JPH09308401A - 炭酸ガス付与による苗条原基からの植物体の効率的生産方法 - Google Patents

炭酸ガス付与による苗条原基からの植物体の効率的生産方法

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JPH09308401A
JPH09308401A JP12948496A JP12948496A JPH09308401A JP H09308401 A JPH09308401 A JP H09308401A JP 12948496 A JP12948496 A JP 12948496A JP 12948496 A JP12948496 A JP 12948496A JP H09308401 A JPH09308401 A JP H09308401A
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foliage
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Takuya Shimizu
卓也 清水
Toshiaki Tanabe
稔明 田邊
Akira Murakami
章 村上
Kunimutsu Murakami
邦睦 村上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 苗条原基法による植物体の生産工程中、苗条
原基からの茎葉の再生を簡便に効率化する。 【解決手段】 苗条原基の増殖工程及び増殖した苗条原
基からの茎葉の再生工程において、苗条原基を炭酸ガス
付与下で培養する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業状の利用分野】本発明は、植物組織培養、特に苗
条原基からの植物体の効率的生産方法に関するものであ
り、林業、農業等に応用することができる。
【0002】
【従来の技術】植物組織培養技術を用いてクローン植物
を大量に増殖する方法は、生長点培養法を始め、様々な
方法が知られている。中でも、1983年に田中隆荘ら
により報告された苗条原基法(Jpn.J.Genet.、58:65 〜
70、1983)は、植物体細胞を特定の組成の培地中で可視
光線下、液体回転培養して得られる、苗条原基(shootp
rimordium)と呼ばれるドーム状の分裂組織の小集塊を
経て、植物体を再生する方法であり、この苗条原基が、
遺伝的に安定であり、大量増殖能を有し、しかも
かかる増殖組織として、液体回転培養で継代することに
より容易に維持できるという、クローン植物の大量増殖
を目的とする上で優れた特性を有していることから、林
業、農業等の各方面、種々の植物への応用が期待されて
いる。
【0003】通常、苗条原基からの植物体の再生は、基
本培地成分の濃度を下げたり、培地中の植物生長調節物
質をごく微量とするか、またはかかる生長調節物質を完
全に無添加(ホルモンフリー)とした苗化培地でこの苗
条原基を静置培養し、まず茎葉を再生し、ついでこの茎
葉を分離して発根培地に移植し発根させる、という工程
を経ることにより行われる。このとき苗化培地・発根培
地は、寒天、ゲランガム(Gellam gum)等で固化させた
ものを用いるのが一般的であるが、発根の場合は、培地
支持体としてロックウール等を用い、これを液体の発根
培地で湿潤させて用いることもできる。既に、この苗条
原基法により、草本植物ではメロン、イチゴ、ワサビ、
フキ、サツマイモ、ニンニク、ラッキョウ、タマネギ、
アサツキ、アスパラガス、リンドウ、テッポウユリ、ス
イセン、スカシユリ等で、木本植物ではポプラ、ラジア
ータマツ、ユーカリ等で、植物体が再生されたと報告さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、苗条原基から
の茎葉の発生は、例えば上に列挙した種においても、未
だ効率的とは言えず、再現性にも乏しい。このため、こ
の苗条原基法によるクローン苗の大量生産は、まだ実用
化されていないのが現状であり、簡便、かつ効率の良
い、苗条原基からの茎葉の再生方法の開発が望まれてい
