成された。根もプロトコームの左右両サイドより発達した。開花後も根の一つは優先的に連続的に伸長した。塊茎は播種後4か月ほどで発育をストップし、シュート形成が起こる。抽苔後一か月で開花し、さく果は自然条件下で開花後約20-30日後成熟し裂開する。詳細は、クロヤツシロランは杉培地で播種から発芽まで17日~約2か月を要し、プロトコーム、塊茎原基、根、開花、結実は播種後それぞれ、20-65日、25-80日、30-82日、154-299日、194-321日を要した。クロヤツシロランの花の中には播種後154日で咲くものもあった。人工培養法では、生育開花促進効果がみられ、大きな塊茎個体では年三回開花・結実するものもみられた。これら発育スピードは1年に1回咲く自然条件下と比較してかなりの効果的なスピードアップとなった。さらに栄養条件や生育環境が悪い場合、開花に数年、もしくは開花しない、塊茎が消失、菌と出会えず発芽しないこともあることから画期的な培養システムといえる。
<Artificial cultivation of black shiroran>
Figure 2 shows the results of artificial cultivation of kuroyatsushiroran. The seeds of Kuroyatsushiroran germinated to form a protocomb. After the tuber primordium was formed, the tuber primordium formed bracts from the top of the ball-shaped protocomb, which were split and formed. The roots also developed from the left and right sides of the protocomb. Even after flowering, one of the roots grew preferentially and continuously. The tubers stop growing about 4 months after sowing, and shoot formation occurs. It blooms one month after moss extraction, and the fruit matures and dehiscences about 20-30 days after flowering under natural conditions. For details, it takes 17 days to about 2 months from sowing to germination of kuroyatsushiroran in cedar medium, and protocomb, tuber primordium, roots, flowering, and fruiting are 20-65 days, 25-80 days, and 30 days after sowing, respectively. It took -82 days, 154-299 days, and 194-321 days. Some of the flowers of Kuroyatsushiroran bloomed 154 days after sowing. The artificial culture method showed the effect of promoting growth and flowering, and some large tuber individuals flowered and set fruit three times a year. These growth speeds were considerably more effective than the natural conditions of blooming once a year. Furthermore, if the nutritional conditions and growing environment are poor, it may take several years to flower, or it may not bloom, the tubers may disappear, and the fungus may not be encountered and germination may not occur, so it can be said to be an epoch-making culture system.
<アキザキヤツシロランの人工栽培>
アキザキヤツシロランの人工栽培の結果を図2に示す。アキザキヤツシロランは杉、モウソウチク培地で、播種後から発芽まで8-36日、その後プロトコーム、塊茎原基、根、開花、結実は播種後それぞれ、33-53日、44-79日、50-83日、154-340日、245日を要した。杉培地は開花・結実に有効であった。また、アキザキとクロヤツシロランは同じ培地で共に生育することが可能であることが確認された(図3参照)。アキザキヤツシロランはプロトコーム時にクロヤツシロラン塊茎と同じ菌糸を共有することが確認された(図3に示す黒矢印: クロヤツシロラン、白矢印:アキザキヤツシロラン)。また、クロヤツシロランとアキザキヤツシロランは同じ培地で同じような生育スピードを示すことも確認された。このことは菌根菌とヤツシロラン類の種特異性が低いことを示しているものと思われる。
<Artificial cultivation of Akizaki Yatsushiroran>
The result of artificial cultivation of Akizakiyatsushiroran is shown in FIG. Akizakiyatsushiroran is a cedar and moso bamboo medium from seeding to germination 8-36 days, after which protocomb, tuber primordium, roots, flowering and fruiting are 33-53 days, 44-79 days and 50-, respectively. It took 83 days, 154-340 days, and 245 days. Sugi medium was effective for flowering and fruiting. It was also confirmed that Akizaki and Kuroyatsushiroran can grow together in the same medium (see FIG. 3). It was confirmed that Akizakiyatsushiroran shares the same hyphae as Kuroyatsushiroran tubers at the time of protocomb (black arrow: Kuroyatsushiroran, white arrow: Akizakiyatsushiroran shown in FIG. 3). It was also confirmed that Kuroyatsushiroran and Akizakiyatsushiroran show similar growth speeds in the same medium. This seems to indicate that the species specificity of mycorrhizal fungi and Yatsushirorans is low.
