JPH09168341A

JPH09168341A - ポリウレタン粒を用いた植物培養培地及び水耕栽培用支持体

Info

Publication number: JPH09168341A
Application number: JP7331338A
Authority: JP
Inventors: Chikako Sumi; 智佳子墨; Noriko Kanehara; 則子金原
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】植物体を十分良く成長させ、かつ、植物体を
支持体から取り出すときに植物体を傷めることのない培
地を提供する。また、加工を必要とせずに植物体を安定
に置床する水耕栽培用支持体を提供する。【解決手段】粒径０. ２〜３０ｍｍのポリウレタン粒
をオートクレーブ滅菌して、支持体中に空気層を形成し
たものを植物培養培地として用いる。粒径０. ２〜３０
ｍｍのポリウレタン粒を水耕栽培用支持体として用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉砕したポリウレ
タン粒を植物組織培養の培地及び支持体（固形剤）とし
て用いる培養技術に関するものである。本発明の技術
は、水耕栽培用にも応用可能である。

【０００２】

【従来の技術】高等植物の細胞、組織及び器官などをガ
ラス器内の適当な培地で培養する技術は、近年、大いに
発達している。外植片を培養する方法は、培地の性状か
ら、液体培養と固体培養の２種に大きく分けられる。組
織片の種類及び目的によって、液体培養又は固体培養を
適宜選択して行うことができる。例えば、葉片や形成層
等の組織片の培養では、固形培地での固体培養が行われ
ている。

【０００３】培地の固形剤としては、寒天、アガロー
ス、ゲランガム、アルギン酸などの高分子多糖類があ
り、目的に応じて適当な濃度で培地に分散させ、使用さ
れている。一般的な固体培養では、市販の１級寒天を
０. ８％添加して使用される。

【０００４】また、植物の水耕栽培は、土壌を全く使わ
ずに栄養分を溶解した水溶液で植物を培養する方法であ
り、広義には、砂耕法及び礫耕法などを含む培養法であ
る。図４のＡに従来一般的に行われている寒天培地を用
いた固体培養の様子を示す。この培養法では、寒天支持
体１５を流し込んだふた１４付き培養用容器２に種子を
置床する。成長した植物体４は、根５が寒天支持体１５
に食い込むような形で生育する。

【０００５】水耕栽培は、農業的な応用だけでなく、ハ
イドロカルチャーなどとして園芸的にも応用されてい
る。水耕栽培は、培地の種類、培養液の与え方、空気の
与え方、根の支え方によって、根を支える培地があるも
の、根を浮遊させるもの、その他の３種に大別される。
根を支える培地があるものとしては、以下のものが知ら
れている。

【０００６】無機培地耕においては、粒状のものとし
て、砂耕、砂栽培（サンドポニック）、天然れき耕、人
工れき耕（ハイドロカルチャー）、人工骨材耕、及びく
ん炭耕がある。フォームとしては、ウレタン耕、プラス
チックフィルム耕などがあり、繊維状のものとしてはロ
ックウール耕などがある。その他、パーライト耕やバー
ミーキュライト耕が知られている。有機培地耕において
は、ピートモス耕、おがくず耕、バーク耕、人工標準培
養土耕、不繊布耕が知られている。図４のＢ及びＣに従
来の水耕用支持体、種まき穴付き支持体を示す。図４の
Ｂは切れ込み１６の入ったロックウールマット１７で水
耕に用い、図４のＣは種まき穴１８の付いたポリウレタ
ンフォーム１９である。

【０００７】植物体の支持方法は、ポリ鉢とウレタン、
ウレタンと発泡スチロール板、及びウレタンとプラスチ
ックシートなどで支持する方法がある。栽培床の種類
は、プラスチック成型枠、発泡スチロール、及びコンク
リート枠多孔質れきなどがある。例として、図４のＤに
灯心式水耕鉢２０を用いた水耕方法を示す。植物体４の
根５は不繊布２１で包まれ、根５の先端のみが培養液１
０に浸され、通気性が良くなるように根５の先端部以外
はロックウールマット２２で支えられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の固形剤
は、寒天など高分子多糖類の精製が不十分な場合、多糖
類中の不純物による細胞毒性が植物体の生育を阻害し、
矮小化したり枯死する場合があった。また、培養した植
物の葉、茎、根等を固形剤から切り出すとき、植物体と
共に固形剤が付着してしまい、その固形剤の除去が困難
であり、かつ、汚染の原因にもなりやすい。通常は、固
形剤は水洗いで取り除いていたが、除去時に植物体を傷
つけたり、損失してしまうこともあった。