るのである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、苗
条原基から効率的に茎葉を再生させる方法を見出だすべ
く鋭意検討した結果、苗条原基に炭酸ガスを付与しつつ
培養することにより、苗条原基自体の増殖が向上し、さ
らにその茎葉の再生効率が飛躍的に向上すること、しか
もかかる効果は植物の種類を問わず発揮されることを見
出だし、本発明に到達した。
【0006】即ち本発明は、苗条原基の増殖工程及び増
殖した苗条原基からの茎葉の再生工程を炭酸ガス付与下
で行うことにより、苗条原基の増殖効率を高め、かつ、
その苗条原基からの茎葉の再生効率を上げることを特徴
とする、苗条原基法による植物体の生産方法を提供する
ものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0008】まず、苗条原基の誘導・増殖工程について
説明する。本発明において、苗条原基の誘導は、常法に
より行うことができる。具体的には、対象とする植物の
生長点を含む部位を試料として用い、これをアンチホル
ミン等の殺菌剤で殺菌後、基本培地(例えば、Gamborg
のB5(1968)、Murashige and Skoog (1962)、Woody
plant medium(1981)、White (1963)、Linsmaier an
d Skoog (1965)等(以下、順にB5、MS、WPM、
White、LSと略記。))に炭素源としてショ糖等
を加え、植物生長調節物質として、サイトカイニンの一
種である6−ベンジルアミノプリン(BAP)、6−フ
ルフリルアミノプリン(カイネチン)、6−ハイドロメ
チルブテニルアミノプリン(ゼアチン)等、またはオー
キシンの一種であるα−ナフタレン酢酸(NAA)、3
−インドール酢酸(IAA)、3−インドール酪酸(I
BA)等を単独で、若しくは組合わせて、ある一定の濃
度範囲で添加した液体培地中で、照明下、回転培養する
ことにより、苗条原基を誘導する。前記したように、本
発明では、苗条原基の誘導法が確立している植物であれ
ば、その種類を問わず、供試試料として用いることがで
きる。また、かかる供試試料としては、フラスコ内等で
無菌的に育成された、いわゆる無菌苗を用いることもで
き、この場合には、殺菌剤による試料の殺菌工程は不要
となる。なお、ここで苗条原基とは、植物の体細胞を、
明るい可視光線下で重力の方向を変えつつ特定の培地組
成中で培養したときに生ずる、茎頂によく似たドーム状
の構造が集合した、コンペイトウ状の集塊を形成して増
殖する培養体一般のことをいうものとする。
【0009】苗条原基の増殖は、その誘導工程で用いた
条件とほぼ同じ条件下で行う。即ち、培地組成も誘導工
程と同一、若しくはこれを若干変更しただけのものを採
用し、またその他の培養条件も誘導工程と同様とする。
しかし、この増殖工程においては、炭酸ガスの付与が必
須の条件となる。そしてこの場合、これは、苗条原基の
培養環境中の炭酸ガス濃度が500〜1000ppmと
なるように、制御しつつ付与することが好ましい。この
濃度が500ppm未満では、その苗条原基増殖効果を
十分に発揮することができず、またこれが1000pp
mを超えてしまうと、培養している苗条原基に悪影響を
与えることがあり、はなはだしい場合には枯死に至らし
めてしまう場合も生ずるからである。もっとも、上記の
ように、苗条原基の誘導と増殖にはほぼ同じ培養条件が
適用できるので、これらを実質的には一つの工程で行う
場合も多く、かかる場合には、炭酸ガス付与を苗条原基
の誘導時から行っても構わない。炭酸ガスは、苗条原基
の誘導に効果をもたらすことはないが、また何らの悪影
響を及ぼすものでもないからである。
【0010】次に、苗条原基からの茎葉の再生工程につ
いて説明する。以上のように誘導・増殖して得られた苗
条原基は、基本培地(例えばMS、B5、WPM、Wh
ite、LS)にショ糖を加え、ホルモンフリーあるい
は上記のサイトカイニン、オーキシンを単独で、若しく
は組合わせて添加した固体培地に移植し、照明下、静置
培養することにより茎葉を再生させるが、本発明におい
ては、ここでも炭酸ガスの付与が必須となる。そしてこ
の場合においても、付与される炭酸ガスは、苗条原基か
