JPH05236950A - Culture of protoplast - Google Patents

Culture of protoplast

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Publication number
JPH05236950A
JPH05236950A JP4041104A JP4110492A JPH05236950A JP H05236950 A JPH05236950 A JP H05236950A JP 4041104 A JP4041104 A JP 4041104A JP 4110492 A JP4110492 A JP 4110492A JP H05236950 A JPH05236950 A JP H05236950A
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JP
Japan
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protoplasts
cells
immobilized
string
gel
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Application number
JP4041104A
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Japanese (ja)
Inventor
Mugi Maekawa
麦 前川
Kazuo Morimoto
和男 森元
Takeshi Sawazaki
健 澤崎
Masako Iwata
理子 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To easily produce numerous clonal cells from a large quantity of protoplasts while handling them. CONSTITUTION:Plant cells protoplasts are comprehensively immobilized onto stringy calcium alginate gel and cultured together with nurse cells; in this case, the distance between adjacent two protoplasts is set at 1-20mm on average.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプロトプラストの培養方
法、更に詳しくは、有用植物の創生・育種に有効な植物
由来プロトプラストの培養方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for culturing protoplasts, and more particularly to a method for culturing plant-derived protoplasts effective for creating and breeding useful plants.

【0002】[0002]

【従来の技術】植物のプロトプラストのみを糖類、無機
塩類、ビタミン類及び植物ホルモン等を適量含む培地で
培養する場合は通常、培地中のプロトプラストの濃度は
103個/ml以上でなければ、細胞の分裂・増殖が起
こらず、したがってコロニーの形成はみられない(長田
敏行著、プロトプラストの遺伝子工学、1986年、1
6〜17頁、講談社)。
2. Description of the Related Art When culturing only plant protoplasts in a medium containing an appropriate amount of sugars, inorganic salts, vitamins, plant hormones, etc., it is usual that the concentration of protoplasts in the medium is 10 3 cells / ml or more, No division and proliferation of the plant, therefore colony formation is not observed (Toshiyuki Nagata, Genetic engineering of protoplasts, 1986, 1
6-17, Kodansha).

【0003】そこで、103個/ml以下の低い細胞濃
度でプロトプラストを培養する方法として、遊離された
単細胞あるいは小細胞塊を接触させたカルス(ナース細
胞)の分泌物又は放出物を養分として分裂・増殖させ
る、種々の、いわゆる「ナースカルチャー」(駒嶺ら
編、植物バイオテクノロジー事典、1990年、207
〜208頁、朝倉書店)と言われる方法がある。しか
し、これらの方法はいずれも手間がかかり、プロトプラ
ストから少数のクローン細胞を得ることはできても、多
数のクローン細胞を一度に得るには適さない。
Therefore, as a method of culturing protoplasts at a low cell concentration of 10 3 cells / ml or less, the secreted or released product of callus (nurse cells) in contact with released single cells or small cell clusters is divided as a nutrient.・ Various kinds of so-called "nurse culture" (Komamine et al., Ed., Plant Biotechnology Encyclopedia, 1990, 207)
~ 208 pages, Asakura Shoten). However, all of these methods are troublesome, and although a small number of clonal cells can be obtained from protoplasts, they are not suitable for obtaining a large number of clonal cells at once.

【0004】ラーキン(Larkin,P.J.)らは、アルギン酸
カルシウムビーズをナースカルチャーに応用し、植物プ
ロトプラストを低濃度で培養することに成功した(Plant
Science、1988、Vol.58、p.203−210、E
lsevier ScientificPublishers Ireland Ltd.)。彼らの
方法は、アルギン酸カルシウムビーズに包括固定化した
植物(アルファルファ又はタバコ)のプロトプラストを、
同様にアルギン酸カルシウムに包括固定化したナース細
胞(この例では同じプロトプラストの高濃度のものを用
いている)とともに混合培養するものであるが、これは
また、低濃度、すなわちアルギン酸カルシウムビーズ1
個当りプロトプラスト1個を固定化し、それをビーズ内
で増殖・分裂させ、コロニーを形成させることも可能で
あることを示している。
Larkin (PJ) et al. Have succeeded in culturing plant protoplasts at a low concentration by applying calcium alginate beads to nurse culture (Plant).
Science, 1988, Vol.58, p. 203-210, E
lsevier Scientific Publishers Ireland Ltd.). Their method is to prepare protoplasts of plants (alfalfa or tobacco) entrapped and immobilized on calcium alginate beads,
Similarly, mixed culture is performed with nurse cells entrapped in calcium alginate (in this example, a high concentration of the same protoplasts is used), but this is also a low concentration, that is, calcium alginate beads 1
It has been shown that it is also possible to immobilize one protoplast per individual and grow and divide it in beads to form colonies.