【０００９】水耕栽培の支持体はウレタン等のフォーム
やロックウール等の繊維を使用した場合、種まき穴や切
れ込み等の加工の手間を必要とするなど不都合な点も多
い。この加工がないと、種子や植物体が落下したり、転
倒するおそれがある。

【００１０】したがって、本発明は、組織培養の培地と
して、寒天培地などの従来の固形培地に変わる、植物体
を充分良く成長させ、かつ、植物体を支持体から取り出
すときに植物体を傷めることのない培地を提供すること
を目的とする。また、加工を必要とせずに、植物体を安
定に置床する水耕栽培用支持体を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明者らは、粒径０. ２〜３０ｍｍのポリウレタン粒と
液体培地とを加熱滅菌して、支持体中に空気層をつく
り、植物培養培地として用いることを開発した。また、
粒径０. ２〜３０ｍｍのポリウレタン粒を水耕栽培の支
持体として用いることを開発した。

【００１２】本発明の植物培養培地は、ポリウレタンを
粉砕して、液体培地とともにオートクレーブ滅菌したも
のであり、この培地を用いることによって、根が十分に
発達し、それによって植物体が十分生育できる培養を行
うことができる。また、この植物培養支持体は、培養し
た植物体の根などがからみつくことがないので、支持体
から取り出すときに好都合である。また、水耕栽培の支
持体として用いるときには、種まき穴や切れ込みなどの
加工を必要とせずに、種子や植物体を安定に置床するこ
とができる。さらに、粒径を変えることによって、水耕
からハイドロカルチャーまで応用することもでき、ハイ
ドロカルチャーに用いるときには、着色したポリウレタ
ンを用いることによって、より高い商品価値を与えるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】１. 植物組織培養の培地支持体上に滅菌種子や組織片などを置床した場合、以下
の条件において十分な成長がみられる。

【００１４】（ポリウレタンの組成）イソシアネートと
ポリオールを混合して合成するのが好ましい。特に、エ
ーテル系のポリオールを原料とするものは、酸、アルカ
リ及び有機溶剤に耐性であり、培地成分と反応を起こさ
ないので、特に好ましい。

【００１５】（ポリウレタンの粒の粒径）粒径０. ２〜
３０ｍｍがよく、組織培養の場合、特に好ましくは、粒
径０. ５〜１ｍｍが好ましい。粒径が０. ２ｍｍ以下で
あると、粒間が狭くなり、毛細管現象により、水分過多
状態となる。そのため、空気が不足し、根ぐされや生育
不良の原因となって好ましくない。粒径が３０ｍｍ以上
となると、植物体から発育した根がポリウレタン粒中に
入り込む。そのため、植物体のみをポリウレタン粒から
取り出すことが困難となり、不都合である。

【００１６】（形状）図１のＡに示すように、ポリウレ
タン粒支持体１と培地を培養用容器２に詰めた後、オー
トクレーブによる加熱滅菌を行うことによって、支持体
中に空気層３が生じる。空気層３は０. ５〜５ｍｍの厚
さで大小さまざまなものが生じ、それらがほぼ水平の層
状に重なる。オートクレーブ滅菌は、１１５℃で３０分
以上、１４０℃で１０分以上を目安とし、好ましくは１
２１℃で１５分オートクレーブ滅菌を行うのがよい。ポ
リウレタン粒支持体１と培地を培養用容器２に詰めると
きには、シリンジのピストンのようなもので表面を固め
ると、より形状が安定して好ましい。