らの茎葉再生効率を十分に向上させ、かつ、培養してい
る苗条原基を健全に維持するため、苗条原基の培養環境
中、その濃度が500〜1000ppmとなるように制
御されることが好ましい。また照明の強さも、付与した
炭酸ガスを有効に利用し得る光合成能を発揮させるた
め、照度1000〜6000ルクスの範囲であることが
好ましい。
【0011】なお、上記の苗条原基増殖工程、茎葉再生
工程において、苗条原基に明期・暗期を設けて照明を与
える場合には、いずれの工程においても、明期にのみ炭
酸ガスを付与することとすることができ、むしろこの方
が効率的とも言える。苗条原基においても通常の植物個
体と同様、暗黒下では光合成を行わないため、この時期
に炭酸ガスを付与しても有効に利用されず無駄となるか
らである。
【0012】
【作用】苗条原基は、茎葉の原基の塊とも言うことがで
き、そもそも葉緑体を有しているため、光存在下、炭酸
ガスを利用して炭素源を合成することのできる光合成能
を持った組織であり、また実際、その増殖、茎葉分化工
程は適当な照明下で行われるのが普通であるが、一方、
これを増殖させ、またこれから茎葉を再生させるための
培地中には、ショ糖等の炭素源が添加されており、必要
なエネルギーをそこから得ることができるので、苗条原
基自身が光合成を行い炭素源を合成する積極的な必要性
はあまりなく、従って、その光合成能が十分に発揮され
ているとは言えない。しかし、その培養環境中の炭酸ガ
ス濃度が上昇すれば、この組織が本来持っている光合成
能の活性も上昇し、この結果、その増殖能や茎葉の再生
能が向上する。本発明では、苗条原基が本来的に持って
いる、かかる光合成の能力を活性化するため、炭酸ガス
の付与を行うのである。
【0013】これに対して、苗条原基の誘導にあたって
は、炭酸ガスの付与は目立った効果をもたらさない。こ
れは、植物の体細胞から苗条原基が誘導されるまでは、
その組織に光合成能がないためである。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
【0015】[実施例1]ユーカリプタス・グロブルス
Eucalyptus globulus、以下、E.グロブルスと略
記。)無菌苗より生長点を含む茎頂部を切出し、これを
供試試料とした。一方、培地としては、ショ糖2%、植
物生長調節物質としてBAP0.2mg/l、NAA
0.02mg/lを含み、pH5.8に調整したB5培
地を用意し、この液体培地を試験管(30×200m
m)に25mlづつ分注して、これに供試試料を植付け
た。植付け後、試験管はフィルター付きアルミ箔(岩城
ガラス(株)製「サンキャップシール」:フィルター孔
径0.45μm)を用いて栓をした。
【0016】約1か月の培養後、供試試料より誘導され
た苗条原基を同一組成の液体培地に移植し、2週間間隔
で継代培養を繰返してこれを増殖させた。このとき苗条
原基の誘導・増殖はともに、温度24±1℃、照明20
00〜5000ルクスで16時間照射、湿度80±10
%の無菌条件下、炭酸ガスを、培養環境中のその濃度が
500〜1000ppmとなるように付与されつつ、2
rpm/minの速度で回転培養することにより行われ
た。なお比較対照として、炭酸ガスの付与を行わずに
(他の培養条件は全て同じ。)苗条原基を誘導・増殖し
た場合についても実験を行った。その結果、炭酸ガスを
付与しない試験区では、継代培養を始めてから約4週間
後の苗条原基の増殖率が約10倍(約100mgが約1
000mgに増殖。)であったのに対して、炭酸ガスを
付与した試験区では同じ時期、これが約15倍(約10
0mgが約1500mgに増殖。)となった。
【0017】次いで、炭酸ガス付与条件下で得られた苗
条原基集塊を、幅約5×5mm、厚さ約0.5mmに切
断し、これを、ショ糖1%、植物生長調節物質としてカ
イネチン0.2mg/lを含むMS固体培地(0.25
%ゲランガム)に置床して、無菌下、温度24±1℃、
照明2000ルクスで16時間照射、湿度50〜90
%、培養環境中の炭酸ガス濃度500〜1000ppm
という培養条件で静置培養を行い、茎葉の再生を図っ
た。なお、ここでも比較対照として、炭酸ガスの付与を