【0005】ラーキンらは、目的のプロトプラストを包
括固定化したビーズとナース細胞を包括固定化したビー
ズを識別するため、後者を活性炭で着色し、ピンセット
等による目的プロトプラスト及びその増殖体を含むビー
ズの摘出・選別を可能にする工夫をしている。
[0005] Larkin et al. Distinguish the beads in which the desired protoplasts are entrapped and immobilized from the beads in which the nurse cells are entrapped and immobilized. The latter is colored with activated charcoal, and the beads containing the desired protoplasts and their proliferative bodies are treated with tweezers or the like. The device is designed to enable extraction and selection.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ラーキンらの
方法は、ナース細胞を固定化したビーズを活性炭で着色
するので、プロトプラストの種類によっては活性炭の悪
影響が懸念される。また、ピンセット等で目的プロトプ
ラスト及びその増殖体を摘出・選別しなければならない
ので、手間がかかり能率が悪い。本発明は、活性炭の悪
影響を懸念することなく、大量のプロトプラストを取扱
いながら、そのプロトプラストからクローン細胞を容易
に数多く作製する方法を提供することを目的とする。
However, according to the method of Larkin et al., Beads on which nurse cells are immobilized are colored with activated carbon, so that the adverse effect of activated carbon may occur depending on the type of protoplast. In addition, the target protoplasts and their proliferates must be extracted and selected with tweezers, etc., which is troublesome and inefficient. It is an object of the present invention to provide a method for easily producing a large number of clonal cells from a large number of protoplasts without worrying about the adverse effects of activated carbon.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、活性炭等
で着色することなく、かつ多数のプロトプラストを能率
よく取り扱うことのできるナースカルチャーを種々検討
した結果、植物細胞のプロトプラストをひも状アルギン
酸カルシウムゲルに包括固定化し、ナース細胞とともに
培養するときに、ひも状アルギン酸カルシウムゲルに包
括固定化される上記プロトプラストの間隔が近接する二
個のプロトプラスト間の平均値で1〜20mmとして培
養すれば上記目的を達成しうることを見出し、本発明を
完成した。
Means for Solving the Problems As a result of various studies on nurse cultures capable of efficiently handling a large number of protoplasts without coloring them with activated carbon or the like, the present inventors have found that protoplasts of plant cells are cord-like alginate. When the cells are entrapped and immobilized on calcium gel and cultured together with the nurse cells, the protoplasts entrapped and immobilized on the string-like calcium alginate gel are spaced at an average value of 1 to 20 mm between two protoplasts that are close to each other The inventors have found that the object can be achieved and completed the present invention.

【0008】すなわち本発明は、植物細胞のプロトプラ
ストをひも状アルギン酸カルシウムゲルに包括固定化
し、ナース細胞とともに培養するときに、ひも状アルギ
ン酸カルシウムゲルに包括固定化される上記プロトプラ
ストの間隔が近接する二個のプロトプラスト間の平均値
で1〜20mmであることを特徴とするプロトプラスト
の培養方法に関する。
That is, according to the present invention, when protoplasts of plant cells are entrapped and immobilized on a string-like calcium alginate gel and cultured together with a nurse cell, the above-mentioned protoplasts entrapped and immobilized on the string-like calcium alginate gel are closely spaced. The present invention relates to a method for culturing protoplasts, wherein the average value between individual protoplasts is 1 to 20 mm.

【0009】本発明に用いるプロトプラストは、植物組
織や植物の培養細胞をセルラーゼ、ペクチナーゼ等の酵
素で処理する公知の方法、あるいはそれらの改良法によ
り調製できる。
The protoplasts used in the present invention can be prepared by a known method of treating plant tissues or cultured cells of plants with an enzyme such as cellulase or pectinase, or an improved method thereof.