【００１７】（水分量）ポリウレタン粒３. ２ｇ（約１
０ｍｌに相当）に対して、液体培地を６〜１０ｍｌ、よ
り好ましくは、約８ｍｌを添加するのがよい。６ｍｌ以
下では空気層３が十分生じない。１０ｍｌ以上では、ポ
リウレタン粒支持体１が二層又はそれ以上の層に分かれ
てしまい、そのうえ、水分量が多すぎて植物体の生育が
悪く好ましくない。本発明のポリウレタン粒からなる支
持体を用いた培養を図１のＢに示す。この培養では、支
持体１中の空気層３によって通気性が良くなり、植物体
４の根５が特に良く発達する。

【００１８】２. 水耕栽培用の支持体水耕栽培の支持体として使用するときには、従来フォー
ムの形状のみで用いていたポリウレタンを粉砕すること
によって、フォームに種まき用などの穴などの加工や切
り込み加工することなく、支持体に使用することができ
る。以下に水耕栽培の支持体として用いるときに必要な
条件を示す。

【００１９】（ポリウレタンの組成）イソシアネートと
ポリオールを混合して合成するのが好ましい。特に、エ
ーテル系のポリオールを原料とするものは、酸、アルカ
リ及び有機溶剤に耐性であり、培地成分と反応を起こさ
ないので、特に好ましい。

【００２０】（ポリウレタンの粒の粒径）粒径０. ２〜
３０ｍｍが好ましい。粒径が０. ２ｍｍ以下であると、
粒径が狭くなり、毛細管現象により水分過多状態とな
る。そのため、空気が不足し、根ぐされ及び生育不良の
原因となる。さらに、図２のＢのように、培養液が循環
する水耕栽培に用いた場合、ナイロンメッシュからポリ
ウレタン粒が流出したり、メッシュをふさぐ原因とな
る。３０ｍｍ以上となると粒間が大きく空きすぎ、さら
にポリウレタンは比重が軽いため、培地がふわふわと柔
らかくなりすぎる。この培地では、植物体を支えること
が困難である。図２のＡに示すように、培養液の流れの
ないハイドロカルチャーの場合には、通気性をよくして
根の発育をよくするためと、水はけをよくするために、
４〜８ｍｍの中粒６を園芸ポット７の上層に、１０〜３
０ｍｍの大粒８を園芸ポット７の下層に詰めるのが望ま
しい。図２のＢに、循環ポンプ９などで培養槽１０中の
培養液１１を循環させる水耕栽培を示す。図２のＣにそ
の拡大図を示す。約１ｍｍの小粒のポリウレタン粉末を
用いるのが好ましく、粒が流れ出ないように、１００μ
ｍのナイロンメッシュシート１３やポリウレタンフォー
ム等の枠内に入れて使用するのが好ましい。

【００２１】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細
に説明するが、これらにより本発明を制限するものでは
ない。実施例１（水分量の違いによる支持体の形状の変化）粒径約０.
５ｍｍのポリウレタン粉末を直径２. ５ｃｍ、高さ１５
ｃｍの培養用棒びんに３. ２ｇ（約１０ｍｌ）詰めた。
ポリウレタン粉末は、堅めに詰めたものとふわふわと柔
らかめに詰めたものの両方を用意し、そこに蒸留水
（Ｄ. Ｗ. ）をそれぞれ４、６、８、１０、１２、２０
ｍｌ添加したものを調製した。調製済み培養用棒びんを
オートクレーブで１２１℃、１５分間滅菌した。オート
クレーブ内の圧力は、加熱温度に対応した通常の稼働気
圧であった。オートクレーブをかけ終わった状態のもの
の様子を図３に示す。図３の棒びんのわきの数値は、支
持体部の厚さ（高さ）を示し、単位はｍｍである。図３
から、蒸留水を４ｍｌ添加したときには、空気層が十分
生じず、１２ｍｌ以上添加したときには、空気層は生じ
るが、蒸留水の層ができてしまい望ましくないことがわ
かった。適度な空気層を持つ蒸留水の添加量は、直径
２. ５ｃｍ、高さ１５ｃｍの棒びんの場合、６〜１０ｍ
ｌであると示された。

