JPH08172955A - オオムギ植物体の再生方法 - Google Patents
オオムギ植物体の再生方法Info
- Publication number
- JPH08172955A JPH08172955A JP33666594A JP33666594A JPH08172955A JP H08172955 A JPH08172955 A JP H08172955A JP 33666594 A JP33666594 A JP 33666594A JP 33666594 A JP33666594 A JP 33666594A JP H08172955 A JPH08172955 A JP H08172955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protoplast
- barley
- callus
- protoplasts
- plant
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
に液体振盪培養工程を経ることなくプロトプラストを単
離し、当該プロトプラストを高濃度のアガロースを含む
プロトプラスト培地で培養することにより再び形成させ
たカルスを培養して稔性植物体を得ることを特徴とする
オオムギ植物体の再生方法。 【効果】 本発明によれば、短期間にオオムギプロトプ
ラストより健全な稔性植物体を再生することができる。
また、本発明の方法は、遺伝子組換え、細胞融合などの
バイオテクノロジーにより新規な形質を導入したプロト
プラストから植物体を再生し、新品種の育成に利用する
ことができる。
Description
方法に関し、詳しくはオオムギのプロトプラストから稔
性植物体を効率よく再生させる方法に関する。
より、新形質を持った植物の作出方法が検討されてい
る。この技術を植物細胞に応用する場合、細胞壁を除い
たプロトプラストが用いられ、新形質を導入したプロト
プラストから稔性植物体が得られることが要求される。
しかし、ムギ類のプロトプラストからの稔性植物体再生
技術は、未だ十分に確立されておらず、特にオオムギに
関しては、「Regeneration of fertile plantsfrom pro
toplasts derived from embryogenic cell suspensions
of barley (Hordeum vulgare L.), Jahne et al. 199
1, Plant Cell Rep. 10: 1-6 」「Use offeeder cells
to improve barley protoplast culture and regenerat
ion, Funatsuki et al. 1992, Plant Science 85: 179-
187 」「Protoplast preparationwithout centrifugati
on plant regeneration of barley (Golds et al. Plan
tCell Rep. 13(1994):188-192 」「Fertile plant rege
neration from barley (Hordeum vulgare L.) protopla
sts isolated from long-term suspension culture」(K
ihara and Funatsuki, Breeding Science 44(1994):157
-160) の4例の報告があるだけである。これらの成功例
においてプロトプラストは葯あるいは未熟胚由来カルス
より作出された懸濁細胞より単離されている。
プラストの材料になりうる懸濁細胞を作出するには、長
期にわたる培養期間を必要とする上、懸濁細胞系の作
出、維持作業によって様々の問題が生じる。すなわち、
従来技術においては懸濁細胞の再分化能力の急速な消失
に伴うプロトプラストからの植物体再生率の低さ、培養
変異に伴う再生植物体の稔性の低さが問題となる。ま
た、プロトプラストの培養時にプロトプラストの支持体
としてアガロースなどの寒天がよく用いられる。イネで
は、プロトプラスト培地中に含まれるアガロース濃度が
プロトプラストの分裂率に及ぼす影響が調べられている
が(Thompsonet al, 1986, Plant Science, 47; 123-13
3) 、オオムギプロトプラスト培養におけるアガロース
濃度の効果は未だ報告されていない。
鋭意検討した結果、カルス誘導から約1カ月後のカルス
より直接オオムギのプロトプラストを単離し、高アガロ
ース濃度のプロトプラスト培地で培養することにより、
短期間にオオムギプロトプラストから稔性植物体を効率
的に再生する方法を見出し、本発明を完成した。
作出せずにカルスから直接オオムギプロトプラストを単
離し、高アガロース濃度のプロトプラスト培地で培養す
ることによって、短期間にオオムギプロトプラストから
稔性植物体を作出する方法に関する。また、懸濁細胞系
の作出、維持に伴う培養変異の出現をなくして効率よく
正常な植物体のみを再生する方法を提供しようとするも
のである。
より誘導したカルスより実質的に液体振盪培養工程を経
ることなくプロトプラストを単離し、当該プロトプラス
トを高濃度のアガロースを含むプロトプラスト培地で培
養することにより再び形成させたカルスを培養して稔性
植物体を得ることを特徴とするオオムギ植物体の再生方
法を提供するものである。
て、以下に詳しく述べる。まず、第一段階として、オオ
ムギ組織から分化能の高いカルスを誘導する。ここで、
用いる材料は特に制限されないが、好ましくは受粉後8
〜20日目のオオムギ未熟胚を用いる。また、カルス誘
導培地としては、MS(Murashige and Skoog 1962,Phy
siol. Plant. 15: 473-497)、B5(Gamborg et al. 19
68, Exp. Cell Res.50: 151-158 )、Kao8p(Kao
and Michayluk 1975, Planta 126: 105-110)、L1・
L2(Lazzeri et al.1991, Theor. Appl. Genet. 81:
437-444)、AA(Muller and Grafe 1978, Mol. Gen. G