【0010】ひも状のアルギン酸カルシウムゲルへのプ
ロトプラストの包括固定化は、プロトプラストを1〜5
重量%のアルギン酸ナトリウム水溶液に懸濁したのち、
これを内径0.1mm〜1.0mmのノズルから0.05〜
0.2Mの塩化カルシウム水溶液中に押し出すことによ
り行れる。ひも状のアルギン酸カルシウムゲルの太さは
用いるノズルの内径により調節でき、例えば、プロトプ
ラストを1.5重量%のアルギン酸ナトリウム水溶液に
懸濁して、内径0.3mmのノズルから0.1Mの塩化カ
ルシウム水溶液中に押し出した場合は、太さが約0.9
mmのひも状ゲルが得られ、0.8mmのノズルを用いると
太さが約1.5mmのひも状ゲルが得られる。
[0010] The entrapping immobilization of protoplasts on a string of calcium alginate gel is carried out by immobilizing protoplasts in an amount of 1 to 5
After suspending in a wt% sodium alginate aqueous solution,
From the nozzle with an inner diameter of 0.1 mm to 1.0 mm,
It is carried out by extrusion into a 0.2 M calcium chloride aqueous solution. The thickness of the string-like calcium alginate gel can be adjusted by the inner diameter of the nozzle used. For example, protoplasts are suspended in a 1.5 wt% sodium alginate aqueous solution, and a 0.1 M calcium chloride aqueous solution is supplied from a nozzle having an inner diameter of 0.3 mm. When extruded inside, the thickness is about 0.9
A mm-like string gel is obtained, and using a 0.8 mm nozzle, a string-like gel having a thickness of about 1.5 mm is obtained.

【0011】プロトプラストを包括固定化するひも状ゲ
ルの太さは、コロニーの形成及びコロニーの分離のため
には細いほうが好ましいが、細すぎると機械的強度が低
下し、取扱い時に切れやすい。また、太すぎるとゲル中
に固定化されているプロトプラストへ酸素や栄養分が供
給されにくくなり、コロニーの形成率が低下する。した
がって、ひも状ゲルの太さは0.5mm〜2.0mmの範囲
が好ましい。
The thickness of the string-like gel for entrapping immobilization of protoplasts is preferably as thin as possible for formation of colonies and separation of colonies, but if it is too thin, mechanical strength is lowered and it tends to break during handling. On the other hand, if it is too thick, it becomes difficult to supply oxygen and nutrients to the protoplasts immobilized in the gel, and the colony formation rate decreases. Therefore, the thickness of the string gel is preferably in the range of 0.5 mm to 2.0 mm.

【0012】ひも状アルギン酸カルシウムゲルに包括固
定化されるプロトプラストの濃度(密度)は、近接する
二個のプロトプラスト間の距離が平均値で1〜20m
m、好ましくは2〜10mmとする。近接する二個のプ
ロトプラスト間の距離が1mm未満であると、コロニー
の形成後その部分を切りとるのが難しくなり、またその
距離が20mmを越えると、多数のプロトプラストを処
理する場合にひも状ゲルを異常に長くしなければならな
い。
The concentration (density) of protoplasts entrapped and immobilized in a string-like calcium alginate gel is such that the average distance between two protoplasts is 1 to 20 m.
m, preferably 2 to 10 mm. If the distance between two adjacent protoplasts is less than 1 mm, it will be difficult to cut off the part after forming a colony. If the distance exceeds 20 mm, a string-like gel will be formed when a large number of protoplasts are processed. Must be unusually long.

【0013】ひも状アルギン酸カルシウムゲルに包括固
定化されるプロトプラスト間の距離(間隔)は、包括固
定化されるプロトプラストの濃度を調整することにより
設定できる。例えば、プロトプラストを直径1.5mm
のひも状ゲルに100個/mlの濃度で固定化すれば、
プロトプラストの間隔は平均値で約5mmとなり、また
直径0.9mmのひも状ゲルに1000個/mlの濃度
で固定化すれば、プロトプラストの間隔は平均値で約
1.6mmとなる。
The distance (interval) between the protoplasts entrapped and immobilized on the string-like calcium alginate gel can be set by adjusting the concentration of the protoplasts entrapped and immobilized. For example, a protoplast with a diameter of 1.5 mm
If immobilized on a string-like gel at a concentration of 100 / ml,
The average spacing of protoplasts is about 5 mm, and the average spacing of protoplasts is about 1.6 mm when immobilized on a string gel having a diameter of 0.9 mm at a concentration of 1000 cells / ml.