<ハルザキヤツシロランの人工栽培>
ハルザキヤツシロランの人工栽培の結果を図2に示す。ハルザキヤツシロランは杉培地・スダジイ培地では播種から発芽まで13-30日要し、プロトコーム、塊茎原基、根形成は播種後それぞれ、15-32日、30-45日、30-45日を要した。なお、発芽は自然条件下よりも早いことを確認した。
<Artificial cultivation of Haruzaki Yatsushiroran>
Figure 2 shows the results of artificial cultivation of Haruzaki Yatsushiroran. Harusakiyatsushiroran takes 13-30 days from sowing to germination in Sugi medium and Castanopsis sieboldii medium, and protocomb, tuber primordium, and root formation take 15-32 days, 30-45 days, and 30-45 days, respectively, after sowing. It took. It was confirmed that germination was faster than under natural conditions.
<培地と種子の産地>
さらに、本実施形態による人工栽培方法を用いて以下のような実験結果を得た。
(ア)神奈川県で採取した培地(杉の丸太20、杉の球果30、杉の腐葉土40)にて、神奈川県(培地と同じ場所)で採取したクロヤツシロランと静岡県(培地と異なる場所)で採取したクロヤツシロランの人工栽培が可能であることを確認した。
(イ)徳島県で採取した培地(スダジイの丸太20、杉の球果30、スダジイの腐葉土40)にて、徳島県(培地と同じ場所)で採取したハルザキヤツシロランと静岡県(培地と異なる場所)で採取したアキザキヤツシロランの人工栽培が可能であることを確認した。
(ウ)高知県で採取した培地(モウソウチクの丸太20、杉の球果30、モウソウチクの腐葉土40)にて、静岡県(培地と異なる場所)で採取したアキザキヤツシロランの人工栽培が可能であることを確認した。
<Medium and seed production area>
Furthermore, the following experimental results were obtained using the artificial cultivation method according to this embodiment.
(A) Kuroyatsushiroran and Shizuoka prefecture (different from the medium) collected in Kanagawa prefecture (same place as the medium) in the medium (20 cedar logs, 30 cedar bulbs, 40 cedar leaf soil) collected in Kanagawa prefecture. It was confirmed that it is possible to artificially cultivate the black shiroran collected in.
(B) Haruzaki Yatsushiroran and Shizuoka Prefecture (with the medium) collected in Tokushima Prefecture (the same place as the medium) in the medium (20 logs of Castanopsis sieboldii, 30 sugi bulbs, 40 leaves of Castanopsis sieboldii) collected in Tokushima Prefecture. It was confirmed that artificial cultivation of Akizakiyatsushiroran collected in different places) is possible.
(C) It is possible to artificially cultivate Akizakiyatsushiroran collected in Shizuoka prefecture (a place different from the medium) using the medium collected in Kochi prefecture (20 logs of moso bamboo, 30 cones of cedar, 40 leaf soil of moso chiku). I confirmed that there was.