行わずに苗条原基から茎葉を再生させた場合について実
験を行った。その結果、茎葉の再生は、静置培養開始後
約2〜3週間で観察されたが、その再生した茎葉の数
は、炭酸ガスを付与しない試験区では置床した苗条原基
集塊一個あたり約5本であったのに対し、炭酸ガスを付
与した試験区では苗条原基集塊一個あたり約10本であ
った。
【0018】以上の実験の結果、E.グロブルスにおい
ては、苗条原基の増殖工程及び苗条原基からの茎葉の再
生工程を炭酸ガス付与下で行うことにより、苗条原基の
増殖は約1.5倍に、また、苗条原基からの茎葉の再生
効率は約2倍になることが示された。
【0019】[実施例2]ショ糖2%、植物生長調節物
質としてBAP2.0mg/l、NAA0.02mg/
lを含み、pH5.7〜5.8に調整したB5培地を用
意し、この液体培地を試験管(30×200mm)に2
5mlづつ分注して、これに1%次亜塩素酸ナトリウム
溶液で5分間殺菌処理を行ったステビア・レバウディア
ナ(Stevia rebaudiana BERTONI 、以下S.レバウディ
アナと略記。)の生長点を含む茎頂部を供試試料として
植付けた。植付け後、試験管はフィルター付きアルミ箔
を用いて栓をした。
【0020】約1か月の培養後、供試試料より誘導され
た苗条原基を同一組成の液体培地に移植し、2週間間隔
で継代培養を繰返してこれを増殖させた。このとき苗条
原基の誘導・増殖はともに、温度22±2℃、照明20
00〜10000ルクスで24時間照射、湿度80±1
0%の無菌条件下、炭酸ガスを、培養環境中のその濃度
が500〜1000ppmとなるように付与されつつ、
2rpm/minの速度で回転培養することにより行わ
れた。なお比較対照として、炭酸ガスの付与を行わずに
苗条原基を誘導・増殖した場合についても実験を行っ
た。その結果、炭酸ガスを付与しない試験区では、継代
培養を始めてから約4週間後の苗条原基の増殖率が約1
0倍(約100mgが約1000mgに増殖。)であっ
たのに対して、炭酸ガスを付与した試験区では同じ時
期、これが約15倍(約100mgが約1500mgに
増殖。)となった。
【0021】次いで、炭酸ガス付与条件下で得られた苗
条原基集塊を、実施例1と同様に切断し、これを、ショ
糖1%、植物生長調節物質としてBAP0.02mg/
lを含む、無機塩類組成を1/2としたB5固体培地
(0.85%寒天)に置床して、無菌下、温度24±1
℃、照明2000ルクスで16時間照射、湿度80±1
0%、培養環境中の炭酸ガス濃度500〜1000pp
mという培養条件で静置培養を行い、茎葉の再生を図っ
た。なお、ここでも比較対照として、炭酸ガスの付与を
行わずに苗条原基から茎葉を再生させた場合について実
験を行った。その結果、再生した茎葉の数は、静置培養
開始から約2週間後で、炭酸ガスを付与しない試験区で
は置床した苗条原基集塊一個あたり約5本であったのに
対し、炭酸ガスを付与した試験区では苗条原基集塊一個
あたり約10本となった。
【0022】以上の実験の結果、S.レバウディアナに
おいても、苗条原基の増殖工程及び苗条原基からの茎葉
の再生工程を炭酸ガス付与下で行うことにより、E.グ
ロブルスと同様に、苗条原基の増殖は約1.5倍に、ま
た、苗条原基からの茎葉の再生効率は約2倍になること
が示された。
【0023】[実施例3]ショ糖3%、植物生長調節物
質としてBAP2.0mg/l、NAA2.0mg/l
を含み、pH5.7〜5.8に調整したMS培地を用意
し、この液体培地を試験管(30×200mm)に25
mlづつ分注して、これに0.1%塩化ベンザルコニウ
ム溶液で5分間、さらに1%次亜塩素酸ナトリウム溶液
で5分間殺菌処理を行ったフキ( Petasites japonicu
s )の生長点を含む茎頂部を供試試料として植付けた。
植付け後、試験管はフィルター付きアルミ箔を用いて栓
をした。
【0024】約1か月の培養後、供試試料より誘導され
た苗条原基を、植物生長調節物質の濃度をBAP2.0
mg/l、NAA0.02mg/lに変更した他は、そ
の誘導の際に用いたものと同一組成の液体培地に移植
し、2週間間隔で継代培養を繰返してこれを増殖させ
た。また、培地組成以外の培養条件は、苗条原基の誘導