【0014】本発明で用いるナース細胞は、増殖・分裂
させようとするプロトプラストとの関係で、適宜好まし
い細胞を選択する。通常は増殖・分裂させようとするプ
ロトプラストと同一属・同一種のものを用いることが多
いが、必ずしも同一属・同一種に限定しない。また、ナ
ース細胞は完全な細胞であっても、プロトプラストであ
っても構わない。あらかじめ放射線やUVの照射により
増殖不能となった不活性化細胞を用いてもよい。
As the nurse cells used in the present invention, preferable cells are appropriately selected in relation to the protoplasts to be proliferated / divided. Usually, a protoplast to be propagated / divided is often of the same genus and species, but is not necessarily limited to the same genus and species. Further, the nurse cells may be whole cells or protoplasts. Inactivated cells that have been unable to grow in advance by irradiation with radiation or UV may be used.

【0015】ナース細胞は、包括固定化されていない細
胞をそのまま用いてもよいが、培地交換時の操作性やナ
ース細胞が付着していないひも状のアルギン酸カルシウ
ムゲル包括固定化プロトプラストを得るためには、ナー
ス細胞を適当な担体、例えばアルギン酸カルシウムゲル
のビーズに包括固定化しておくほうが好ましい。
As the nurse cells, cells not entrapped and immobilized may be used as they are, but in order to obtain operability during medium exchange and string-like calcium alginate gel entrapped and immobilized protoplasts in which no nurse cells are attached. It is preferable that the nurse cells are entrapped and immobilized on a suitable carrier, for example, beads of calcium alginate gel.

【0016】ナース細胞のアルギン酸カルシウムビーズ
への包括固定化は公知の技術により容易に行うことがで
きる。すなわち、ナース細胞を1〜5重量%のアルギン
酸ナトリウム水溶液に懸濁し、内径0.1mm〜3.0mm
のノズルから0.05〜0.2Mの塩化カルシウム水溶
液に滴下して、ナース細胞を固定化したアルギン酸カル
シウムビーズを作製することができる。
The entrapping immobilization of the nurse cells on the calcium alginate beads can be easily carried out by a known technique. That is, the nurse cells are suspended in a 1 to 5 wt% sodium alginate aqueous solution, and the inner diameter is 0.1 mm to 3.0 mm.
Can be added dropwise to a 0.05 to 0.2 M aqueous solution of calcium chloride from the nozzle to prepare the calcium alginate beads with immobilized nurse cells.

【0017】ナース細胞がアルギン酸カルシウムゲルの
ビーズに包括固定化されているものであるときは、固定
化直後のビーズを用いてもよいし、固定化後数日間培養
して、ビーズ内に細胞を十分増殖させた後に用いること
もできる。
When the nurse cells are entrapped and immobilized on calcium alginate gel beads, the beads immediately after the immobilization may be used, or the cells may be cultured in the beads for several days after the immobilization. It can also be used after sufficient growth.

【0018】ひも状のアルギン酸カルシウムゲル及びア
ルギン酸カルシウムのビーズに固定化したプロトプラス
ト及びナース細胞は、公知の細胞培養用培地を用いて液
体振とう培養等で培養することができる。細胞培養用培
地としては、例えばムラシゲ・スクーグ(Murashige &
Skoog)培地、リンスマイヤー・スクーグ(Linsmaier &Sk
oog) 培地、ヘラー(Heller)培地、ホワイト(White) 培
地、ニッチ・ニッチ(Nitch & Nitch) 培地、シエンク・
ヒルデブラント(Schenk & Hildebrandt)培地、ガンボル
グ(Gamborg) B5培地、カオとミカエル(Kao & Michayl
uk) 8P培地、長田・建部の培地等があり、培養するプ
ロトプラスト及びナース細胞に応じて各々の成分を処方
箋どおりの濃度で用いるか、あるいは1/2〜1/10
の濃度に希釈して用いる。また、プロトプラストの分裂
・増殖には通常、培地へ植物ホルモンの添加が必要であ
る。
The protoplast and nurse cells immobilized on a string of calcium alginate gel and calcium alginate beads can be cultured by liquid shaking culture using a known cell culture medium. Examples of the cell culture medium include Murashige & Skoog.
Skoog medium, Linsmaier & Sk
oog medium, Heller medium, White medium, Nitch & Nitch medium, Cienck
Schenk & Hildebrandt medium, Gamborg B5 medium, Kao & Michayl
uk) 8P medium, Nagata / Tatebe's medium, etc., and each component is used at the concentration as prescribed according to the protoplasts and nurse cells to be cultured, or 1/2 to 1/10
Use after diluting to the concentration of. Further, addition of plant hormones to the medium is usually necessary for the division / proliferation of protoplasts.

【0019】植物ホルモンとしては、オーキシン、サイ
トカイニン等が挙げられ、オーキシンとしてはα−ナフ
タレン酢酸、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、インド
ール酢酸、インドールプロピオン酸、インドール酪酸、
β−ナフトキシ酢酸、2,3,6−トリクロロ安息香
酸、シス桂皮酸等があり、サイトカイニンとしてはカイ
ネチン、セニルアミノプリン、フェニルアミノプリン、
ベンジルアミノプリン、ペンチルアミノプリン、ナフチ
ルアミノプリン、6−イソペンテルアミノプリン、トラ
ンス−ゼアチン、シスゼアチン等があり、これらの中か
らプロトプラストを増殖させるものを選択使用する。
Examples of plant hormones include auxin and cytokinin, and examples of auxins include α-naphthaleneacetic acid, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, indoleacetic acid, indolepropionic acid, indolebutyric acid,
There are β-naphthoxyacetic acid, 2,3,6-trichlorobenzoic acid, cis-cinnamic acid, etc., and as cytokinins, kinetin, cenylaminopurine, phenylaminopurine,
There are benzylaminopurine, pentylaminopurine, naphthylaminopurine, 6-isopenteraminopurine, trans-zeatin, ciszeatin and the like, and among these, those that protoplasts are selected and used.

【0020】オーキシンは通常、培地中0.1〜10m
g/lの濃度になるように用い、サイトカイニンは通
常、培地中0.01〜1mg/lの濃度になるように用
い、その他のホルモンも適当な濃度で使用する。植物ホ
ルモンの濃度は、増殖にとって最適の濃度があるので、
好ましくは予め培養実験により濃度を決めておく。
Auxin is usually 0.1 to 10 m in the medium.
Cytokinin is usually used at a concentration of 0.01 to 1 mg / l in the medium, and other hormones are also used at an appropriate concentration. Since the concentration of plant hormones is optimal for growth,
Preferably, the concentration is determined beforehand by a culture experiment.

【0021】また、培地の浸透圧の調整のため、マンニ
トール、ソルビトール等を0.3M〜0.7Mの濃度で
添加して用いる。さらに、炭素源としてサッカロース、
グルコース等の糖類を5〜50g/lの濃度で添加して
用いる。
In order to adjust the osmotic pressure of the medium, mannitol, sorbitol or the like is added at a concentration of 0.3M to 0.7M for use. Furthermore, sucrose as a carbon source,
Sugars such as glucose are added at a concentration of 5 to 50 g / l for use.

【0022】植物細胞の種類によっては、培地の浸透圧
の調整のため加えたマンニトールやソルビトール等がプ
ロトプラストの増殖を阻害する場合がある。そのような
ときは、1〜2週間培養したのちに、マンニトール、ソ
ルビトール等の浸透圧調整剤を含まない培地に移植して
更に培養を継続するとよい。
Depending on the type of plant cell, mannitol, sorbitol, etc. added to adjust the osmotic pressure of the medium may inhibit the growth of protoplasts. In such a case, after culturing for 1 to 2 weeks, it is advisable to transfer to a medium containing no osmotic pressure adjusting agent such as mannitol or sorbitol and continue the culturing.

【0023】このようにして培養した、プロトプラスト
からの増殖体を含むひも状のアルギン酸カルシウムゲル
はピンセット等で引き上げながら洗浄したり、適当なメ
ッシュのふるいを通過させたりすることによりナース細
胞(又はナース細胞からの増殖体)又はこれらを包括固
定化したビーズから容易に分離することができる。
The string-like calcium alginate gel containing proliferatives from protoplasts thus cultured is washed while being pulled up with tweezers or the like, or is passed through a sieve having an appropriate mesh so that nurse cells (or nurse cells) (Prolifers from cells) or these can be easily separated from entrapped and immobilized beads.

【0024】肉眼であるいはルーペで確認しながら、プ
ロトプラストからの増殖体を含むひも状のアルギン酸カ
ルシウムゲルをそのまま、又はプロトプラストからの増
殖体を含むゲルの部分をハサミ又はメス等で切り取った
のち、これを適当な増殖用の固体培地に移植し培養すれ
ば、単一のプロトプラスト由来のカルス、又は再生植物
体を得ることができる。
A string-like calcium alginate gel containing protoplast-derived proliferates as it is, or a gel portion containing protoplast-derived proliferates is cut off with scissors or a scalpel while visually or visually confirming. Can be transplanted to an appropriate solid medium for growth and cultured to obtain a single protoplast-derived callus or regenerated plant body.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 (1)プロトプラストの調製 ストロファンツス・グラータス(Strophanthus gratus)
の葉からカルス化して得た懸濁培養細胞からプロトプラ
ストを調製した。以下その手順を示す。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. (1) Preparation of protoplasts Strophanthus gratus
Protoplasts were prepared from suspension-cultured cells obtained by forming callus from leaves. The procedure is shown below.

【0026】懸濁培養細胞の継代培養は、1L中2,4
−ジクロロフェノキシ酢酸1mg、カイネチン0.1m
g、ショ糖30gを含むMS培地でpHを5.7−5.
8とした培地40mlを入れた200ml容三角フラス
コに種細胞を懸濁し、30℃、暗所で120rpm の回転
数で2週間ごとに培養を繰り返すことにより行った。
The subculture of suspension-cultured cells was 2,4 in 1 L.
-Dichlorophenoxyacetic acid 1 mg, kinetin 0.1 m
pH of 5.7-5.
The seed cells were suspended in a 200 ml Erlenmeyer flask containing 40 ml of the medium No. 8 and the culture was repeated every 2 weeks at 30 ° C. and 120 rpm in the dark.

【0027】培養開始後5日目に細胞を含む培養液を全
量(40ml)とり、これを先ず、大きさ500μmの
ナイロンメッシュにかけて大きな細胞塊を除いた。次に
通過液を大きさ20μmのナイロンメッシュにかけて、
このメッシュ上に残った細胞を集めた。細胞生重量1g
に対し、酵素反応液(セルラーゼ・オノズカRS 1重
量%、ペクトリアーゼY23 0.1重量%、マンニト
ール0.5M、pH5.6)20mlに懸濁し、30
℃、暗所、90rpm の回転数で4時間保温した。
On the 5th day after the start of the culture, the whole amount of the culture solution containing cells (40 ml) was taken, and this was first applied to a nylon mesh of 500 μm in size to remove a large cell mass. Next, apply the passing liquid through a nylon mesh of 20 μm in size,
The cells remaining on this mesh were collected. Cell weight 1g
On the other hand, the enzyme reaction liquid (cellulase Onozuka RS 1% by weight, pectolyase Y23 0.1% by weight, mannitol 0.5M, pH 5.6) was suspended in 20 ml, and
Incubation was carried out at 90 ° C. in a dark place at 90 rpm for 4 hours.

【0028】酵素で処理したこの細胞懸濁液を、大きさ
50μmのナイロンメッシュで濾過して、細胞壁未分解
の細胞又は細胞塊を取り除き、500rpm で5分間遠心
分離し、沈澱をプロトプラスト洗浄液(2.5mM塩化
カルシウムを含む0.5Mマンニトール溶液、pH5.
6)2mlに懸濁し、これを20重量%、pH5.6の
ショ糖溶液10mlの入った15ml遠沈管中へ静かに
注いで重層し、1000rpm で5分間遠心分離した。ショ糖
溶液の上層の粗プロトプラスト画分をパスツールピペッ
トで静かに吸い取り、上記プロトプラスト洗浄液10m
lに再懸濁し、500rpm で5分間遠心分離した。この
洗浄操作を2回繰返し、精製プロトプラストを約2×1
6 個得た。これを一部サンプリングし、カルコフルオ
ル・ホワイトで染色後、螢光顕微鏡で観察して、細胞壁
が取り除かれていることを確認した。
The cell suspension treated with the enzyme was filtered through a nylon mesh of 50 μm in size to remove cells or cell clumps which had not been decomposed in the cell wall, and centrifuged at 500 rpm for 5 minutes, and the precipitate was washed with a protoplast washing solution (2 0.5 M mannitol solution containing 5 mM calcium chloride, pH 5.
6) Suspended in 2 ml, this was gently poured into a 15 ml centrifuge tube containing 20 ml of a sucrose solution having a pH of 5.6 and 10 ml to be overlaid, and the mixture was centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes. Gently suck up the crude protoplast fraction in the upper layer of the sucrose solution with a Pasteur pipette, and use 10 m of the above protoplast washing solution.
resuspended in 1 and centrifuged at 500 rpm for 5 minutes. This washing operation is repeated twice, and the purified protoplasts are added to about 2 × 1.
I got 0 6 . A part of this was sampled, stained with Calcofluor White, and then observed with a fluorescence microscope to confirm that the cell wall was removed.