<ヤツシロラン類の菌根菌の同定>
プロトコームを用いてCTAB法でゲノムを抽出した。菌が保持するrDNA中ITS領域をITS1F-ITS4BプライマーおよびTakaRa Ex Taq キットを用いて増幅した。PCR反応液は、DNA抽出物2μl、 Ex Taq polymerase 0.05μl、 各プライマー 10μM、dNTP mix 0.25μM、10x buffer を収量10μlになるように調整した。反応液をicyclerによりサイクル前の熱変性を94℃で5分、熱変性を94℃で30秒、アニーリングを55℃で30秒、伸長反応を72℃で1分のサイクルを30回行ったのち、最後の伸長を72℃で7分間行った。PCR産物は、EconoSpinを用いて精製した。精製したPCR産物でダイレクトシークエンスを行った。得られたDNA配列はBLAST検索を行った。GeneBankより得られた複数の配列に基づいてClustalXで系統樹を作成した。
<Identification of mycorrhizal fungi of Yatsushiroran>
The genome was extracted by the CTAB method using a protocomb. The ITS region in rDNA retained by the bacterium was amplified using the ITS1F-ITS4B primer and the TakaRa Ex Taq kit. The PCR reaction solution was adjusted to a yield of 2 μl of DNA extract, 0.05 μl of Ex Taq polymerase, 10 μM of each primer, 0.25 μM of dNTP mix, and 10 x buffer. The reaction solution was subjected to a cycle of heat denaturation at 94 ° C. for 5 minutes, annealing at 94 ° C. for 30 seconds, annealing at 55 ° C. for 30 seconds, and extension reaction at 72 ° C. for 1
<菌根菌の分子レベルでの同定>
本研究における人工培養方を用いて、オニノヤガラ属のヤツシロラン類の菌根菌同定を試みた。ITS領域から得た配列に基づき菌根菌の同定を行った。図4は、クロヤツシロラン(神奈川県)およびハルザキヤツシロラン(徳島県)のプロトコームと育成キット100の培地より同定した菌根菌のテーブルである。クロヤツシロラン(神奈川県)およびハルザキヤツシロラン(徳島県)のプロトコームから得られたITS配列は、それぞれ学名(Diplomitoporus rimosus)と学名(Thelepurus membranaeus)と99%以上の相同率で一致した。これらの菌根菌は、それぞれのスギ培地およびスダジイ培地からも同様の結果が検出された。この結果は、人工培養方を用いることでオニノヤガラ属のヤツシロラン類の生長に必要な菌を同定するためにも効率的であることがわかった。学名(Diplomitoporus rimosus)および学名(Theleporus membranaeus)のそれぞれの菌根菌は、いずれもPolyporalesタマチョレイタケ目の一種であることに共通性がある。したがって、これらの菌根菌の名前をNCBIから検索して同種の登録されているITS領域のゲノム配列を比較させてClastalWで解析しNJplotで系統樹の作成を行った。その結果は、これら2種はあまり近い関係にあるわけではないことがわかった。また、菌根菌の同定において、他種の菌も検出された。アキザキヤツシロランおよびハルザキヤツシロランのプロトコームから得られたITS配列において、学名(Trechispora)、学名(Corticium)、学名(Mycena spp)の菌根菌も検出された。しかし、検出されたこれらの菌種とは相同性が低かったため、オニノヤガラ属のヤツシロラン類の生育において依存した関係性があることを見出すことはできなかった。しかし、これらをもってオニノヤガラ属のヤツシロラン類が生長を良好に行う上で非特異的に複数の菌根菌との共生関係を保持しているということが示唆された。
<Identification of mycorrhizal fungi at the molecular level>
Using the artificial culture method in this study, we attempted to identify the mycorrhizal fungi of Gastrodia elata. Mycorrhizal fungi were identified based on the sequences obtained from the ITS region. FIG. 4 is a table of mycorrhizal fungi identified from the medium of the protocomb of Kuroyatsushiroran (Kanagawa Prefecture) and Haruzakiyatsushiroran (Tokushima Prefecture) and the
以上のことから、育成キット100を用いたオニノヤガラ属のヤツシロラン類の人工栽培において次の結果が得られた。
・クロヤツシロラン
杉培地にて人工栽培に成功し、同一個体で年3回の開花・結実が可能であることが確認された。また、菌根菌の一つは、学名(Diplomitoporus rimosus)であることが確認された。
・アキザキヤツシロラン
杉培地、モウチク培地にて人工栽培に成功した。また、菌根菌の一つは、学名(Gerronema stronbodes)であることが確認された。
・ハルザキヤツシロラン
杉培地、スダジイ培地にて人工栽培に成功した。また、菌根菌の一つは、学名(Theleporus membranaeus)であることが確認された。
From the above, the following results were obtained in the artificial cultivation of Gastrodia elata using the
・ Succeeded in artificial cultivation on Sugi medium, it was confirmed that the same individual can flower and bear fruit three times a year. In addition, it was confirmed that one of the mycorrhizal fungi has a scientific name (Diplomitoporus rimosus).