enet.161:67-76)等の基本培地に、0〜100μMのI
AA、2,4−D、ピクローラム、ダイカンバ等のオー
キシン、0〜100μMのカイネチン、BAP、ゼアチ
ン等のサイトカイニンおよび1〜15%のマルトース、
スクロース、グルコース等の糖を含む培地を用いる。な
お、培地はアガロースを添加して固化する。アガロース
の添加量は1.5 〜3.0%が好適である。
液体振盪培養工程を経ることなくプロトプラストを単離
する。ここで、液体振盪培養とは寒天培地で誘導したカ
ルスを、ある一定の容器で無菌状態に保った液体培地に
移植後、この容器に水平旋回または往復の振盪を加え、
細胞の増殖を促進する培養法である。この培養法によっ
て作出された細胞(すなわち懸濁細胞)は、寒天培地上
のカルスに比べ栄養素の供給に差がなく、均一な栄養条
件が得られ、増殖率もよい。そのため、これまでオオム
ギプロトプラストを分裂させるためには、液体振盪培養
細胞よりプロトプラストを単離することが必要であると
考えられていた。したがって、本発明において「実質的
に液体振盪培養工程を経ることなく」とは、該工程によ
り懸濁細胞を作出させるような液体振盪培養を行わない
ことを意味し、懸濁細胞の状態にまで到達しないように
液体振盪培養を行うことは、本発明に包含される。
プラストを単離する。プロトプラストの単離は、セルラ
ーゼ、ヘミセルラーゼ、ペクチナーゼ等の細胞壁分解酵
素を含み、浸透圧を調整した酵素液中で行う。浸透圧の
調整には、マンニトール、ソルビトール等の糖アルコー
ル、グルコース等の糖あるいはCPW液(Frearson et
al. 1965, Dev. Biol. 18: 100-127)のように無機塩類
で行うことができる。細胞をこの酵素液で処理すると、
多数のプロトプラストが分離される。酵素液中より未消
化の細胞を篩で除いた後、酵素液と同様に浸透圧を調整
した洗浄液でプロトプラストを洗浄後、回収する。
ストの培養を行い、コロニーを形成させる。回収したプ
ロトプラストは、例えば0.4〜0.6Mのマルトース、0.
1〜10.0mg/lの2,4−D、1.2〜5.0%
のアガロースを含む1mlのL1培地に懸濁し、速やか
にシャーレ上に広げる。このとき、直径4〜5cmの円
盤状にすることが望ましい。固化した後、シャーレより
剥離し10〜80mg/mlの割合でオオムギ液体懸濁
細胞を含む液体培地(プロトプラストを懸濁したものと
同成分)中で振盪培養を行う。なお、アガロース濃度を
5.0%より高くすると、シャーレ上で固化させること
が困難となり、培地を形成できない可能性がある。振盪
は30〜60rpmの低速で行うのが好ましい。培養開
始後1〜4週間目に共存懸濁細胞を取り除き、新鮮な培
地でさらに培養を続けると、1〜2週間で直径1.0〜
2.0mm程度のコロニーが形成される。
たコロニーからカルスを形成させ、器官分化を経て植物
体へ再分化させる。この段階においてコロニーから健全
な植物体のみを簡便に再分化させるために、本発明では
以下の方法を用いる。まず、1.0〜2.0mm程度に
成長したコロニーを含むアガロースブロックを、L3培
地(Jahne et al. 1991, Plant Cell Rep. 10: 1-6)等
の体細胞胚形成を促進する培地へ置床することによっ
て、いわゆるエンブリオジェニック(胚発生的)なカル
スを誘導する。移植後3〜15日目にエンブリオジェニ
ックなカルスまたは胚様体の形成が観察される。
培地に移植する。この培地は2.0mg/l以下の低濃
度のオーキシンおよび/またはサイトカイニンを含む
か、全く植物ホルモンを含まないことが望ましい。約3
〜15日後で植物体(地上部)の再分化がみられる。こ
こまでは、弱照明下(約500ルクス)で培養するのが
好ましい。シュートの十分な成長がみられた時点で、強
照明下(5,000〜30,000ルクス)に移動させる。
こうして得られた植物体は、さらに植物ホルモンを含ま
ない培地上に移植して発根を促す。鉢あげは十分な根系
の発達がみられた後に行うのが望ましいが、健全な地上
部が再分化していれば、鉢あげ後に発根、活着させるこ
とができる。鉢あげ後は、通常の栽培条件、例えば16
時間日長、10,000ルクス、18℃の環境で栽培する
と、オオムギ稔性植物体が得られる。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 植物体再生能をもったカルスの誘導 Funatsuki et al.(1992, Plant Science 85: 179-187)
の方法に従い、オオムギ(品種:GOLDEN PROMISEおよび
IGRI)の長さ約0.5〜1mmの未熟胚をL2培地に植え
つけてカルスを誘導した。
名:オノズカRS;ヤクルト本社製)1%、ペクトリア
ーゼ(商品名:Y−23;Seishin Pharmaceutical製)
0.1%、MES 5mMをLW液(Lazzeri et al. 199
1, Theor. Appl.Genet. 81: 437-444) に溶解した酵素
液10mlを加え、25℃で2〜3時間静置した。こう
して得られたプロトプラスト懸濁液を64μおよび26
μメッシュで濾過したのち、遠心処理(50×g)して
プロトプラストを回収した。次いで、LW液を用い3度
洗浄を行った。
g/lの2,4−D、0.6,1.2, 1.8または2.
4%のアガロースを含む1mlのL1培地に懸濁し、速
やかに6cmシャーレ上に広げた。このとき、直径約4.
5cmの円盤状にした。固化した後、シャーレより剥離
し、200mg/mlのオオムギ懸濁細胞を含む5ml
の液体培地(プロトプラストを懸濁したものと同成分)
中で振盪培養を行った。プロトプラストの培養開始後1
5日目に液体培地および懸濁培養細胞を除去し、新鮮液
体培地でさらに7日間振盪培養を行ったところ、アガロ
ース中あるいはその表面にコロニーの発達が見られた。
プロトプラストの分裂率を調査した結果、プロトプラス
ト培地中に含まれるアガロース濃度が高いほど、高い分
裂率を示した(表1)。また、1.2%のアガロース濃
度の培地でも実用上十分な分裂率が得られた。なお、振
盪培養は50rpmで実施した。
5mg/lの2,4−Dおよび1.0mg/lのベンジ
ルアミノプリン(BAP)を含むL3培地に移植した。
移植後3〜15日目にエンブリオジェニックなカルスま