【0029】(2)プロトプラストを包括固定化したひ
も状アルギン酸カルシウムゲルの調製 3重量%のアルギン酸ナトリウム〔ジグマ・ケミカル・
カンパニー(SIGMACHEMICAL COMPANY) 製 No.A−21
58〕水溶液を100ml調製し、オートクレーブで1
20℃、20分間、高温滅菌した。
(2) Preparation of string-like calcium alginate gel in which protoplasts are entrapped and immobilized 3% by weight of sodium alginate [Sigma Chemical
Company No. A-21 made by SIGMACHEMICAL COMPANY
58] Prepare 100 ml of the aqueous solution, and use an autoclave to 1
High temperature sterilization was performed at 20 ° C. for 20 minutes.

【0030】上記(1)で得たプロトプラスト5×10
4個を2.5mM塩化カルシウムを含む0.5Mマンニ
トール溶液(pH6.5)100mlに懸濁し、この懸
濁液100mlと前記3%のアルギン酸ナトリウム水溶
液100mlを混合した。滅菌した0.5Mマンニトー
ルを含む0.1M塩化カルシウム水溶液1000ml中
にこの混合液を内径0.3mmの注射針を付けた注射器か
ら押し出し、太さが約0.9mmのひも状ゲルを形成させ
た。これを1時間振とう後、ひも状ゲルを取り出し、プ
ロトプラスト洗浄液で2回洗浄した。
5 × 10 protoplasts obtained in (1) above
Four of them were suspended in 100 ml of a 0.5 M mannitol solution (pH 6.5) containing 2.5 mM calcium chloride, and 100 ml of this suspension was mixed with 100 ml of the 3% aqueous sodium alginate solution. This mixed solution was extruded into 1000 ml of 0.1 M calcium chloride aqueous solution containing sterilized 0.5 M mannitol from a syringe equipped with an injection needle having an inner diameter of 0.3 mm to form a string-like gel having a thickness of about 0.9 mm. .. After shaking this for 1 hour, the string-like gel was taken out and washed twice with a protoplast washing solution.

【0031】(3)アルギン酸カルシウムビーズ中に包
括固定化したナース細胞の調製 3重量%のアルギン酸ナトリウム〔シグマ・ケミカル・
カンパニー(SIGMACHEMICAL COMPANY) 製 No.A-2158〕
水溶液を200ml調製し、滅菌した。これに2週間液
体振とう培養したストロファンツス・グラータス(Stro
phanthusgratus)のカルス細胞20ml(パックド・セ
ル・ボリューム)を懸濁した。滅菌した0.1M塩化カ
ルシウム水溶液1000ml中にこの懸濁液を内径0.
8mmのガラス管から滴下した。これを1時間振とう後、
3.5〜4mmの球状ビーズとなった植物細胞固定化ビー
ズを取り出し、滅菌水で2回洗浄した。
(3) Preparation of nurse cells entrapped and immobilized in calcium alginate beads 3% by weight of sodium alginate [Sigma Chemical Co.
Company (SIGMACHEMICAL COMPANY) No.A-2158]
200 ml of an aqueous solution was prepared and sterilized. Strophantus gratas (Stro
20 ml (packed cell volume) of callus cells of Phanthus gratus) was suspended. This suspension was added to 1000 ml of a sterilized 0.1 M calcium chloride aqueous solution with an inner diameter of 0.
It was dripped from an 8 mm glass tube. After shaking this for 1 hour,
The plant cell-immobilized beads, which became spherical beads of 3.5 to 4 mm, were taken out and washed twice with sterile water.

【0032】(4)混合培養 無機成分及び有機成分がそれぞれ所定の濃度の1/2の
濃度のMS培地に、マンニトールを最終濃度が0.5M
となるよう溶解し、更にサッカロース10g/l、2,
4−ジクロロフェノキシ酢酸1mg/l及びカイネチン
0.1mg/lとなるよう調製した液体培地20mlを
100mlの三角フラスコに分注し、120℃、20分
間オートクレーブ処理して滅菌した。上記(2)で調製
したプロトプラスト固定化ひも状ゲル2mlと、上記
(3)で調製したナース細胞固定化ビーズ50個を前記
の培地の入ったフラスコに投入し、30℃の暗所で80
rpm の回転速度で2週間振とう培養した結果、ひも状ゲ
ルの中にプロトプラストに由来する小さなコロニーが多
数観察された。
(4) Mixed culture Mannitol was added to an MS medium having a concentration of 1/2 of the predetermined concentrations of the inorganic component and the organic component to a final concentration of 0.5M.
Dissolve so that sucrose 10 g / l, 2,
20 ml of a liquid medium prepared so that 1 mg / l of 4-dichlorophenoxyacetic acid and 0.1 mg / l of kinetin was dispensed into a 100 ml Erlenmeyer flask and sterilized by autoclaving at 120 ° C. for 20 minutes. 2 ml of the protoplast-immobilized string-shaped gel prepared in (2) above and 50 nurse cell-immobilized beads prepared in (3) above were placed in a flask containing the above medium and kept at 80 ° C. in the dark at 30 ° C.
As a result of shaking culture for 2 weeks at a rotation speed of rpm, many small colonies derived from protoplasts were observed in the string-like gel.

【0033】(5)増殖及び選別 プロトプラストを固定化したひも状ゲル及びナース細胞
を固定化したビーズを含む培養液を目開き1.75mmの
滅菌した金属ふるいに通して培地を除去し、ふるい上に
ひも状ゲル及びビーズを回収した。このひも状ゲル及び
ビーズを1L中2,4−ジクロロフェノキシ酢酸1m
g、カイネチン0.1mg及びショ糖30gを含むMS
培地(pH 5.7〜5.8)20mlの入った100
ml容三角フラスコに投入し、更に2週間培養を続けた
結果、プロトプラストから成長したコロニーを肉眼で容
易に確認できた。このコロニーを含むひも状ゲルをピン
セットで採りだし、それぞれコロニーを1個ずつ含むよ
うにハサミで無菌的にゲルを切断した。この断片を1L
中2,4−ジクロロフェノキシ酢酸1mg、カイネチン
0.1mg、ショ糖30g及び培地固化剤のゲルライト
(ケルコ・ディビジョン オブ メルク社商品名)5gを
含むMS固体培地(pH 5.7〜5.8)に一つずつ
移し、30℃、暗所で静置培養した。上記固体培地へ移
植してから2週間後にはいずれからも、ひも状ゲルを破
って増殖したカルスを得ることができた。
(5) Proliferation and selection A culture solution containing a string-like gel on which protoplasts are immobilized and beads on which nurse cells are immobilized is passed through a sterilized metal sieve having an opening of 1.75 mm to remove the medium, and then the sieve is placed. The string gel and beads were collected. This string-like gel and beads were mixed with 1 m of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in 1 L.
g, kinetin 0.1 mg and sucrose 30 g
100 containing 20 ml of medium (pH 5.7 to 5.8)
After being placed in a ml Erlenmeyer flask and continued to be cultured for 2 weeks, colonies grown from protoplasts could be easily confirmed with the naked eye. A string-like gel containing this colony was taken out with tweezers, and the gel was aseptically cut with scissors so as to contain one colony each. 1L of this fragment
MS solid medium (pH 5.7 to 5.8) containing 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (1 mg), kinetin (0.1 mg), sucrose (30 g), and medium solidifying agent, Gelrite (trade name of Kelco Division of Merck). One by one, and static culture was performed in the dark at 30 ° C. Two weeks after transplanting to the above-mentioned solid medium, callus that broke the string-like gel and proliferated could be obtained from any of them.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明により、活性炭の悪影響を懸念す
ることなく、大量のプロトプラストを取扱いながら、そ
の個々のプロトプラストからクローン細胞を容易に作製
でき、しかもそれからカルスもしくは再生植物体を得る
ことのできる簡単なプロトプラストの培養方法を提供で
きた。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to easily produce clonal cells from individual protoplasts while handling a large amount of protoplasts without fear of adverse effects of activated carbon, and to obtain callus or regenerated plant therefrom. A simple protoplast culture method could be provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 理子 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Riko Iwata 48, Wadai, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Hitachi Chemical Co., Ltd. Tsukuba Development Laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】植物細胞のプロトプラストをひも状アルギ
ン酸カルシウムゲルに包括固定化し、ナース細胞ととも
に培養するときに、ひも状アルギン酸カルシウムゲルに
包括固定化される上記プロトプラストの間隔が近接する
二個のプロトプラスト間の平均値で1〜20mmである
ことを特徴とするプロトプラストの培養方法。
1. Two protoplasts in which protoplasts of plant cells are entrapped and immobilized in a string-like calcium alginate gel and, when cultured together with a nurse cell, are entrapped and immobilized in a string-like calcium alginate gel in close proximity to each other. A method for culturing protoplasts, characterized in that the mean value between the two is 1 to 20 mm.
JP4041104A 1992-02-27 1992-02-27 Culture of protoplast Pending JPH05236950A (en)

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