・ Succeeded in artificial cultivation in Akizakiyatsushiroran cedar medium and mouchiku medium. In addition, it was confirmed that one of the mycorrhizal fungi has a scientific name (Gerlonema strandodes).
・ Succeeded in artificial cultivation in Sugi medium and Castanopsis sieboldii medium. Moreover, it was confirmed that one of the mycorrhizal fungi has a scientific name (Theleporus membranaeus).
上記の実験結果より、スギの腐植球果が菌根菌の繁殖及びヤツシロランの生育に好影響を与えたことが確認された。杉の球果の中には多種多様な菌糸が発達しているものが多くみられ、共生菌にとって杉の球果の複雑な3-D構造が、菌にとって適度な湿度と気相を兼ね備えた良い生育環境であり、杉球果を培地に加えることが共生菌の生育活動を活発化させ本人工栽培について好影響を与えたことが確認された。また、ガーゼを天井面に設置したことが過剰な結露と結露の落下を防ぎ程よい湿度が保たれ、人工栽培に好影響を与えたことも確認された。また、育成キット100内の室温を20~25℃付近に保ち、かつ育成キット100内の湿度を80~85%付近に保つことで、ヤツシロラン類の生育や共生菌の活動を活発にすることも確認された。なお、ヤツシロランは複数の共生菌と各生長過程で異なる菌根菌と共生することを示唆する結果も得られた。
From the above experimental results, it was confirmed that the humus cones of Sugi had a positive effect on the growth of mycorrhizal fungi and the growth of Yatsushiroran. Many of the cedar cones have developed a wide variety of hyphae, and the complex 3-D structure of the cedar cones for symbiotic fungi has an appropriate humidity and vapor phase for the fungi. It was confirmed that the growing environment was good, and that the addition of cedar cones to the medium activated the growth activity of the symbiotic fungi and had a positive effect on this artificial cultivation. It was also confirmed that the installation of gauze on the ceiling surface prevented excessive dew condensation and dew condensation, maintained a moderate humidity, and had a positive effect on artificial cultivation. In addition, by keeping the room temperature in the
また、上記の実験結果より得られたヤツシロランの塊茎から、ガストロジン(英名Gastrodin)が発見された。以下にヤツシロランの塊茎からガストロジンを抽出した方法を示す。
(ア)ヤツシロランの塊茎に適量の50%メタノールを加え、乳鉢で破砕する(塊根1g当たり、メタノール10ml使用)。
(イ)破砕後の塊根と抽出液をナスフラスコに移し、80℃の熱水中で還流しながら、10分程度抽出を行う。
(ウ)所定の濾紙を用いて抽出液を濾過し、粗抽出液とする。
(エ)粗抽出液に等量の石油エーテルを加え、分液漏斗を用いて分画し、水層を分液する(本例では3回繰り返す)。
(オ)水層に等量の酢酸エチルを加え、分液漏斗を用いて分画し、水層を分液する(本例では3回繰り返す)。
(カ)得られた水層をエバポレーターにより濃縮させる。
(キ)50%メタノールで再懸濁し、粗精製液とする。
以上の方法によって、ヤツシロランの塊茎からガストロジンを抽出した。また、開花直前の塊茎から、最も高濃度のガストロジン抽出液を取り出すことができた。なお、上記以外の方法でガストロジンを抽出する場合があってもよい。
また、本実施形態による菌従属栄養ラン科植物の人工栽培方法は、オニノヤガラの人工栽培においても有効であることも確認した。
In addition, gastrodin (English name: Gastrodin) was discovered in the tubers of Yatsushiroran obtained from the above experimental results. The method of extracting gastrodin from the tubers of Yatsushiroran is shown below.