たは胚様体の形成が観察された。
地に移植した。未熟胚からのカルス誘導からこの段階ま
では弱照明下(約500ルクス)、25℃で培養した。
約3〜15日で植物体(地上部)の再分化が見られた。
シュートの十分な成長が認められた時点で、強照明下
(約7.000ルクス)に移動させた。プロトプラスト培
地中のアガロース濃度がシュート分化に与える影響を調
べたところ、1.8%のアガロース濃度において最も高
いシュート分化率が得られた(表2)。また、1.2%
のアガロース濃度でも十分なシュート分化が確認でき
た。
ルモンを含まないL3培地上に移植して発根を促した。
約1カ月後に鉢あげを行った。鉢あげ後、GOLDEN PROMI
SE(オオムギ品種名) および16時間日長、2,000ル
クス、4℃で2カ月間の低温処理を行ったIGRI(オオム
ギ品種名) の再生個体を、16時間日長、10,000ル
クス、12℃の環境で栽培したところ、現在、最も生育
のはやい植物体で稔性が確認されている。カルス誘導
後、プロトプラストから稔性植物体が得られるまでの期
間は約6カ月であり、これまでの成功例より4カ月以上
速いものであった。また、アガロース濃度が1.2〜
5.0%の高アガロース濃度でプロトプラストを培養す
ることによって、効率的にプロトプラストから植物体を
再生させることに成功した。
植物体の再生方法によれば、短期間にプロトプラストか
ら健全な植物体を再生することができる。よって、本発
明は遺伝子組換え、細胞融合などのバイオテクノロジー
を利用した新品種の育成に利用されることが期待され
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 オオムギ組織より誘導したカルスより実
質的に液体振盪培養工程を経ることなくプロトプラスト
を単離し、当該プロトプラストを高濃度アガロースを含
むプロトプラスト培地にて培養することにより再び形成
させたカルスを培養して稔性植物体を得ることを特徴と
するオオムギ植物体の再生方法。 - 【請求項2】 高濃度アガロースを含むプロトプラスト
培地が、培地に対して1.2〜5.0%のアガロースを
含むものである請求項1記載の植物体の再生方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33666594A JP3806156B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | オオムギ植物体の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33666594A JP3806156B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | オオムギ植物体の再生方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08172955A true JPH08172955A (ja) | 1996-07-09 |
JP3806156B2 JP3806156B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=18301536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33666594A Expired - Fee Related JP3806156B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | オオムギ植物体の再生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3806156B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002281851A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-02 | Oji Paper Co Ltd | 木本性植物のカルスからの再分化方法 |
CN103947550A (zh) * | 2014-04-20 | 2014-07-30 | 浙江省农业科学院 | 大麦幼胚直接成苗组织培养法及所用培养基 |
CN113717924A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-30 | 河北农业大学 | 一种枣树原生质体的高效分离方法及其应用 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP33666594A patent/JP3806156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002281851A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-02 | Oji Paper Co Ltd | 木本性植物のカルスからの再分化方法 |
CN103947550A (zh) * | 2014-04-20 | 2014-07-30 | 浙江省农业科学院 | 大麦幼胚直接成苗组织培养法及所用培养基 |
CN103947550B (zh) * | 2014-04-20 | 2016-04-13 | 浙江省农业科学院 | 大麦幼胚直接成苗组织培养法及所用培养基 |
CN113717924A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-30 | 河北农业大学 | 一种枣树原生质体的高效分离方法及其应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3806156B2 (ja) | 2006-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jain et al. | Genotypic and media effects on plant regeneration from cotyledon explant cultures of some Brassica species | |