・増殖ともに、実施例2と同様の条件を採用した。なお
比較対照として、炭酸ガスの付与を行わずに苗条原基を
誘導・増殖した場合についても実験を行った。その結
果、炭酸ガスを付与しない試験区では、継代培養を始め
てから約4週間後の苗条原基の増殖率が約7〜8倍であ
ったのに対して、炭酸ガスを付与した試験区では同じ時
期、これが約14〜15倍となった。
【0025】次いで、炭酸ガス付与条件下で得られた苗
条原基集塊を、実施例1と同様に切断し、これを、ショ
糖1%を含み、無機塩類組成を1/2としたホルモンフ
リーのMS固体培地(0.9%寒天)に置床して、無菌
下、温度24±1℃、照明1000〜2000ルクスで
16時間照射、湿度80±10%、培養環境中の炭酸ガ
ス濃度500〜1000ppmという培養条件で静置培
養を行い、茎葉の再生を図った。なお、ここでも比較対
照として、炭酸ガスの付与を行わずに苗条原基から茎葉
を再生させた場合について実験を行った。その結果、茎
葉の再生は、静置培養開始後約2週間で観察されたが、
その再生した茎葉の数は、炭酸ガスを付与しない試験区
では置床した苗条原基集塊1gあたり約500本であっ
たのに対し、炭酸ガスを付与した試験区では苗条原基集
塊1gあたり約1000本となった。
【0026】以上の実験の結果、フキにおいては、苗条
原基の増殖工程及び苗条原基からの茎葉の再生工程を炭
酸ガス付与下で行うことにより、苗条原基の増殖、苗条
原基からの茎葉の再生効率がともに、約2倍になること
が示された。
【0027】
【効果】本発明によれば、植物の種類を問わず、苗条原
基の増殖率、苗条原基からの茎葉の再生率を大幅に向上
させることができる。しかもかかる効果は、苗条原基の
増殖工程及び苗条原基からの茎葉の再生工程において、
苗条原基の培養環境中に炭酸ガスを付与することのみに
より達成される。
【0028】従って本発明は、簡便、かつ効率的に苗条
原基から植物体を再生することを可能とするものであ
り、またこれにより、苗条原基法によるクローン苗の大
量生産へも実用化の道を開くものでもある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 邦睦 山口県岩国市飯田町2丁目8番1号 日本 製紙株式会社岩国技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 苗条原基の増殖工程及び増殖した苗条原
    基からの茎葉の再生工程を炭酸ガス付与下で行うことに
    より、苗条原基の増殖効率を高め、かつ、その苗条原基
    からの茎葉の再生効率を上げることを特徴とする、苗条
    原基法による植物体の生産方法。
  2. 【請求項2】 苗条原基増殖工程において、炭酸ガス
    を、苗条原基の培養環境中のその濃度が500〜100
    0ppmとなるように付与する、請求項1に記載の苗条
    原基法による植物体の生産方法。
  3. 【請求項3】 増殖した苗条原基からの茎葉の再生工程
    において、炭酸ガスを、苗条原基の培養環境中のその濃
    度が500〜1000ppmとなるように付与する、請
    求項1または2に記載の苗条原基法による植物体の生産
    方法。
JP12948496A 1996-05-24 1996-05-24 炭酸ガス付与による苗条原基からの植物体の効率的生産方法 Pending JPH09308401A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104304026A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 广西壮族自治区国有东门林场 一种尾巨桉dh30-1品种的组培快繁方法

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CN104304026A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 广西壮族自治区国有东门林场 一种尾巨桉dh30-1品种的组培快繁方法

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