【００２２】実施例２（植物体培養実験）粒径０. ５ｍｍのポリウレタン粉末
を直径２. ５ｃｍ、高さ１５ｃｍの培養用棒びんに３.
２ｇ（約１０ｍｌ）詰めた。ポリウレタン粉末は、やや
柔らかめに詰め、そこにＭＳ培地（Ｍｕｒａｓｈｉｇｅ
−Ｓｋｏｏｇ培地）を４、６、１０、１２ｍｌ添加し
た。用いたＭＳ培地は、現在一般的な文献等（例えば、
「生物工学実験書」、日本生物工学会編、ｐ３８１、１
９９２年、培風館）に記載されているものと同様であ
る。ＭＳ培地を添加した培養用棒びんをオートクレーブ
で１２１℃、１５分間滅菌した。ホウレンソウ（ミンス
ターランドタイプ）の種子の殻を剥ぎ、滅菌処理した
後、滅菌済み培養用棒びんに播種し、グロースキャビネ
ット（ＳＡＮＹＯＭＬＲ−３５０ＨＴ）内で２３℃、
３０００ｌｕｘ、１１. ５時間照射、１２. ５時間暗所
で１０日間培養した。

【００２３】比較例実施例２と同様の培養用棒びんに、０. ８％の寒天を固
形剤として添加したＭＳ培地を入れ、実施例２と同様に
ホウレンソウ種子を播種し、同条件で培養した。実施例
２及び比較例の結果を表１に示す。表１から、寒天培地
を固形剤として用いた場合と比べ、本発明のポリウレタ
ン粉末を支持体として用いると、根が良く発達すること
がわかった。また、直径２. ５ｃｍ、高さ１５ｃｍの培
養用棒びんに対して培養液を６ｍｌから１０ｍｌ、好ま
しくは８ｍｌ添加したとき植物体の生育が良好である
が、１２ｍｌ以上の添加は、支持体が不安定で、かつ、
水分量が多すぎて植物体の生育が悪いことがわかった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】上記したところから明らかなように、本
発明によれば、ポリウレタン粒を組織培養の支持体とし
て使用した場合、支持体中に空気層があるため、通気性
がよく、特に根が充分発達する。そのため、培地成分の
吸収がよく、植物体の生育がよい。また、本発明のポリ
ウレタン粒を組織培養の固形剤として使用した場合、植
物体を切り出すときに、植物体が支持体にからみつくこ
とがないので、植物体を損傷したり、損失することなく
支持体から取り出すことができる。

【００２６】ポリウレタン粒を水耕栽培の支持体として
使用する場合には、従来のように穴や切れ込み等の加工
をしなくとも、種子や組織片を安定して置床することが
できる。この場合、粉砕サイズを変えることによって、
水耕からハイドロカルチャーまで応用できる。さらに、
ポリウレタンは着色が可能であるため、ハイドロカルチ
ャーに用いた場合、様々な色のポリウレタン粒を使うこ
とができ、鑑賞価値をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリウレタン粒を支持体として、オートクレー
ブ滅菌を行った培養用容器とその培養用容器に播種し、
植物体を誘導した様子を示す。

【図２】ポリウレタン粒をハイドロカルチャーに用いた
様子、及び培養液が循環する水耕栽培の様子を示す。

【図３】実施例１の結果を示す。

【図４】従来の固形培地を用いた培養用容器、水耕用支
持体、種まき穴付き支持体、及び灯心式水耕鉢を用いた
培養の様子を示す。

【符号の説明】

１ポリウレタン粒支持体２培養用容器３空気層４植物体５根６ポリウレタン粒（中粒）７園芸ポット８ポリウレタン粒（大粒）９循環ポンプ１０培養槽１１培養液１２ポリウレタン粒（小粒）１３ナイロンメッシュシート１４ふた１５寒天支持体１６切り込み１７ロックウールマット１８種まき穴１９ポリウレタンフォーム２０灯心式水耕鉢２１不繊布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径０. ２〜３０ｍｍのポリウレタン粒
と液体培地とを加熱滅菌することによって形成される空
気層をもつことを特徴とする植物培養培地。
【請求項２】粒径０. ２〜３０ｍｍのポリウレタン粒
からなる水耕栽培用支持体。