(A) Add an appropriate amount of 50% methanol to the tubers of Yatsushiroran and crush them in a mortar (10 ml of methanol is used per 1 g of tubers).
(B) Transfer the crushed bulbs and the extract to an eggplant flask, and perform extraction for about 10 minutes while refluxing in hot water at 80 ° C.
(C) Filter the extract using a predetermined filter paper to obtain a crude extract.
(D) Add an equal amount of petroleum ether to the crude extract, fractionate using a separating funnel, and separate the aqueous layer (repeat 3 times in this example).
(E) Add an equal amount of ethyl acetate to the aqueous layer, fractionate using a separating funnel, and separate the aqueous layer (repeat 3 times in this example).
(F) The obtained aqueous layer is concentrated by an evaporator.
(G) Resuspend in 50% methanol to prepare a crude purified solution.
By the above method, gastrodin was extracted from the tubers of Yatsushiroran. In addition, the highest concentration of gastrodin extract could be extracted from the tubers immediately before flowering. In addition, gastrodin may be extracted by a method other than the above.
It was also confirmed that the artificial cultivation method of the fungal heterotrophic Orchidaceae plant according to the present embodiment is also effective in the artificial cultivation of Gastrodia elata.
これまでは、グループの菌が菌従属栄養植物の共生者とみなされており、例えばラン科シンビジウム属において、もっとも近縁の独立栄養植物と菌従属栄養植物でそれぞれが共生する菌の多様性を比較した結果、菌従属栄養植物の共生菌の多様性は格段に低くなり、菌従属ラン科植物と共生菌との間の種特異性は高いと考えられてきた。しかしながら、クロヤツシロランの根菌とアキザキヤツシロラン、ハルザキヤツシロランの根菌がアキザキヤツシロランと、またGaleola hydraの根菌がGaleola spとそれぞれ共生関係を樹立したとされ、これらの結果に共通するのは、根菌と共生したランが、根菌の分離元のランとそれぞれ同属であることであること、また、3種の同じオニノヤガラ属のヤツシロラン類の共生菌は、Mycenaceae Marasmiaceaeの割合が多いものの、多種多様な菌Ceratobasidiaceae、 Polyporaceae等が検出されており、本実施の形態による人工栽培方法の効果を確認する実験結果からも3種の同属のランに共通の共生関係を樹立するパートナーの根菌MycenaceaeもしくはPolyporaceaeの存在が確認され、これら3種のランについての根菌共生に関する種の特異性は低く、進化の途中で様々なリスク(例えば植物病原菌の犯されてしまう等)を冒しつつも将来に向けての様々の共生菌とのパートナーシップの関係性構築の模索中の過程である可能性が示された。よって、本実施の形態による人工栽培方法においては、特に特定の菌を抽出し種子を接種しなくても自生地周辺の腐葉土や腐植木を採取しその中に存在する多様な菌根菌を利用すれば菌従属栄養ラン科植物の人工栽培が十分栽培が可能であることが確認された。また、同じオニノヤガラ属のオニノヤガラについては漢方薬の薬効が知られており、栽培法については数多くの報告があるが、その他のオニノヤガラ属のラン科については無菌発芽については報告があるものの、その他栽培法に関する報告は全くない。また、本実施の形態による人工栽培方法による育成キット100を用いることで、短期間に大量の栽培が可能であることは、今までにない画期的増殖法でもある。オニノヤガラではナラタケと共生することで有名であるが、しかしこれは生育が進んでからの事で、発芽から実生の初期はクヌギタケ属の菌としか共生しないと報告されており、シュンラン属でも生育ステージごとに共生する菌の種類の組み合わせが変わるとされ、ヤツシロラン類においても生育ステージごとに最適な菌のパートナーがシフトする。したがって、共生菌の同定と単離培養、そして最適な菌の組み合わせを行い、本実施の形態による人工栽培方法に応用することで、単に園芸的な栽培利用の目的のみならず、絶滅危惧植物の増殖、さらには現地での播種や移植による生物多様性の保全、薬効成分のある菌従属栄養植物の医学分野への利用、地下部の形態を破壊せずに観察可能であること等から生物教育分野への教材として利用等の様々な可能性に道が開かれる。またこの方法ではヤツシロラン類の種子を3か月で入手できるためモデルプランツとして知られるアラビドプシスに相当するモデルプランツとしての役割の期待もあり、この方法で遺伝的に均一な個体の作出や開花期の調節、オニノヤガラ属間の交配も可能である。さらには自家受粉によるインブリード交配も可能となる。
Until now, the fungi of the group have been regarded as symbiotic plants of mycotrophic plants, for example, in the genus Symbidium of the Orchidaceae, the diversity of fungi that coexist in the most closely related independent and mycotrophic plants. As a result of comparison, it has been considered that the diversity of symbiotic fungi of fungal-dependent vegetative plants is significantly low, and the species specificity between fungal-dependent orchidaceous plants and symbiotic fungi is high. However, it is said that the root fungus of Kuroyatsushiroran and the root fungus of Akizakiyatsushiroran and Haruzakiyatsushiroran established a symbiotic relationship with Akizakiyatsushiroran, and the root fungus of Galeola hydra established a symbiotic relationship with Galeola sp. What is done is that the orchids that coexist with the root fungus belong to the same genus as the orchids from which the root fungus is isolated, and that the symbiotic fungi of the same three species of Gastrodia genus Gastrodia have a proportion of Mycenaceae Marasmiaceae. Although there are many, a wide variety of fungi such as Ceratobaciaceae and Polyporaceae have been detected, and from the experimental results confirming the effect of the artificial cultivation method according to this embodiment, the partner who establishes a common symbiotic relationship among the three species of orchids of the same genus. The presence of the root fungus Myceneaceae or Polyporaceae has been confirmed, and the specificity of the species regarding the root fungus symbiosis for these three orchids is low, and while taking various risks during evolution (for example, being violated by phytopathogenic fungi). It was shown that it may be in the process of exploring the relationship building of partnerships with various symbiotic fungi for the future. Therefore, in the artificial cultivation method according to the present embodiment, various mycorrhizal fungi existing in the humus and humus around the own dough are collected without inoculating the seeds by extracting a specific fungus. It was confirmed that artificial cultivation of fungal heterotrophic orchidaceous plants is possible. In addition, the efficacy of Chinese herbal medicine is known for Gastrodia elata, which belongs to the same genus Gastrodia elata, and there are many reports on cultivation methods. There are no reports about. Further, it is an epoch-making breeding method that has never been seen before that a large amount of cultivation is possible in a short period of time by using the
本発明は、絶滅に瀕している生物多様性の保全や、医学分野や園芸分野、さらには生物教育における教材化等における様々な分野において広く利用可能である。 The present invention can be widely used in various fields such as conservation of endangered biodiversity, medical field, horticultural field, and teaching material in biological education.
100 育成キッド
11a 蓋
11b 筺体
12 ビニール
13 水分吸収材
20 丸太
30 球果
40 腐葉土
100 Growing
Claims (1)
前記培地がある室内環境を温度15℃~30℃、かつ湿度70%以上にする、菌従属栄養ラン科植物の育成方法。 As a medium for fungal heterotrophic Orchidaceae plants, logs with humus and multiple cones with humus were used.
A method for growing a fungal heterotrophic Orchidaceae plant in which the indoor environment in which the medium is present is set to a temperature of 15 ° C to 30 ° C and a humidity of 70% or more.
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