Dagla | Plant tissue culture: Historical developments and applied aspects | |
Mori et al. | Callus formation and plant regeneration in various Lilium species and cultivars | |
Wernicke et al. | Plant regeneration from leaf protoplasts of haploid Hyoscyamus muticus L. produced via anther culture | |
Kunitake et al. | Somatic embryogenesis and plant regeneration from protoplasts of asparagus (Asparagus officinalis L.) | |
Nešković et al. | Somatic embryogenesis and bud formation from immature embryos of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench.) | |
Horita et al. | Regeneration of flowering plants from difficile lily protoplasts by means of a nurse culture | |
Lörz et al. | Culture and plant regeneration of Hyoscyamus protoplasts | |
GB2195656A (en) | Mass propagation through shoot primordia and regeneration of plants from protoplasts of shoot primordia | |
Matsubara et al. | Embryoid and callus formation from pollen grains of eggplant and pepper by anther culture | |
JPH07213183A (ja) | オオムギ植物体の再生方法 | |
CA1309367C (en) | Efficient method for regenerating cotton from cultured cells | |
US5310673A (en) | Mass propagation through shoot primordia and regeneration of plants from protoplasts of shoot primordia | |
JP3806156B2 (ja) | オオムギ植物体の再生方法 | |
WO1993012645A1 (en) | Somatic embryogenesis and plant regeneration of cacao | |
US6599743B2 (en) | Method for microproduction of tea plants from leaf explants | |
US5530182A (en) | Methods for production f hybrid rose plantlets from rose somatic embryos | |
JP2008228609A (ja) | ソバの組織培養法、ソバの植物体 | |
US20020173037A1 (en) | Efficient method of protoplast culture | |
Giri et al. | Plant biotechnology: practical manual | |
Norasekin et al. | Induction and propagation of somatic embryos from cell suspension cultures of Theobroma cacao L | |
Radionenko et al. | Direct somatic embryogenesis and plant regeneration from protoplasts of red clover (Trifolium pratense L.) | |
Hidano et al. | Protoplast culture of deciduous fruit trees | |
Wang et al. | High frequency plant regeneration from protoplasts in cotton via somatic embryogenesis | |
JP2773062B2 (ja) | ミカン科植物の大量急速増殖法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20041213 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20041213 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20050126 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060502 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060512 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090519 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100519 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110519 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110519 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120519 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |