JPH10136815A - Tissue culture method for production cotton plant capable of making in-vitro growth of large amount - Google Patents

Tissue culture method for production cotton plant capable of making in-vitro growth of large amount

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JPH10136815A
JPH10136815A JP9065265A JP6526597A JPH10136815A JP H10136815 A JPH10136815 A JP H10136815A JP 9065265 A JP9065265 A JP 9065265A JP 6526597 A JP6526597 A JP 6526597A JP H10136815 A JPH10136815 A JP H10136815A
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JP
Japan
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medium
shoots
plant
cotton
vitamins
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Application number
JP9065265A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuri Rakesh
ツリ ラケシュ
Kumar Suribasutaba Arok
クマル スリバスタバ アロク
Kumar Gupta Sib
クマル グプタ シブ
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Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Original Assignee
Council of Scientific and Industrial Research CSIR
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Publication date
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  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the tissue culture method capable of regenerating cotton plants which may be grown in vitro in a large amt. and have a fertilization capability from the specific tissues of the cotton plants. SOLUTION: The seeds of the cotton plants are treated to get rid of bacteria- molds and these seeds are cultured for three days to several weeks in the presence of light in a bright period of 16 hours at 20 to 40 deg.C in a first medium consisting of salts, vitamins, carbon sources, gelatinizing agents. Cotlyledon nodes partly with perfect cotlyledons or without the cotlyledons are cut from the resulted nursery stock and these cotlyledon nodes are kept cultured for at least 4 weeks until many shoots are formed in the presence of the light of the bright period of 16 hours at 20 to 40 deg.C in a second medium consisting of salts, vitamins, carbon sources, gelatinizing agents and plant hormones for the purpose of propagation of the shoots. The formed shoots are collected. These shoots are transferred to a root inductive medium consisting of the salts, vitamins, carbon sources, gelatinizing agents and plant hormones and are cultured until the roots grow in the presence of the light of the bright period of 16 hours at 20 to 40 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、綿植物の特定の組
織からインビトロで多量の生育可能な綿植物を生産する
ための組織培養法に関する。本発明の方法は、遺伝子型
非依存性で、直接、複数の苗条増殖を提供し、農業バイ
オテクノロジーや遺伝子工学の現代的方法により、微細
繁殖、突然変異体の選択の可能性、および遺伝的に改良
した綿植物を生産する可能性を切り開く。本方法は、組
織培養法を用いる綿改良計画の成功に重要な一歩を与え
る。
The present invention relates to a tissue culture method for producing a large amount of viable cotton plants in vitro from specific tissues of cotton plants. The method of the present invention provides genotype-independent, direct multiple shoot propagation, and uses modern methods of agricultural biotechnology and genetic engineering to enable micropropagation, potential mutant selection, and genetic Open the possibility of producing improved cotton plants. This method provides an important step in the success of cotton improvement programs using tissue culture.

【0002】[0002]

【従来の技術】綿は、主に繊維を目的として栽培される
世界的に重要な作物である。その種子は、家畜の餌の重
要な供給源である。綿は、世界中の国の経済的発展に影
響を与えてきた。従って、現代の農業バイオテクノロジ
ーの方法による綿改良計画は世界的に大きな関心を集め
ている。これは、綿植物の遺伝子工学の現代的方法の応
用を促進する組織培養法の開発の重要性を増加させた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Cotton is an important crop worldwide, cultivated primarily for fiber purposes. The seeds are an important source of livestock feed. Cotton has influenced the economic development of countries around the world. Therefore, modern agricultural biotechnology methods for cotton improvement are of great interest worldwide. This has increased the importance of developing tissue culture methods to facilitate the application of modern methods of cotton plant genetic engineering.

【0003】綿の組織培養に関していくつかの報告が公
表されている。それらは、懸濁培養やカルス培養を用い
る、直接の苗条分化や体細胞性胚形成に関する。参考の
ため、そのリストを以下に示す。
Several reports have been published on cotton tissue culture. They relate to direct shoot differentiation and somatic embryogenesis using suspension and callus cultures. The list is shown below for reference.

【0004】組織培養法による微細繁殖に結びつく器官
形成と再生は、いくつかの植物種、例えばインゲン豆
(Phaseolus )種で成功している(ルブルオ,エーとカ
ルタ,ケー・ケー(Rubluo A & Kartha KK)、1985、種
々のインゲン豆(Phaseolus )種と品種の頂端分裂組織
のインビトロ培養、J. of Plant physiol 119:425-43
3)。グリシンマックス(Glycine max )(シェティ,
ケー、アサノ,ワイ、およびオオサワ,ケー(Shetty
K., Asano Y and Oosawa K )1992、アラントインとア
ミドによるグリシンマックスメリル(Glycine max Merr
ill )のインビトロの苗条器官形成の刺激。Plant Sei.
81:245-252 )、カジャヌス・カジャン(Cajanus caja
n )(シブ・プラカシュ,エヌ、ペンタール,ディーお
よびバーラ−サリン,エヌ(Shiv Prakash N, Pental D
& Bhalla-Sarin N )1994、複数の苗条形成を介する子
葉節からのキマメ(pigeonpea )(カジャヌス・カジャ
ン(Cajanus cajan ))の再生、Plant Cell Rep. 13:6
23-622)、カーネーション(クレア−アネブ,エー、ヤ
ンチェバ,エス、およびドンス,エイチ(Claire-Annev
A. Yancheva S and Dons H )1995、カーネーション苗
条の節領域を有する細胞は不定苗条形成の高い可能性を
示す、Plant Cell tiss. Org Cult. 40:154-157 )な
ど。
[0004] Organ formation and regeneration linked to micropropagation by tissue culture have been successful in several plant species, such as the kidney bean (Phaseolus) species (Rubluo, A and Carta, Rubulo A & Kartha). KK), 1985, In vitro culture of apical meristems of various kidney bean (Phaseolus) species and varieties, J. of Plant physiol 119: 425-43
3). Glycine max (Shetti,
K, Asano, K and Osawa, K (Shetty
K., Asano Y and Oosawa K) 1992, Glycine max Merr with allantoin and amide
ill) stimulation of in vitro shoot organogenesis. Plant Sei.
81: 245-252), Cajanus caja
n) (Shiv Prakash N, Pental D
& Bhalla-Sarin N) 1994, Regeneration of pigeonpea (Cajanus cajan) from cotyledons through multiple shoot formation, Plant Cell Rep. 13: 6
23-622), carnations (Claire-Annev, A, Jancheba, S, and Dons, H. (Claire-Annev)
A. Yancheva S and Dons H) 1995, cells having nodal regions of carnation shoots show high potential for adventitious shoot formation, Plant Cell tiss. Org Cult. 40: 154-157).

【0005】組織培養法による植物の再生は充分確立さ
れている。器官形成(organogenesis )または体細胞性
胚形成(somatic embryogenesis )により、インビトロ
で広範な植物種の再生が成功している。器官形成により
器官、すなわち、苗条(または根)が形成され、これを
単離して根(または苗条)の成長を誘導して植物全体を
生産することができ、一方体細胞性胚形成では、苗条と
根の両方を有する体細胞性胚(遺伝的受精なしで成長す
る胚)が成長し、植物全体になる。植物の各部分や細胞
が再生して完全な植物になる能力(全能性(totipotenc
y )と呼ぶ)は周知の現象であるが、このような再生を
可能にする条件を発明するために各植物または植物の部
分を研究する必要がある。このような培養物の成長と分
化を支配するいくつかの因子が決定されている。異なる
群の植物ホルモンの間の相互作用の確立、増殖制御物質
単独または組合せが、細胞、組織および器官の間に存在
するいくつかの関係に関与している。従って、分化の成
功は、外植片の型、外植片の生理学的条件および培養中
の外植片の物理的および化学的環境に依存する。このた
め、組織培養の科学は、起源植物の生理学的条件、外植
片の型、培養条件、および組織培養を開始するために使
用される植物ホルモンの最適化に向けられてきた。これ
は、組織培養による植物の増殖のための新しい方法の開
発は決して自明ではないことを実証している。
[0005] Regeneration of plants by the tissue culture method is well established. Organogenesis or somatic embryogenesis has led to the successful regeneration of a wide variety of plant species in vitro. Organogenesis results in the formation of an organ, the shoot (or root), which can be isolated and induced to grow the root (or shoot) to produce the entire plant, while somatic embryogenesis results in the formation of shoots (or shoots). A somatic embryo (both embryo that grows without genetic fertilization) that has both the root and the root grows to become the whole plant. The ability of each plant part or cell to regenerate into a complete plant (totipotent (totipotenc
y)) is a well-known phenomenon, but it is necessary to study each plant or plant part in order to invent conditions that allow such regeneration. Several factors governing the growth and differentiation of such cultures have been determined. Establishing interactions between different groups of plant hormones, growth regulators alone or in combination, is involved in several relationships that exist between cells, tissues and organs. Thus, the success of differentiation depends on the type of explant, the physiological conditions of the explant and the physical and chemical environment of the explant in culture. For this reason, the science of tissue culture has been directed to the optimization of the physiological conditions of the source plant, the type of explant, the culture conditions, and the plant hormones used to initiate tissue culture. This demonstrates that developing a new method for growing plants by tissue culture is by no means trivial.

【0006】ケースバイケースで検討すべき大きな側面
は、再生を誘導する植物増殖制御物質の型と植物増殖制
御物質の量である。さらに、培地の化学的組成、増殖温
度、および他の培養条件が、器官形成や体細胞性胚形成
の誘導、および苗条や根の成熟および健康な受精能力の
ある植物の形成において重要な役割を果たす。培地、ホ
ルモンおよび増殖条件への応答は、植物の種毎および変
種毎に異なる。従って、植物の効率的な再生、器官形
成、および体細胞性胚形成の条件を発明するには、特定
の植物についての専門知識を開発することが必要であ
る。
A major aspect to be considered on a case-by-case basis is the type of plant growth regulator and the amount of plant growth regulator that induce regeneration. In addition, the chemical composition of the medium, growth temperature, and other culture conditions play important roles in inducing organogenesis and somatic embryogenesis, and in the development of shoot and root maturation and healthy fertilizing plants. Fulfill. Responses to media, hormones and growth conditions vary from plant species to plant species and to varieties. Therefore, inventing conditions for efficient plant regeneration, organogenesis, and somatic embryogenesis requires the development of expertise for specific plants.

【0007】組織培養において革新が必要な他の主要な
領域は、培養条件に有効に応答して豊富に再生される植
物の部分を同定することである。ある種の植物のすべて
の部分が、効率的に再生されるわけではない。植物の組
織培養を成功させるものは、全能性のために同定された
植物の部分(外植片と呼ぶ)、外植片の生理学的状態、
および増殖条件、特に組織培養の植物の成功を決定する
増殖制御物質の複雑な組合せである。ある植物の異なる
外植片は、増殖のために条件に対して、普通非常に異な
る応答を示す。再生のために一般的な原理を応用するこ
とはできない。各場合で、外植片の同定と培養条件の同
定が、1つの植物を多くの植物または体細胞性胚に再生
するための組織培養方法の開発のための革新的工程であ
る。
Another major area of need for innovation in tissue culture is to identify those parts of the plant that are regenerated abundantly in response to culture conditions. Not all parts of some plants are regenerated efficiently. Successful tissue culture of plants includes the parts of the plant that have been identified for totipotency (called explants), the physiological status of the explants,
And a complex combination of growth conditions, especially growth regulators that determine the success of a plant in tissue culture. Different explants of a plant usually show very different responses to conditions due to growth. General principles cannot be applied for reproduction. In each case, identification of explants and identification of culture conditions are innovative steps for the development of a tissue culture method for regenerating one plant into many plants or somatic embryos.

【0008】現在、綿の培養した変種の組織外植片から
の複数の苗条の形成に関する詳細な文献はない。本発明
は、組織培養により綿植物の複数の苗条を得るための綿
苗木の小部分(外植片と呼ぶ)からの器官形成の詳細な
方法を、初めて記載するものである。本方法は、本発明
者が試験したすべての品種への広い応用を示し、苗条を
効率的に成熟させることができるため、微細繁殖および
遺伝的形質転換のために農業バイオテクノロジーにおい
て非常に有用である。本方法は、現代の農業バイオテク
ノロジー法による綿改良計画において大きな可能性を有
する。
[0008] Currently, there is no detailed literature on the formation of multiple shoots from tissue explants of cultured varieties of cotton. The present invention describes for the first time a detailed method of organ formation from small parts of cotton seedlings (called explants) to obtain multiple shoots of cotton plants by tissue culture. The method shows wide application to all the varieties tested by the present inventors and is able to efficiently mature shoots, which makes it very useful in agricultural biotechnology for micropropagation and genetic transformation. is there. This method has great potential in modern agricultural biotechnology legislation cotton improvement programs.

【0009】体細胞性胚形成(受精を経ることなく正常
の植物を生み出す構造)を引き起こす組織培養条件を扱
ういくつかの報告(ダビドニス,ジー・エイチ、および
ハミルトン,アール・エイチ(Davidonis GH and Hamil
ton RH)1983、ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossyp
ium hirsutum L)のカルス組織からの植物再生、Plant
Sci. Lett. 32:89-93 ;シューメーカー,アール・シ
ー、コウチェ,エル・ジェイおよびガルブレイス,ディ
ー・ダブリュー(Shoemaker RC, Couche LJ & Galbrait
h DW)1986、綿(ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Goss
ypium hirsutum L)の体細胞性胚形成と植物再生の性状
解析、Plant Cell Rep. 3:178-181 ;トロリンダー,エ
ヌ・エルおよびグージン,ジェイ・アール(Trolinder
NL and Goodin JR)1987;綿ゴシピウム・ヒルスツム・
エル(Gossypium hirsutum L)の体細胞性胚形成と植物
再生、Plant Cell Rep. 6:231-234 、ファイナー,ジェ
イ(Finer J.)1988。ゴシピウム・ヒルスツム(Gossyp
ium hirsutum)の体細胞性胚形成懸濁培養からの植物再
生、Plant Cell Rep. 7:399-402 )が報告されている。
体細胞性胚形成の開始と成熟には数ヶ月が必要である。
本方法は遺伝子型への依存性が高く(トロリンダー,エ
ヌ・エルおよびジジアン,シー(Trolinder NLand Xhix
ian C. )1989、綿の体細胞性胚形成応答の遺伝子型特
異性、Plant Cell Rep. 8:133-136 )、従って変種の限
定された群に応用される。体細胞性胚形成の開始と成熟
には数ヶ月が必要であり、体細胞性胚形成を介して再生
される植物は、細胞学的および形態学的に異常であると
しばしば報告されている(ステリー,ディー・エム、ア
ルトマン,ディー・ダブリュー、コーヘル,アール・ゼ
ット、ランガン,ティー・エス、およびコメスキー,イ
ー(Stelly DM, Altman DW, Kohel Rz, Rangan TS, & c
ommeskey E)1989、カルス培養物からの綿体細胞クロー
ンの細胞学的異常、Genome 32:762-770 )。体細胞性胚
形成を介して成長した植物は、繁殖不能であるとしばし
ば報告された(トロリンダー,エヌ・エルおよびグージ
ン,ジェイ・アール(Trolinder NL and Goodin JR)19
87、綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirs
utum L)の体細胞性胚形成と植物再生、Plant Cell Re
p. 6:231-234 )。
Several reports dealing with tissue culture conditions that cause somatic embryogenesis (the structure that produces normal plants without fertilization) (Davidonis GH and Hamilton, and Davidonis GH and Hamilton).
ton RH) Gossyp 1983, Gossyp
ium hirsutum L) Plant regeneration from callus tissue, Plant
Sci. Lett. 32: 89-93; Shoemaker RC, Couche LJ & Galbrait
h DW) 1986, cotton (Gossipium hirsutumu L)
ypium hirsutum L), characterization of somatic embryogenesis and plant regeneration, Plant Cell Rep. 3: 178-181; Trollinder, N.L. and G.J., J.R. (Trolinder)
NL and Goodin JR) 1987; Cotton Gossypium Hirsutum
Somatic embryogenesis and plant regeneration of L (Gossypium hirsutum L), Plant Cell Rep. 6: 231-234, Finer J. 1988. Gossyp
hirsutum), plant regeneration from somatic embryogenic suspension cultures, Plant Cell Rep. 7: 399-402) has been reported.
Several months are required for the onset and maturation of somatic embryogenesis.
The method is highly genotype dependent (Trolinder NLand Xhix
ian C.) 1989, genotype specificity of the somatic embryogenic response of cotton, Plant Cell Rep. 8: 133-136), and thus applies to a limited group of varieties. Initiation and maturation of somatic embryogenesis requires several months, and plants regenerated through somatic embryogenesis are often reported to be cytologically and morphologically abnormal ( Sterry DM, Altman DW, Kohel Rz, Rangan TS, & c. St. DM, Altman, DW, Kochel, Earl Zett, Langan, TS, and Komesky, Y.
ommeskey E) 1989, Cytological abnormalities of cotton body cell clones from callus cultures, Genome 32: 762-770). Plants that grew through somatic embryogenesis were often reported to be nonfertile (Trolinder NL and Goodin JR).
87, Gossypium hirs
utum L) somatic embryogenesis and plant regeneration, Plant Cell Re
p. 6: 231-234).

【0010】これらの再生方法は、綿のアグロバクテリ
ウム(Agrobacterium )媒介遺伝的移動での使用が成功
している(ウンベック,ピー、ジョンソン,ジー、バー
トン,ケー、スワイン,ダブリュー(Umbeck P, Johnso
n G, Barton K. Swain W)1987、遺伝的に形質転換した
綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum
L)、Plant Bio./Technology 5:263-266 ;フィロオザ
バジー,イー、デボアー,エル・ディー、メルロ,ジェ
イ・ディー、ハルク,エル・イー、アマーソン,エヌ・
エル、ラシュカ,ケー・イー、およびムレイ,イー・イ
ー(Firoozabady E., DeBoer LD, Merlo JD, Halk LE,
Amerson, NL, Rashka KE and Murrey EE)1987、アグロ
バクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tume
faciens)による綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gos
sypium hirsutum L)の形質転換とトランスジェニック
植物の再生、Plant Mol. Biol. 10:105116)、および粒
子衝撃法(ファイナー,ジェイ・ジェイ、およびマクム
レン,エム(Finer JJ andMcMullen M )1990、粒子衝
撃法を介する綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossyp
ium hirsutum L)の形質転換、Plant Cel-I Rep. 8:586
-589)。いくつかの細菌遺伝的、例えば除草剤耐性をコ
ードする遺伝子(ベイレイ,シー、トロリンダー,エヌ
・エル、レイ,シー、モルガン,エム、キセンベリー,
ジェイ・イー、およびオーダブリュー・ディーダブリュ
ー(Bayley C, Trolinder NL, Ray C,Morgan M, Quisen
berry JE and OW DW )1992、2,4−D耐性の綿への
付与、Theo, Appl. Genet. 83:45-649)およびバシルス
・スリンギエンシス(Bacillusthuringiensis)エンド
トキシン遺伝子(パーラック,エフ・ジェイ、ディート
ン,アール・ダブリュー、アームストロング,ティー・
エー、フックス,アール・エル、シムス,エス・アー
ル、グリーンプレート,ジェイ・ティー、およびフィッ
シュホフ,ディー・エー(Perlak FJ, Deaton RW, Arms
trong TA, Fuchs RL, Sims SR, Greenplate JT & Fisch
hoff DA )1990、昆虫耐性綿、plants. Bio/Technology
8:939-943)が、トランスジェニック綿植物においてう
まく発現されている。しかし、他の品種は、上記組織培
養、すなわち体細胞性胚形成法に応答しなかったため、
これらの進歩は現在、綿のコーカー(Coker )品種にの
み限定されている。
[0010] These regeneration methods have been successfully used in Agrobacterium-mediated genetic transfer of cotton (Umbeck P, Johnso, U.S.A.).
n G, Barton K. Swain W) 1987, genetically transformed cotton Gossypium hirsutum.
L), Plant Bio./Technology 5: 263-266; Philosopher, E, Devoir, L.D., Merlot, J. D., Hulk, L.E., Amerson, N.
El, Rashka, Kee and Murray, Eee (Firoozabady E., DeBoer LD, Merlo JD, Halk LE,
Amerson, NL, Rashka KE and Murrey EE) 1987, Agrobacterium tumefaciens
faciens) Gossipium hirsutumu L (Gos
transformation of S. sypium hirsutum L and regeneration of transgenic plants, Plant Mol. Biol. 10: 105116), and particle bombardment (Finer, J-J and McMullen M) 1990, particle bombardment Gossypium hirsutum el via Gossyp
hirsutum L), Plant Cel-I Rep. 8: 586
-589). Some bacterial genetics, such as genes encoding herbicide resistance (Baylay, C., trolinder, N.L., R.C., Morgan, M., Xenberry,
Jay E and Orderable DW (Bayley C, Trolinder NL, Ray C, Morgan M, Quisen
berry JE and OW DW) 1992, imparting 2,4-D resistance to cotton, Theo, Appl. Genet. 83: 45-649) and the Bacillus thuringiensis endotoxin gene (Parrack, FJ, Deeton, Earl W, Armstrong, Tea
A, Fuchs, R.L., Sims, S.R., Green Plate, J.T., and Fishhoff, D.A. (Perlak FJ, Deaton RW, Arms
trong TA, Fuchs RL, Sims SR, Greenplate JT & Fisch
hoff DA) 1990, insect-resistant cotton, plants. Bio / Technology
8: 939-943) has been successfully expressed in transgenic cotton plants. However, other breeds did not respond to the tissue culture, i.e., somatic embryogenesis,
These advances are currently limited only to cotton Coker varieties.

【0011】無菌組織培養条件下で綿植物の増殖してい
る茎頂組織から1つの苗条をインビトロで成長させる方
法が発表されている(ゴウルド,ジェイ、バニスター,
エス、ハセガワ,オー、ファヒマ,エム、スミス,アー
ル・エイチ(Gould J, Banister S, Hassegawa O, Fahi
ma M., Smith RH )1991、形質転換のための茎頂組織か
らのゴシピウム・ヒルスツム(Gossypium hirsutum)と
ゴシピウム・バーバデンセ(G. barbadense )の再生、
Plant Cell Rep. 10:12-16)。綿植物の頂端分裂組織と
苗条先端が不定芽と複数の苗条を得るための培養に使用
されている(バジャジ,ワイ・ピー・エス、およびマン
ジート・ジル(Bajaj YPS and ManjeetGill)1986;苗
条先端と分裂組織培養による綿ゴシピウム(Gossypium
)種の保存、Indian J of Exp. Biol. 24:581-583
)。これらの報告において、培養物の応答は遺伝子型
依存性であり、根がでることはまれであった。この問題
のため、これらの方法の再原子性はあまり良くない。
A method has been described for growing a single shoot in vitro from a shoot apical tissue of a cotton plant under sterile tissue culture conditions (Gould, Jay, Bannister,
Es, Hasegawa, O, Fahima, M, Smith, Earl H (Gould J, Banister S, Hassegawa O, Fahi
ma M., Smith RH) 1991, Regeneration of Gossypium hirsutum and G. barbadense from shoot apical tissue for transformation,
Plant Cell Rep. 10: 12-16). Apical meristems and shoot tips of cotton plants have been used in cultures to obtain adventitious buds and multiple shoots (Bajaj, YPS and ManjeetGill 1986). Gossypium by meristem culture
) Species preservation, Indian J of Exp. Biol. 24: 581-583.
). In these reports, the response of the culture was genotype-dependent and rooting was rare. Because of this problem, the reatomicity of these methods is not very good.

【0012】最近、(マクカベ,ディー・イー、および
マルチネリ,ビー・ジェイ(McCabeDE and Martinelli
BJ )1993、分裂組織の粒子衝撃による優秀な綿品種の
形質転換、Bio/Technology 11:596-598 ;クラン,シー
・エー、リン,ジェイ、ケアリー,ジェイ・ダブリュ
ー、およびクリーブランド,ティー・イー(Chlan CA,L
in J, Cary JW & Cleveland TE )1995、分裂組織から
のトランスジェニック綿の衝撃形質転換と再生法、Plan
t Mol. Bio. Rep. 13:31-37 )衝撃形質転換法により遺
伝子を導入するのに綿胚軸が使用された。これらの報告
において、1つの頂端分裂組織が1つの苗条に増殖し
た。次に再生した苗条は適当な培地で根を出し、綿の成
熟植物を得た。そのようなすべての報告においては、1
つの頂端分裂組織が1つの成熟植物になり、多くの形質
転換体は形質転換遺伝子の発現に関してキメラであった
ため、形質転換と再生は非効率的であった。このような
方法は、本発明に開示されるように1つの外植片から多
くの植物が成長するような方法を開発することにより大
幅に改良される。
Recently, McCabeDE and Martinelli (McCabeDE and Martinelli)
BJ) 1993, Transformation of excellent cotton varieties by meristem particle bombardment, Bio / Technology 11: 596-598; Clan, C.A., Lin, J., Cary, J.W., and Cleveland, T.E. Chlan CA, L
in J, Cary JW & Cleveland TE) 1995, Impact Transformation and Regeneration of Transgenic Cotton from Meristems, Plan
t Mol. Bio. Rep. 13: 31-37) Cotton hypocotyls were used to introduce genes by the impact transformation method. In these reports, one apical meristem grew to one shoot. Next, the regenerated shoots were rooted with a suitable medium to obtain mature cotton plants. In all such reports, 1
Transformation and regeneration were inefficient because one apical meristem became one mature plant and many transformants were chimeric with respect to the expression of the transforming gene. Such a method is greatly improved by developing a method in which many plants grow from one explant as disclosed in the present invention.

【0013】表1は、特許でカバーされるかまたは文献
記載の綿植物に関連した組織培養法の現状の技術を要約
する。次に、公知の現状技術と比較した我々の方法を記
載する。
Table 1 summarizes the state of the art of tissue culture methods related to cotton plants covered by patents or described in the literature. Next, we describe our method in comparison with the known state of the art.

【0014】培地に使用した植物増殖制御物質(ホルモ
ン)の本文中で使用した略語は、以下の通りである:B
AP(6−ベンジルアミノプリンまたは6−ベンジルア
デニン)、2iP(γ,γジメチルアリルアミノプリ
ン)、Kin(キネチン)、1AA(インドール酢
酸)、NAA(ナフタレン酢酸)、1BA(インドール
酪酸)、TDZ(1−フェニル−3,1,2,3チジア
ゾール−5−イル尿素)、DU(ジフェニル尿素)、P
U(U−1−フェニルN4ピリジル)尿素)および2,
4−D(2,4−ジフェノキシ酢酸)。
The abbreviations used in the text of the plant growth regulator (hormone) used in the medium are as follows: B
AP (6-benzylaminopurine or 6-benzyladenine), 2iP (γ, γ-dimethylallylaminopurine), Kin (kinetin), 1AA (indoleacetic acid), NAA (naphthaleneacetic acid), 1BA (indolebutyric acid), TDZ ( 1-phenyl-3,1,2,3 thidiazol-5-yl urea), DU (diphenyl urea), P
U (U-1-phenylN4pyridyl) urea) and 2,
4-D (2,4-diphenoxyacetic acid).

【0015】[0015]

【表1】 表1 報告 再生の様式 植物ホルモン 外植片 備考 ──────────────────────────────────── 1.ダビドニス,ジー・エイチ、およびハミルトン,アール・エイチ(Davidoni s GH and Hamilton RH)1983、ゴシピウム・ヒルスツム・エル(G. hirsutum L )のカルス組織からの植物再生、Plant Sci. Lett. 32:89-93 体細胞性胚形成 NAAおよびKine 子葉 NAAとkinの非存在下で30gm/lを含有するLS培地で増殖させたゴシピウ ム・ヒルスツム・エル・コーカー(G. hirsutum L Coker )310 の2才のカルス を使用した。30%の培養物が体細胞性胚形成を与えた。 2. ダビドニス,ジー・エイチ、ムンマ,アール・オー、およびハミルトン, アール・エイチ(Davidonis GH, Mumma RO, Hamilton RH )1987、組織培養から の綿植物の調節再生、米国特許第4672035 号 同上 同上 同上 同上[Table 1] Table 1 Report Mode of regeneration Plant hormone Explant Remarks ────────────────────────────────── ── 1. Davidonis GH and Hamilton RH 1983, Plant regeneration from callus tissue of G. hirsutum L, Plant Sci. Lett. 32: 89- 93 Somatic embryogenesis NAA and Kine cotyledons Two year old G. hirsutum L Coker 310 grown in LS medium containing 30 gm / l in the absence of NAA and kin Callus was used. 30% of the cultures gave somatic embryogenesis. 2. Davidnis, G.H., Mumma, R.O., and Hamilton, R.H. (1987), Regulated Regeneration of Cotton Plants from Tissue Culture, U.S. Pat. No. 4,672,035.

【0016】 3.シューメーカー,アール・シー、コウチェ,エル・エスおよびガルブレイス ,ディー・ダブリュー(Shoemaker RC, Couche LS & Galbraith DW)1986、綿( ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum L)の体細胞性胚形成と植 物再生の性状解析、Plant Cell Rep. 3:178-181 体細胞性胚形成 NAA、Kine 胚軸 綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum L)の17つの品種を体 細胞性胚形成について評価した。MS塩、NAAおよびkinを含有する培地で のカルスの一連の形態後。数週間後、体細胞性胚形成の存在についてカルスを観 察した。品種コーカー(coker )210とコーカー(coker )315が、胚形成 性であると同定された。胚を単離し、植物に成長させた。 4.トロリンダー,エヌ・エルおよびグージン,ジェイ・アール(Trolinder NL and Goodin JR)1987;綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum L)の体細胞性胚形成と植物再生、Plant Cell Rep. 6:231-234 2,4−D、Kin 胚軸 6週令のカルス培養物で球状胚を観察した。この段階でカルスを、増殖制御物質 を含まない培地にサブ培養した。3〜4週間後、懸濁液をふるいにかけて、球状 で心臓型段階の胚を集めた。集めた胚を固化培地上で成熟するまで成長させた。 成熟した胚を発芽させて植物とした。この方法で成長した多くの植物は繁殖不能 であった(15%のみが受精能力があった)。 5.トロリンダー,エヌ・エルおよびジジアン,シー(Trolinder NL and Xhixi an C. )1989、綿の体細胞性胚形成応答の遺伝子型特異性、Plant Cell Rep. 8: 1 2,4−D、Kin 胚軸 ゴシピウム(Gossypium )の38の品種(cultivar)、株および品種(race)を 、コーカー(Coker )312について開発された方法で体細胞性胚形成について スクリーニングした。スクリーニングは、胚形成に遺伝子型変化が存在すること を示した。コーカー(Coker )312について開発されたモデルには、わずかの 遺伝子型のみが応用できる。[0016] 3. Somatic embryogenesis and planting of shoemakers RC, Couche, L.S. and Galbraith, Shoemaker RC, Couche LS & Galbraith DW 1986, cotton (Gossypium hirsutum L) Characterization of Product Regeneration, Plant Cell Rep. 3: 178-181 Somatic Embryogenesis NAA, Kine Hypocotyls Seventeen varieties of cotton Gossypium hirsutum L were evaluated for somatic embryogenesis. After a series of callus morphologies in media containing MS salts, NAA and kin, a few weeks later, the calli were observed for the presence of somatic embryogenesis: varieties coker 210 and coker 315 Embryos were isolated and grown into plants 4. Trollinder, N.L. and Gougin, J.R. nd Goodin JR) 1987; Somatic embryogenesis and plant regeneration of Gossypium hirsutum L, Plant Cell Rep. 6: 231-234 2,4-D, Kin hypocotyl 6-week old callus Spherical embryos were observed in the culture, at which stage the calli were sub-cultured in growth media free medium, and after 3-4 weeks the suspension was sieved to collect the spherical, heart-type embryos. The collected embryos were allowed to grow to maturity on a solidifying medium.The mature embryos were germinated into plants, and many plants grown in this manner were non-fertile (only 15% were fertile). 5. Trollinder NL and Xhixi an C. 1989, Genotype specificity of the somatic embryogenic response of cotton, Plant Cell Rep. 8: 12,4- D, Kin Hypocotyls 38 Gossypium cultivar strains and strains And breeds (race) were screened for somatic embryogenesis in the manner developed for Coker 312. The screen showed that there was a genotypic change in embryogenesis. Only a few genotypes can be applied to the developed model.

【0017】 6.ステリー,ディー・エム、アルトマン,ディー・ダブリュー、コーヘル,ア ール・ゼット、ランガン,ティー・エス、およびコメスキー,イー(Stelly DM, Altman SW, Kohel RZ, Rangan TS, & Commeskey E)1989、綿培養物の細胞学的 異常、Genome 32:762-770 体細胞性胚形成により再生した植物では高頻度の染色体異常が観察され、体細胞 性胚形成で再生した多くの植物は繁殖不能であった。 7.ファイナー,ジェイ(Finer J.)1988。ゴシピウム・ヒルスツム(Gossypiu m hirsutum)の体細胞性胚形成懸濁培養からの植物再生、Plant Cell Rep. 7:39 9-402 体細胞性胚形成 NAA、Kin、ピクロラム(Picloram)、2,4−D 子葉 維持可能な胚形成性懸濁培養物を開発した。胚形成性組織をオーキシンを含まな い培地に移して胚を観察した。得られた植物は繁殖不能であった。 8.ファイナー,ジェイ・ジェイ(Finer J )、1990、培養細胞から綿を再生す るための効率的な方法、特許第ZA/Z8808599号 同上 同上 同上 同上[0017] 6. Sterry DM, Altman SW, Kohel RZ, Rangan TS, & Commeskey E 1989, Cotton, Kochel, Earl Zett, Langan, TS, Komski, Y Cytologic abnormalities in culture, Genome 32: 762-770 High frequency chromosomal abnormalities were observed in plants regenerated by somatic embryogenesis, and many plants regenerated by somatic embryogenesis were unable to reproduce . 7. Finer J. 1988. Plant regeneration from somatic embryogenic suspension culture of Gossypium hirsutum, Plant Cell Rep. 7:39 9-402 Somatic embryogenesis NAA, Kin, Picloram, 2,4- D Cotyledons A sustainable embryogenic suspension culture was developed. Embryogenic tissues were transferred to auxin-free medium and embryos were observed. The resulting plants were not fertile. 8. Finer, Jay J, 1990, Efficient method for regenerating cotton from cultured cells, Patent No. ZA / Z8808599.

【0018】 9.ランガン,ティー・エス(Rangan TS )1993、綿の再生、特許第52448 02号 体細胞性胚形成 NAA、Kin 胚軸、子葉、未成熟な胚 NAAとKinを含有するMS培地でカルスを開始させ、増殖のための3週間目 毎にサブ培養した。組織をカルス開始培地に入れて4〜6週間後に体細胞性胚が 見られた。インビトロで多くの変種が胚形成であることが見いだされた。SJ2 、SJ4、SJ5、SJ2C、GC510、B1644、B2710。 10.ガウェル,エヌ・ジェイおよびロバッカー,シー・ディー(Gawel NJ and Robacker CD)1990、半固体対液体増殖培地上での2つのゴシピウム・ヒルスツ ム(Gossypium hirsutum)遺伝子型の体細胞性胚形成、Plant Cell Tissue Orga n Culture 23:201-204 体細胞性胚形成 2,4D、Kin 成熟顕花植物からの葉柄 液体培地対固体培地で体細胞性胚形成について比較試験を行い、コーカー(Coke r )312とT−25と命名した両方で液体培地での培養の方が胚形成性であっ た。 11.バジャジ,ワイ・ピー・エス、およびジル,エム(Bajaj YPS and Gil M. )1986;苗条先端と分裂組織培養による綿ゴシピウム(Gossypium )種の保存、 Indian J. of Exp. Biol. 24:581-583 カルス培養物、不定芽培養物、および複数の苗条 NAA、IAA、Kin 苗条先端 培養物の応答は遺伝子型依存性であり、数個の培養物のみが複数の苗条を与え、 根付きも非常にまれであった。[0018] 9. Langan, TS 1993, Cotton Regeneration, Patent No. 5244802 Somatic Embryogenesis NAA, Kin Hypocotyl, Cotyledon, Immature Embryo Callus is initiated in MS medium containing NAA and Kin And subcultured every 3 weeks for growth. Somatic embryos were seen 4-6 weeks after placing the tissue in callus initiation medium. A number of variants have been found to be embryogenic in vitro. SJ2, SJ4, SJ5, SJ2C, GC510, B1644, B2710. 10. Gawel NJ and Robacker CD 1990, Somatic embryogenesis of two Gossypium hirsutum genotypes on semisolid versus liquid growth medium, Plant Cell Tissue Organ Culture 23: 201-204 Somatic Embryogenesis 2,4D, Kin Petiole from mature flowering plant A comparative test was carried out on somatic embryogenesis in liquid versus solid media, and Coker 312 Culture in liquid medium was more embryogenic in both named T-25. 11. Bajaj, YPS and Gil M. 1986; Preservation of Gossypium species by shoot tip and meristem culture, Indian J. of Exp. Biol. 24: 581- 583 Callus cultures, adventitious bud cultures, and multiple shoots NAA, IAA, Kin shoot tips The response of the culture is genotype dependent, with only a few cultures giving multiple shoots and very rooted. It was rare.

【0019】 12.ゴウルド,ジェイ、バニスター,エス、ハセガワ,オー、ファヒマ,エム 、スミス,アール・エイチ(Gould J, Banister S, Hassegawa O, Fahima M., S mith RH )1991、形質転換のための茎頂組織からのゴシピウム・ヒルスツム(Go ssypium hirsutum)とゴシピウム・バーバデンセ(G. barbadense )の再生、Pl ant Cell Rep. 10:12-16 あらかじめ存在する分裂組織からの器官形成 無し 頂端苗条分裂組織 この方法を用いて、ゴシピウム・バーバデンセ・ピマS−6(G. barbadense Pi ma S-6)とゴシピウム・ヒルスツム(G. hirsutum )の19品種の正常の繁殖能 力のある植物が再生されたが、1つの外植片から1つの苗条のみが形成され、根 付きは最適化できなかった。 13.ウンバック,ピー、ジョンソン,ジー、バートン,ケー、スワイン,ダブ リュー(Umback P, Johnson G, Barton K. Swain W)1987、遺伝的に形質転換し た綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum L)、Plant Bio./Tec hnology 5:263-266 14.ウンバック,ピー 1991 、組織培養により形質転換した綿細胞を生産する 方法、特許番号 INA 168950 綿の形質転換と植物の再生 2,4−D、Kin 胚軸 綿の遺伝的形質転換が開示された。綿の未成熟組織を、アグロバクテリウム・ツ メファシエンス(Agrobacterium tumefaciens )媒介遺伝的形質転換法によりイ ンビトロで形質転換した。得られた綿組織を、薬剤で選択して形質転換について スクリーニングした。次に形質転換した培養物を誘導して体細胞性胚を得た。体 細胞性胚を成熟植物に成長させた。コーカー(Coker )310、312、および 5110をこの方法で形質転換した。[0019] 12. Gould, J, Banister, S, Hasegawa, O, Fahima, M, Smith, Gh J, Banister S, Hassegawa O, Fahima M., S mith RH 1991, from shoot apical tissue for transformation Regeneration of Gossypium hirsutum and G. barbadense in Japan, Plant Cell Rep. 10: 12-16 Organogenesis from preexisting meristems None Apical shoot meristems Using this method G. barbadense Pima S-6 and G. hirsutum 19 varieties with normal fertility were regenerated, but one explant Only one shoot was formed from one piece and rooting could not be optimized. 13. Umback P, Johnson G, Barton K. Swain W 1987, genetically transformed cotton Gossypium hirsutum L, Plant Bio./Technology 5: 263-266 14. Umbak, P. 1991, discloses a method for producing cotton cells transformed by tissue culture, patent number INA 168950, Transformation of cotton and regeneration of plants 2,4-D, Kin hypocotyl Genetic transformation of cotton. Cotton immature tissues were transformed in vitro by Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation. The resulting cotton tissue was selected for drug and screened for transformation. The transformed culture was then induced to obtain somatic embryos. Somatic embryos were grown into mature plants. Coker 310, 312, and 5110 were transformed in this manner.

【0020】 15.フィロオザバジー,イー、デボアー,エル・ディー、メルロ,ジェイ・デ ィー、ハルク,エル・イー、アマーソン,エヌ・エル、ラシュカ,ケー・イー、 およびムレイ,イー・イー(Firoozabady E., DeBoer LD, Merlo JD, Halk LE, Amerson, NL, Rashka KE and Murrey EE)1987、アグロバクテリウム・ツメファ シエンス(Agrobacterium tumefaciens )による綿ゴシピウム・ヒルスツム・エ ル(Gossypium hirsutum L)の形質転換とトランスジェニック植物の再生、Plan t Mol. Biol. 10:105-116 綿の形質転換と植物の再生 2iP、NAA 子葉 12日令の苗木から子葉外植片を形質転換し、植物を再生した。再生のために、 アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens )で処理 した外植片を、静菌剤および選択剤を含有する培地に移し、形質転換した細胞の みがカルスを生成するようにした。カルスをホルモンを含まない培地にサブ培養 すると、トランスジェニック植物を与えた。この方法を用いて、ゴシピウム・ヒ ルスツム・コーカー(G. hirsutum Coker )201を形質転換した。 16.パーラック,エフ・ジェイ、ディートン,アール・ダブリュー、アームス トロング,ティー・エー、フックス,アール・エル、シムス,エス・アール、グ リーンプレート、およびフィッシュホフ,ディー・エー(Perlak FJ, Deaton RW , Armstrong TA, Fuchs RK, Sims SR, Greenplate & Fischhoff DA)1990、昆虫 耐性綿、plants. Bio/Technology 8:939-943 2,4−D、Kin 胚軸 バシルス・スリンギエンシス(Bacillus thuringiensis)クルスタキ(Kurstaki )変種HD−1[cry 1A(b) とHD73 Cry1A(c) ]の昆虫制御タンパク質遺伝子の 端を切り取った型を、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens )を介して綿胚軸部分に形質転換し、形質転換した細胞から体細胞 性胚を得て、最後にゴシピウム・ヒルスツム・コーカー(G. hirsutum Coker ) 312の昆虫耐性綿植物を得た。[15] 15. Firoozabady E., DeBoer LD, Merlo, Jay Dee, Hulk, L.E., Amerson, N.L., Rashka, K.E., and Murray, E.E. Transformation of transgenic plants and transformation of cotton Gossypium hirsutum L with Agrobacterium tumefaciens by Merlo JD, Halk LE, Amerson, NL, Rashka KE and Murrey EE) 1987. 10: 105-116 Cotton Transformation and Plant Regeneration 2iP, NAA Cotyledons Cotyledon explants were transformed from 12-day-old seedlings to regenerate plants. For regeneration, explants treated with Agrobacterium tumefaciens were transferred to a medium containing bacteriostatic and selective agents so that only the transformed cells produced callus. Callus was subcultured in hormone-free medium to give transgenic plants. Using this method, G. hirsutum Coker 201 was transformed. 16. Perlack FJ, Deaton RW, Armstrong, Armstrong, T.A., Fuchs, R.L., Sims, S.R., Greenplate, and Fishhoff, D.A. TA, Fuchs RK, Sims SR, Greenplate & Fischhoff DA) 1990, insect-resistant cotton, plants. Bio / Technology 8: 939-943 2,4-D, Kin Hypocotyl Bacillus thuringiensis Kurstaki ) The insect control protein gene of the variant HD-1 [cry 1A (b) and HD73 Cry1A (c)] was truncated and transformed into the cotton hypocotyl via Agrobacterium tumefaciens. Then, a somatic embryo was obtained from the transformed cells, and finally, an insect-resistant cotton plant of G. hirsutum Coker 312 was obtained. .

【0021】 17.ベイレイ,シー、トロリンダー,エヌ・エル、レイ,シー、モルガン,エ ム、キセンベリー,ジェイ・イー、およびオーダブリュー・ディーダブリュー( Bayley C, Trolinder NL, Ray C, Morgan M, Quisenberry JE and OW DW )1992 、2,4−D耐性の綿への付与、Theo, Appl. Genet. 83:645-649 2,4−D、Kin 胚軸 アルカリゲヌス・ユートロフス(Alcaligenus eutrophus )からの2,4−Dモ ノオキシゲネース遺伝子tfd Aを単離し、修飾し、タバコで発現し、アグロ バクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens )により綿植物 の形質転換を行い、2,4−D耐性植物のコーカー(Coker )312株を得た。 18.ランガン,ティー、ラジュセクラン、フヅスペスおよびエノフスキー(Ra ngan T, Rajsekran, Hudspeth and Yenofsky)(1989)綿の再生と形質転換、特 許EP344302号 トランスジェニック植物の形質転換と再生(体細胞性胚形成を介して) NAA、Kin 胚軸、子葉、未成熟胚 綿(SJ2、SJ4、SJ5、SJ2−1、GC510、B1644、B271 0、B1810、シオクラのピッカー変種(Picker Variety of Siokra)および スチッパー(stipper )FC2017変種)の再生と形質転換。ビースレイとチ ング培地(Beasley and Ting's medium )で発芽させたカルスから得たアグロバ クテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens )体細胞性胚によ り、形質転換を行なった。17. Bayley, C, Trolinder, NL, Ray, C, Morgan, M, Xenenberry, Jay E, and O'Daw Dee Brew 1992, Impartation of 2,4-D resistant cotton, Theo, Appl. Genet. 83: 645-649 2,4-D, Kin Hypocotyl 2,4-D monooxygenase from Alcaligenus eutrophus The gene tfdA was isolated, modified, expressed in tobacco, and transformed into cotton plants with Agrobacterium tumefaciens to obtain Coker strain 312, a 2,4-D resistant plant. 18. Langan T, Rajsekran, Hudspeth and Yenofsky (1989) Cotton regeneration and transformation, Patent No. EP344302 Transformation and regeneration of transgenic plants (via somatic embryogenesis) NAA, Kin hypocotyl, cotyledon, immature embryo cotton (SJ2, SJ4, SJ5, SJ2-1, GC510, B1644, B27110, B1810, Picker Variety of Siokra and stripper FC2017) Regeneration and transformation. Transformation was performed with Agrobacterium tumefaciens somatic embryos obtained from calli germinated in Beasley and Ting's medium.

【0022】 19.ファイナー,ジェイ・ジェイ、およびマクムレン(Finer JJ and McMulle n )1990、粒子衝撃法を介する綿ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hi rsutum L)の形質転換、Plant Cel-I Rep. 8:586-589 トランスジェニック植物の形質転換と再生(体細胞性胚形成を介して) NAA、Kin、2,4−D、ピクロラム(picloram) 子葉の葉のディスク プラスミドDNAを有する高密度粒子が胚形成性植物細胞に向かって加速する粒 子衝撃法を、綿の胚形成性懸濁培養について行なった。次にこれらの細胞を、選 択物質(ヒグロマイシ)の存在下で体細胞性胚成長をさせた。この方法でコーカ ー(Coker )310変種を形質転換した。 20.マクカベ,ディー・イー、およびマルチネリ,ビー・ジェイ(McCabe DE and Martinelli BJ )1993、分裂組織の粒子衝撃による優秀な綿品種の形質転換 、Bio/Technology 11:596-598 あらかじめ存在する分裂組織からの器官形成 BA(15時間の短い処理) 胚軸 この方法は、発芽している種子から胚軸を切り出し、外来遺伝子を有する粒子を 胚軸に噴射させる。処理した胚軸から、植物が成長し、形質転換した植物につい てスクリーニングを行なった。1つの軸から1つの植物のみが成長した。この方 法を用いて、以下の綿品種を形質転換した。ピマ(pima)、海島綿(sea island cotton )、新世界綿(upland)品種。 21.マクカベ,ディー・イー、およびマルチネリ,ビー・ジェイ(McCabe DE and Martinelli BJ )1992、綿の粒子媒介形質転換、特許PCT/US90/0 172号 同上 同上 同上 同上[0022] 19. Finer JJ and McMullen 1990, Transformation of Gossypium hi rsutum L via particle bombardment, Plant Cel-I Rep. 8: 586-589 Trans. Transformation and regeneration of transgenic plants (via somatic embryogenesis) NAA, Kin, 2,4-D, picloram Discs of cotyledon leaves High-density particles containing plasmid DNA are transformed into embryogenic plant cells An accelerated particle bombardment method was performed on embryogenic suspension cultures of cotton. These cells were then subjected to somatic embryo development in the presence of a selection material (Hygromycium). Coker 310 variants were transformed in this manner. 20. McCabe DE and Martinelli BJ 1993, Transformation of excellent cotton varieties by meristem particle bombardment, Bio / Technology 11: 596-598 from pre-existing meristems Organogenesis BA (short treatment for 15 hours) Hypocotyl This method excises hypocotyls from germinating seeds and sprays particles containing foreign genes onto hypocotyls. Plants grew from the treated hypocotyls and the transformed plants were screened. Only one plant grew from one axis. The following cotton varieties were transformed using this method. Pima, sea island cotton, new world cotton (upland) varieties. 21. McCabe DE and Martinelli BJ 1992, Particle-mediated transformation of cotton, patent PCT / US90 / 0172, Same as above.

【0023】 22.クラン,シー・エー、リン,ジェイ、ケアリイ,ジェイ・ダブリュー、お よびクリーブランド,ティー・イー(Chlan CA, Lin J, Cary JW & Cleveland T E )1995、分裂組織からのトランスジェニック綿の衝撃形質転換と再生法、Plan t Mol. Bio. Rep. 13:31-37 あらかじめ存在する分裂組織からの器官形成 BA、IAA 胚軸 胚軸を無菌的に除去し、DNAコーティング1.6A°金粒子を破裂圧90〜1 10kg/cm2で衝撃させた。衝撃後これらの組織はカナマイシン選択の存在下で増 殖して全植物となった。1つの軸は1つの植物のみを与えた。 ────────────────────────────────────[0022] 22. Clan, C.A., Lin., J., Carey, J.W., and Cleveland, T.E. (Chlan CA, Lin J., Cary JW & Cleveland TE) 1995, Impact Transformation of Transgenic Cotton from Meristems Regeneration method, Plant Mol. Bio. Rep. 13: 31-37 Organ formation from pre-existing meristems BA, IAA Hypocotyls Hypocotyls are aseptically removed and burst pressure of DNA coated 1.6A ° gold particles Impact was performed at 90 to 110 kg / cm 2 . After impact, these tissues grew to whole plants in the presence of kanamycin selection. One axis gave only one plant. ────────────────────────────────────

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、綿苗木から
の頂端外植片で新しい分裂組織帯を成長させ、多量の苗
条を与える、効率的な方法を初めて提供するものであ
る。さらに外植片は基底部に器官形成塊を形成し、これ
は小さい部分に分割されて、複数の苗条の再生が再現性
良く繰り返されるサイクルが維持される。本発明の方法
は、非常に簡単であり、ゴシピウム(Gossypium )種の
広範囲の変種や種に応用できる。本方法は大体、遺伝子
型非依存性であり、迅速であり、微細繁殖や遺伝的形質
転換への応用に便利である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides, for the first time, an efficient method of growing a new meristem zone with apical explants from cotton seedlings and providing large numbers of shoots. In addition, the explants form organ-forming masses at the base, which are divided into smaller parts to maintain a cycle in which regeneration of multiple shoots is repeated with good reproducibility. The method of the invention is very simple and applicable to a wide variety of Gossypium species and species. The method is largely genotype independent, rapid, and convenient for micropropagation and genetic transformation applications.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、以前の
報告とは異なる出発物質(外植片)を用い、直接の器官
形成に基づくため元々の植物と同じものを与え、時間が
短く、簡便であり、多量の受精能力のある正常の植物を
与える。表1の報告と特許は、品種(遺伝子型)により
大きく変動する。本出願人が記載した方法は、異なる種
の多くの変種に応用可能である。表1の報告20と22
は、表1の特許化された請求項21は、外植片として胚
軸を用い、この方法では、本出願人が記載するように、
数個の苗条ではなく1つの苗条が形成される。表1の報
告4と6は、繁殖不可能な植物を与えるが、本発明の方
法は受精能力のある腱湖媼植物を与える。
The method of the present invention uses a different starting material (explant) from previous reports and gives the same as the original plant because it is based on direct organogenesis; Gives simple plants that are simple and capable of large amounts of fertilization. The reports and patents in Table 1 vary greatly depending on the variety (genotype). The method described by the applicant is applicable to many variants of different species. Reports 20 and 22 in Table 1
The patented claim 21 of Table 1 uses hypocotyls as explants, and in this method, as described by the applicant,
One shoot is formed instead of several shoots. While reports 4 and 6 in Table 1 give non-fertile plants, the method of the present invention gives fertilizing tendon lake plants.

【0026】本発明の方法の成否は、苗木の年齢と、本
発明の方法により培養するために外植片を苗木から除去
する方法に依存する。本発明の方法において、子葉節
(子葉葉腋または苗木の頂端分裂組織とも呼ぶ)を、2
〜20日令の苗木から取る。このような苗木から取った
外植片を培養すると、品種により種々の数の苗条が得ら
れる。子葉を無しでまたは子葉を1つまたは一部および
0.5cmの胚軸とともに取った頂端分裂組織は、複数の
苗条を与えた。この方法は、子葉無しで取った頂端分裂
組織から1工程で多量の苗条を与えた。増殖制御物質の
必要条件は、外植片に依存して異なっていた。頂端分裂
組織を子葉無しで取った時、複数の苗条が増殖するには
BAPとキネチンの両方が必要であった。一方、1つの
子葉の1つまたは一部を含めると、複数の苗条の再生に
はBAPのみが必要であった。我々が使用したホルモン
の組合せと外植片は、表1に記載したいずれの報告のも
のとも異なる。我々の方法中の複数の苗条の再生は、あ
る範囲のホルモンレベルで成功した。例えばBAPは1
0〜100μMの濃度で効率的に機能し、1つまたは一
部の子葉の存在下で頂端葉腋から苗条を与える。子葉葉
腋のみは、キネチン2〜20μMとともにBAP 4〜
20μMで効率的に作用する。表1に記載のように、キ
ネチンと一緒の増殖制御物質すなわちBAPは、以前は
綿の複数の苗条再生のために方法の開発のためには使用
されてこなかった。表1の報告11と12では、その方
法は、貧弱な根を与え、一方本発明の方法はこの点で優
れている。
The success or failure of the method of the present invention depends on the age of the seedlings and the method by which the explants are removed from the seedlings for culturing according to the method of the present invention. In the method of the present invention, cotyledonous nodes (also called cotyledon axils or apical meristems of seedlings) are
Take from ~ 20 days old seedlings. When explants obtained from such seedlings are cultured, various numbers of shoots are obtained depending on the variety. Apical meristems without cotyledons or with cotyledons one or part and with 0.5 cm hypocotyls gave multiple shoots. This method provided a large amount of shoots in one step from apical meristems taken without cotyledons. Growth regulator requirements varied depending on the explant. When the apical meristem was taken without cotyledons, both BAP and kinetin were required for multiple shoot growth. On the other hand, when one or a part of one cotyledon was included, regeneration of multiple shoots required only BAP. The hormone combinations and explants we used are different from those reported in any of the reports listed in Table 1. Regeneration of multiple shoots in our method was successful at a range of hormone levels. For example, BAP is 1
It works efficiently at concentrations of 0-100 μM and gives shoots from the apical axilla in the presence of one or some cotyledons. For cotyledon axils only, BAP 4- with kinetin 2-20 μM
Works efficiently at 20 μM. As described in Table 1, the growth regulator, or BAP, along with kinetin has not previously been used for the development of methods for multiple shoot regeneration of cotton. In reports 11 and 12 of Table 1, the method gives poor roots, while the method of the present invention is superior in this respect.

【0027】複数の苗条の成長を誘導する方法は、自然
に1つの植物に成長する元々の分裂組織以外の細胞が関
与する。我々は、適当な濃度の通常使用される増殖制御
物質を補足した培地で培養すると複数の苗条になる、新
しい分裂組織を与える外植片(子葉節または苗木の葉腋
とも呼ぶ)を同定した。この方法は、綿の任意の変種、
品種(cultivar)、株または品種(race)に応用するこ
とができ、従ってこの方法は新規の方法であり、遺伝子
型の制限がなく、先行技術で深刻な問題である再生に必
要な時間が短縮される。
The method of inducing the growth of multiple shoots involves cells other than the original meristem, which naturally grow into one plant. We have identified explants (also known as cotyledons or axils) that give rise to new meristems that result in multiple shoots when cultured in media supplemented with appropriate concentrations of commonly used growth regulators. This method works for any variant of cotton,
It can be applied to cultivar, strain or race, so this method is a new method, has no genotype restriction and shortens the time required for regeneration which is a serious problem in the prior art Is done.

【0028】本発明は、綿苗木からの頂端外植片で新し
い分裂組織帯を成長させ、いくつかの苗条を与える、効
率的な方法を初めて提供するものである。さらに外植片
は基底部に器官形成塊を形成し、これは小さい部分に分
割されて、複数の苗条の再生が再現性良く繰り返される
サイクルが維持される。
The present invention provides for the first time an efficient method of growing a new meristem zone with apical explants from cotton seedlings and providing several shoots. In addition, the explants form organ-forming masses at the base, which are divided into smaller parts to maintain a cycle in which regeneration of multiple shoots is repeated with good reproducibility.

【0029】綿に関連する領域の以前の特許には、US
A4672035およびUS−5244802(ここ
で、発明者らは、体細胞性胚形成を介してゴシピウム・
ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum L)コーカー
(Coker )310品種の綿カルスから植物を再生する方
法を開示した);US−A86937384およびCA
A1、1335799(ここで、再生法に基づく体細胞
性胚形成が関与する綿の再生と形質転換法を開示した)
およびWOA1 9215675(ここで、発明者は、
綿胚の衝撃媒介形質転換法を開示し、ここからトランス
ジェニック植物が成長した)がある。
Earlier patents in the area relating to cotton include US Pat.
A4672035 and U.S. Pat. No. 5,244,802 (where we present Gosipium spp. Via somatic embryogenesis).
Gossypium hirsutum L Coker disclosed a method of regenerating plants from 310 varieties of cotton callus; US-A 86937384 and CA
A1, 1335799 (here disclosed a method of cotton regeneration and transformation involving somatic embryogenesis based on a regeneration method)
And WOA1 9215675 (where the inventor
Discloses a method of impact-mediated transformation of cotton embryos, from which transgenic plants were grown.

【0030】本発明に記載した方法は、体細胞性胚形成
を目的としていない。本発明の方法は商業的に採用する
ことが非常に簡単であり、ゴシピウム(Gossypium )の
広範囲の変種や種に応用される。これは大体遺伝子型非
依存性であり、微細繁殖や遺伝的形質転換への応用に便
利である。現状の方法と異なり、本発明の方法は形態学
的および細胞遺伝学的異常のある植物が形成されない。
[0030] The method described in the present invention is not intended for somatic embryogenesis. The method of the present invention is very simple to employ commercially and has application to a wide variety of Gossypium varieties and species. It is largely genotype independent and is useful for micropropagation and genetic transformation applications. Unlike current methods, the method of the present invention does not form plants with morphological and cytogenetic abnormalities.

【0031】本発明の方法は、以前の報告で使用された
ものとは異なる出発物質(外植片)を用い、直接の器官
形成に基づくため、時間が短く、簡便であり、受精能力
のある正常の植物を与える。
The method of the present invention uses a different starting material (explant) from that used in previous reports and is based on direct organogenesis, so that it is short, convenient and fertile. Give a normal plant.

【0032】発明の目的本発明の主たる目的は、特定の
植物組織から多量の植物の再生維持を目的とする、綿品
種の効率的な器官形成のための改良法を提供することで
ある。
OBJECTS OF THE INVENTION It is a primary object of the present invention to provide an improved method for efficient organ formation of cotton varieties for the purpose of maintaining and regenerating large amounts of plants from specific plant tissues.

【0033】本発明の別の目的は、苗条が増殖し容易か
つ効率的に根を生成して、成熟した受精能力のある綿植
物を形成するような、綿植物の苗条の再生法を提供する
ことである。
Another object of the present invention is to provide a method of regenerating shoots of cotton plants, such that the shoots multiply and easily and efficiently produce roots to form mature fertile cotton plants. That is.

【0034】本発明のさらに別の方法は、アグロバクテ
リウム(Agrobacterium )を用いる遺伝的形質転換、ま
たは植物細胞へのDNAの送達のためのDNAコーティ
ングした微小推進体(microprojectiles)に適用できる
綿植物の器官形成性組織培養の改良法を提供することで
ある。
Yet another method of the present invention is to provide a cotton plant applicable to DNA-coated microprojectiles for genetic transformation using Agrobacterium or for delivery of DNA to plant cells. It is an object of the present invention to provide an improved method for organ-forming tissue culture.

【0035】本発明のさらに別の方法は、病気のない生
殖質の交換と保存のための病気のない綿植物の成長法を
提供することである。
Yet another method of the present invention is to provide a method for growing disease-free cotton plants for the replacement and preservation of disease-free germplasm.

【0036】前記目的を達成するために、本出願人は、
綿苗木の子葉の1つまたは一部が有りまたは無しで子葉
節(子葉葉腋または子葉軸とも呼ぶ)から出発して組織
培養法により多量の生育可能な受精能力のある綿植物を
再生する方法を提供し、該方法は、 i)常法により綿植物の種子を処理して常法により細菌
/カビ(汚染物質)を除去し、 ii)工程(i)の処理した種子を第1の培地中で培養
し、ここで第1の培地は、 a.任意の従来の培地の塩、 b.任意の従来の培地のビタミン、 c.炭素源、および d.ゲル化剤 よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培地であって、
オートクレーブで滅菌したものであり、培養は20〜4
0℃の温度で16時間の明期(光周期)の光(少なくと
も40μモル/m2s )の存在下で3日〜数週間行い、 iii .工程(ii)で得られた苗木からの、一部または完
全な子葉有りまたは無しで子葉節(外植片)を切り、 iv.工程(iii)で得られた外植片を、苗条増殖のため
に、第2の培地中で培養し、ここで第2の培地は、 a.任意の従来の培地の塩、 b.任意の従来の培地のビタミン、 c.炭素源、 d.植物ホルモン(植物増殖制御物質)単独、0.1〜
100μMの6−ベンジルアミノプリン、6−ベンジル
アデニン、γ,γジメチルアリルアミノプリン、キネチ
ン、1−フェニル−3,1,2,3チジアゾール−5−
イル尿素のようなサイトキニンと組合せた植物ホルモ
ン、 e.ゲル化剤 よりなる、pHが5.4〜6.2の範囲の培地であっ
て、オートクレーブで滅菌したものであり、培養は20
〜40℃の温度で16時間の明期の光(40μモル/m2
s )で行い; (v)多くの苗条が形成するまで少なくとも4週間培養
を続け; (vi)形成した苗条を採集し; (vii)採集した苗条を根誘導性培地(第3の培地)に移
し、ここで、この第3の培地は: a.任意の従来の培地の塩、 b.任意の従来の培地のビタミン、 c.炭素源、 d.インドール酢酸、インドール酪酸およびナフタレン
酢酸から選択されるオーキシンよりなる、50μM以下
の植物ホルモン(植物増殖制御物質)、 e.ゲル化剤 よりなる、pHが5.4〜6.2の範囲の培地であっ
て、オートクレーブで滅菌したものであり、そして (viii)20〜40℃の温度で16時間の明期の光(4
0μモル/m2s )で根が生成するまで培養する、ことよ
りなる。
To achieve the above object, the present applicant has
A method for regenerating a large number of viable fertilizable cotton plants by tissue culture starting from the cotyledon node (also called cotyledon axilla or cotyledon axis) with or without one or a part of the cotyledon of the cotton seedling. The method comprising the steps of: i) treating cotton plant seeds in a conventional manner to remove bacteria / mold (contaminants) in a conventional manner; ii) treating the seeds treated in step (i) in a first medium Wherein the first medium comprises: a. Salts of any conventional media, b. Vitamins in any conventional media, c. A carbon source, and d. A medium comprising a gelling agent and having a pH in the range of 5.4 to 6.2,
Autoclaved and cultured for 20-4
3 days to several weeks at a temperature of 0 ° C. in the presence of 16 hours light (photoperiod) light (at least 40 μmol / m 2 s), iii. Cutting cotyledon nodes (explants) with or without partial or complete cotyledons from the seedlings obtained in step (ii), iv. The explant obtained in step (iii) is cultured in a second medium for shoot growth, wherein the second medium comprises: a. Salts of any conventional media, b. Vitamins in any conventional media, c. A carbon source, d. Plant hormone (plant growth regulator) alone, 0.1 ~
100 μM 6-benzylaminopurine, 6-benzyladenine, γ, γ-dimethylallylaminopurine, kinetin, 1-phenyl-3,1,2,3thidiazole-5
Plant hormones in combination with cytokinins such as ilurea, e. A medium comprising a gelling agent and having a pH in the range of 5.4 to 6.2, which has been sterilized by an autoclave and cultured for 20 minutes.
16 hours of light (40 μmol / m 2) at a temperature of 4040 ° C.
(v) culturing is continued for at least 4 weeks until many shoots are formed; (vi) collecting the formed shoots; (vii) transferring the collected shoots to a root-inducing medium (third medium). Transfer, where the third medium is: a. Salts of any conventional media, b. Vitamins in any conventional media, c. A carbon source, d. A plant hormone (a plant growth regulator) of 50 μM or less consisting of an auxin selected from indoleacetic acid, indolebutyric acid and naphthaleneacetic acid; e. A medium consisting of a gelling agent and having a pH in the range of 5.4 to 6.2, which is sterilized in an autoclave, and (viii) a light of 16 hours at a temperature of 20 to 40 ° C. ( 4
0 μmol / m 2 s) until the roots are formed.

【0037】本発明の好適な特徴は、MS培地の塩、B
5培地のビタミン、炭素源およびゲル化剤よりなる、第
1、第2、および第3の培地を用いる。しかし、第2お
よび第3の培地は、さらに植物ホルモン(植物増殖制御
物質)とゲル化剤を含有してもよい。第1、第2、およ
び第3の培地に使用される最も好適なMS培地の塩は、
以下の組成を有する: 成分 濃度(mg/L) MS培地の塩: NH4 NO3 1650 KNO3 1900 MgSO4 ・7H2 O 370 MnSO4 2 O 169 ZnSO4 ・7H2 O 8.6 CuSO4 ・5H2 O 0.025 CaCl2 ・2H2 O 440 KI 83 CoCl2 ・2H2 O 0.025 KH2 PO4 170 H3 BO3 6.2 Na2 MoO4 ・2H2 O 0.25 FeSO4 ・7H2 O 27.85 Na2 EDTA 37.3 ミオイノシトール 100
A preferred feature of the present invention is that the salt of MS medium, B
Use first, second and third media consisting of 5 media vitamins, a carbon source and a gelling agent. However, the second and third media may further contain a plant hormone (a plant growth regulator) and a gelling agent. The most preferred salts of MS media used for the first, second, and third media are
It has the following composition: Ingredient Concentration (mg / L) Salt of MS Medium: NH 4 NO 3 1650 KNO 3 1900 MgSO 4 .7H 2 O 370 MnSO 4 H 2 O 169 ZnSO 4 .7H 2 O 8.6 CuSO 4 · 5H 2 O 0.025 CaCl 2 · 2H 2 O 440 KI 83 CoCl 2 · 2H 2 O 0.025 KH 2 PO 4 170 H 3 BO 3 6.2 Na 2 MoO 4 · 2H 2 O 0.25 FeSO 4・ 7H 2 O 27.85 Na 2 EDTA 37.3 Myo-inositol 100

【0038】第1、第2および第3の培地で使用される
好適なビタミンは、以下のものから選択される: 成分 濃度(mg/L) ニコチン酸 1.0 塩酸ピリドキシン 1.0 塩酸チアミン 10.0
Suitable vitamins for use in the first, second and third media are selected from the following: Ingredient Concentration (mg / L) Nicotinic Acid 1.0 Pyridoxine Hydrochloride 1.0 Thiamine Hydrochloride 10 .0

【0039】第1、第2および第3の培地で使用される
炭素源は、ショ糖またはグルコースから選択され、使用
されるこのような炭素源は、1〜6%w/vの範囲であ
る。
The carbon source used in the first, second and third media is selected from sucrose or glucose, and such a carbon source used ranges from 1 to 6% w / v. .

【0040】第2の培地で使用される植物ホルモンは、
サイトキニン、サイトキニン活性尿素またはこれらの組
合せから選択した。好ましくは、第2の培地で使用され
る植物ホルモンは、6−ベンジルアミノプリン、6−ベ
ンジルアデニン、ゼアチン、(γ,γジメチルアリルア
ミノプリン)、キネチンのようなサイトキニン;1−フ
ェニル−3−1,2,3チジアゾール−5−イル尿素お
よびジフェニル尿素、4−1−フェニルN(ピリジル)
尿素のようなサイトキニン活性尿素から選択される。第
3の培地で使用される増殖制御物質は、インドール酢
酸、ナフタレン酢酸およびインドール酪酸のようなオー
キシンである。
The plant hormone used in the second medium is
It was selected from cytokinin, cytokinin active urea or a combination thereof. Preferably, the plant hormone used in the second medium is a cytokinin such as 6-benzylaminopurine, 6-benzyladenine, zeatin, (γ, γ dimethylallylaminopurine), kinetin; 1-phenyl-3 -1,2,3 thidiazol-5-yl urea and diphenyl urea, 4-1-phenyl N (pyridyl)
It is selected from cytokinin-active ureas such as urea. The growth regulator used in the third medium is an auxin such as indoleacetic acid, naphthaleneacetic acid and indolebutyric acid.

【0041】子葉節(外植片)は、2日令〜数週間令の
発芽した苗木から単離し、使用する外植片は、フィール
ドで増殖したかまたは組織培養で増殖した綿植物から取
る。基底部再生組織(第1のサイクルで苗条を採集した
後に残る)は、苗木の再生の維持のために工程(iv)〜
(viii)で繰り返し培養する。使用するMS培地の塩の
濃度は、重量/容量ベースで既に記載した全量または半
分のレベルである。使用されるゲル化剤は、0.2〜
1.2%w/vの寒天、ゲルライト(gelrite )(フィ
タゲル(phytagel))または任意のゲル化剤から選択さ
れる。
Cotyledonous nodes (explants) are isolated from germinated seedlings from 2 days to several weeks old, and the explants used are taken from cotton plants grown in the field or grown in tissue culture. The basal regenerated tissue (remaining after collecting the shoots in the first cycle) is removed from steps (iv)-
Repeat the culture in (viii). The salt concentration of the MS medium used is the full or half level already described on a weight / volume basis. The gelling agent used is 0.2-
It is selected from 1.2% w / v agar, gelrite (phytagel) or any gelling agent.

【0042】さらに、本発明の組織培養法で再生される
苗条は、綿植物の微細繁殖のために使用することができ
る。さらに、本発明の方法により生産される子葉節また
は基底部再生組織は、アグロバクテリウム(Agrobacter
ium )に基づくかまたはDNAコーティングされた粒子
の衝撃を介する遺伝的形質転換のために使用することが
できる。さらに、該組織培養法により再生される苗条
は、病気のない綿植物の生産に使用されるか、またはそ
のような苗条は病気のない綿生殖質の交換と保存のため
に使用することができる。
Further, shoots regenerated by the tissue culture method of the present invention can be used for micropropagation of cotton plants. Further, the cotyledon node or basal regenerated tissue produced by the method of the present invention may contain Agrobacterium (Agrobacterium).
ium) or can be used for genetic transformation via bombardment of DNA-coated particles. In addition, shoots regenerated by the tissue culture method can be used for the production of disease-free cotton plants, or such shoots can be used for the replacement and preservation of disease-free cotton germplasm. .

【0043】本発明の最も好適な方法は: (i)綿植物の種子を処理して細菌/カビのような汚染
物質を除去し; (ii)発芽のために処理した種子を、表2に示す培地中
で培養し、ここで培地は
The most preferred methods of the present invention include: (i) treating cotton plant seeds to remove contaminants such as bacteria / mold; (ii) treating seeds for germination in Table 2. Culture in the indicated medium, where the medium is

【0044】[0044]

【表2】 表2 成分 濃度(mg/L) A.MS培地の塩: NH4 NO3 1650 KNO3 1900 MgSO4 ・7H2 O 370 MnSO4 2 O 169 ZnSO4 ・7H2 O 8.6 CuSO4 ・5H2 O 0.025 CaCl2 ・2H2 O 440 KI 83 CoCl2 ・2H2 O 0.025 KH2 PO4 170 H3 BO3 6.2 Na2 MoO4 ・2H2 O 0.25 FeSO4 ・7H2 O 27.85 Na2 EDTA 37.3 ミオイノシトール 100 B.B5培地のビタミン ニコチン酸 1.0 塩酸ピリドキシン 1.0 塩酸チアミン 10.0 C.炭素源: ショ糖/グルコース 30000.0 D.ゲル化剤 0.2〜1.2%w/vTable 2 Component concentration (mg / L) Salts of MS medium: NH 4 NO 3 1650 KNO 3 1900 MgSO 4 .7H 2 O 370 MnSO 4 H 2 O 169 ZnSO 4 .7H 2 O 8.6 CuSO 4 .5H 2 O 0.025 CaCl 2 .2H 2 O 440 KI 83 CoCl 2 .2H 2 O 0.025 KH 2 PO 4 170 H 3 BO 3 6.2 Na 2 MoO 4 .2H 2 O 0.25 FeSO 4 .7H 2 O 27.85 Na 2 EDTA 37.3 Myo-inositol 100 B. B5 medium vitamin nicotinic acid 1.0 pyridoxine hydrochloride 1.0 thiamine hydrochloride 10.0 C.I. Carbon source: sucrose / glucose 30000.0 Gelling agent 0.2-1.2% w / v

【0045】よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培
地であってオートクレーブで滅菌したものであり、 (iii) 工程(ii)で得られる子葉葉腋とともに子葉節
を切り、 (iv)工程(iii )で得られた外植片を表3に示す培地
中で培養し、ここで培地は
A medium having a pH in the range of 5.4 to 6.2, which has been sterilized by an autoclave; (iii) cutting off the cotyledon node together with the cotyledon axilla obtained in the step (ii); The explant obtained in step (iii) is cultured in a medium shown in Table 3, wherein the medium is

【0046】[0046]

【表3】 表3 成分 濃度(mg/L) A.MS培地の塩: NH4 NO3 1650 KNO3 1900 MgSO4 ・7H2 O 370 MnSO4 2 O 169 ZnSO4 ・7H2 O 8.6 CuSO4 ・5H2 O 0.025 CaCl2 ・2H2 O 440 KI 83 CoCl2 ・2H2 O 0.025 KH2 PO4 170 H3 BO3 6.2 Na2 MoO4 ・2H2 O 0.25 FeSO4 ・7H2 O 27.85 Na2 EDTA 37.3 ミオイノシトール 100 B.B5培地のビタミン ニコチン酸 1.0 塩酸ピリドキシン 1.0 塩酸チアミン 10.0 C.炭素源: ショ糖/グルコース 30000.0 D.ホルモン(増殖制御物質) サイトキニン 0.1〜100μM E.ゲル化剤 0.2〜1.2%w/vTable 3 Component concentration (mg / L) Salts of MS medium: NH 4 NO 3 1650 KNO 3 1900 MgSO 4 .7H 2 O 370 MnSO 4 H 2 O 169 ZnSO 4 .7H 2 O 8.6 CuSO 4 .5H 2 O 0.025 CaCl 2 .2H 2 O 440 KI 83 CoCl 2 .2H 2 O 0.025 KH 2 PO 4 170 H 3 BO 3 6.2 Na 2 MoO 4 .2H 2 O 0.25 FeSO 4 .7H 2 O 27.85 Na 2 EDTA 37.3 Myo-inositol 100 B. B5 medium vitamin nicotinic acid 1.0 pyridoxine hydrochloride 1.0 thiamine hydrochloride 10.0 C.I. Carbon source: sucrose / glucose 30000.0 Hormone (growth regulator) Cytokinin 0.1-100 μM Gelling agent 0.2-1.2% w / v

【0047】よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培
地であってオートクレーブで滅菌したものであり、 (v)20〜40℃の温度で行う、16時間の明期の光
(40μモル/m2s )で4〜6週間または多くの苗条が
生成するまで培養し、 (vi)形成した苗条を採集し; (vii )採集した苗条を表4に示す根形成用の培地に移
し、ここでこの培地は
A medium having a pH in the range of 5.4 to 6.2, which is sterilized by an autoclave, and (v) a light (40 μm) of 16 hours at a temperature of 20 to 40 ° C. Mol / m 2 s) for 4-6 weeks or until many shoots are formed, (vi) collecting the formed shoots; (vii) transferring the collected shoots to a root-forming medium shown in Table 4. , Where this medium is

【0048】[0048]

【表4】 表4 成分 濃度(mg/L) A.MS培地の塩: NH4 NO3 1650 KNO3 1900 MgSO4 ・7H2 O 370 MnSO4 2 O 169 ZnSO4 ・7H2 O 8.6 CuSO4 ・5H2 O 0.025 CaCl2 ・2H2 O 440 KI 83 CoCl2 ・2H2 O 0.025 KH2 PO4 170 H3 BO3 6.2 Na2 MoO4 ・2H2 O 0.25 FeSO4 ・7H2 O 27.85 Na2 EDTA 37.3 ミオイノシトール 100 B.B5培地のビタミン ニコチン酸 1.0 塩酸ピリドキシン 1.0 塩酸チアミン 10.0 C.炭素源: ショ糖/グルコース 30000.0 D.ホルモン(増殖制御物質) オーキシン 50μM以下 E.ゲル化剤 0.2〜1.2Table 4 Component concentration (mg / L) Salts of MS medium: NH 4 NO 3 1650 KNO 3 1900 MgSO 4 .7H 2 O 370 MnSO 4 H 2 O 169 ZnSO 4 .7H 2 O 8.6 CuSO 4 .5H 2 O 0.025 CaCl 2 .2H 2 O 440 KI 83 CoCl 2 .2H 2 O 0.025 KH 2 PO 4 170 H 3 BO 3 6.2 Na 2 MoO 4 .2H 2 O 0.25 FeSO 4 .7H 2 O 27.85 Na 2 EDTA 37.3 Myo-inositol 100 B. B5 medium vitamin nicotinic acid 1.0 pyridoxine hydrochloride 1.0 thiamine hydrochloride 10.0 C.I. Carbon source: sucrose / glucose 30000.0 Hormone (growth regulator) Auxin 50 μM or less Gelling agent 0.2-1.2

【0049】よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培
地であってオートクレーブで滅菌したものであり、 (viii)苗条を20〜40℃の温度で根が形成されるま
で培養する、ことよりなる。
A medium having a pH in the range of 5.4 to 6.2, which is sterilized by an autoclave; and (viii) culturing the shoots at a temperature of 20 to 40 ° C. until roots are formed. It comes from things.

【0050】こうして形成された苗木は、必要であれ
ば、土壌に移して綿植物を生育させることができる。
The seedlings thus formed can be transferred to soil to grow cotton plants, if necessary.

【0051】本発明において、本発明の成否は、苗木の
年齢と、本発明の方法により培養するために外植片を苗
木から除去する方法に依存する。最適な結果を得るため
に、2〜20日令の苗木から、葉腋とともに子葉節を取
ってもよい。しかし、使用する変種と植物ホルモンの組
合せに依存して、最大数の苗条は特定の年齢の苗木から
取った外植片から得られる。
In the present invention, the success or failure of the present invention depends on the age of the seedling and the method of removing explants from the seedling for culturing by the method of the present invention. For optimal results, cotyledons may be taken along with axils from 2-20 day old seedlings. However, depending on the combination of varieties and plant hormones used, the largest number of shoots can be obtained from explants taken from seedlings of a particular age.

【0052】本発明の方法のさらに別の態様において、
工程(vi)に記載のように苗条を採集した後に残る基底
塊を用いて繰り返すことができる。基底塊を2〜6片に
切り、工程(iv)のように培養し、工程(viii)までの
残りの工程を続けて第2のサイクルの苗条増殖を得る。
In yet another embodiment of the method of the present invention,
It can be repeated using the basal mass remaining after collecting the shoots as described in step (vi). The basal mass is cut into 2-6 pieces, cultured as in step (iv) and the remaining steps up to step (viii) are continued to obtain a second cycle of shoot growth.

【0053】本発明の方法の詳細を以下に示す:細菌/
カビの汚染物質がない種子を作成するために、これらは
使用前に表面滅菌する。表面滅菌のために、多くの滅菌
法が知られている。そのような方法には、少なくとも1
つの滅菌剤を含有する溶液に種子を浸す方法がある。そ
のような滅菌剤には、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素
酸カルシウム、塩化第二水銀、アルコール、硫酸などが
ある。種子の表面滅菌は、種子を0.05〜0.5%w
/vの塩化第二水銀の水溶液に1〜15分攪拌を続けて
浸し、次に脱イオン化無菌水で完全に(3〜10回)洗
浄し、続いて種子をエタノールまたは精留酒精(50〜
100%w/v)に30秒間〜10分浸し燃やす。
The details of the method of the present invention are as follows:
These are surface sterilized prior to use to produce seeds free of mold contaminants. Many methods of sterilization are known for surface sterilization. Such methods include at least one
There is a method of soaking the seed in a solution containing two sterilants. Such sterilants include sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, mercuric chloride, alcohol, sulfuric acid, and the like. For surface sterilization of seeds, 0.05-0.5% w
/ V mercuric chloride aqueous solution with continued stirring for 1 to 15 minutes, then washed thoroughly (3 to 10 times) with deionized sterile water, and then seeded with ethanol or rectified alcohol (50 to 50).
100% w / v) for 30 seconds to 10 minutes.

【0054】表面滅菌した種子は、発芽させるために、
発芽ビン中に0.6〜1.2%w/vの寒天のようなゲ
ル化剤を含有する水の上、湿らせたペーパータオルの
上、またはムラシゲとスクーグ(Murashige and Skoog
)塩または他の任意の通常の培地、B5培地のビタミ
ンまたは他のビタミン混合物、および1〜6%w/vの
ショ糖またはグルコースのような任意の炭素源、および
0.6〜1.2%w/vの寒天または0.2〜0.5%
w/vのゲルライト(gelrite )(フィタゲル(phytag
el))のようなゲル化剤を含有する培地の上に置き、培
地のpHを5.6〜6.2に調整した後121℃、15
ポンド/cmで20分間オートクレーブする。
Surface-sterilized seeds are used to germinate
On water containing a gelling agent such as 0.6-1.2% w / v agar in germination bottles, on damp paper towels, or on Murashige and Skoog.
B.) Salt or any other conventional medium, vitamins or other vitamin mixtures of B5 medium, and any carbon source such as 1-6% w / v sucrose or glucose, and 0.6-1.2 % W / v agar or 0.2-0.5%
w / v gelrite (phytagel)
el)), place on a culture medium containing a gelling agent, adjust the pH of the culture medium to 5.6 to 6.2, and adjust
Autoclave at lb / cm for 20 minutes.

【0055】1〜2個の種子を、10〜15mlの発芽用
培地を含有する50mlのガラス製培養管に入れるか、ま
たは50mlの培地を含有する大きな(250ml)プラス
チックまたはガラスのジャーに入れることができる。発
芽のために、種子を20〜40℃の温度で16時間の明
期の光(少なくとも40μモル/m2s )でインキュベー
トしても良い。種子が発芽して根や幼芽が出て充分広が
った子葉を与えるまでインキュベートを続ける。
Placing 1-2 seeds in a 50 ml glass culture tube containing 10-15 ml of germination medium or in a large (250 ml) plastic or glass jar containing 50 ml of medium Can be. For germination, seeds may be incubated at a temperature of 20-40 ° C. with 16 hours of light (at least 40 μmol / m 2 s). The incubation is continued until the seeds germinate and the roots and sprouts emerge and give cotyledons that are sufficiently widespread.

【0056】子葉節(外植片)は好ましくは、発芽後の
2〜20日令の苗木から、当該分野で公知の汚染物質の
ない環境、すなわち層流中で、無菌の鋭いメスやナイフ
で切断して得られる。葉腋に沿った子葉節を、節の組織
が傷害されないように切り出す。
Cotyledonous nodes (explants) are preferably obtained from 2 to 20 day old seedlings after germination in a contaminant-free environment known in the art, ie, in a laminar flow with a sterile sharp scalpel or knife. Obtained by cutting. The cotyledon nodes along the axils are cut out so as not to damage the node tissue.

【0057】子葉節(外植片)は、重量/容量ベースで
表2に示す濃度のムラシゲとスクーグ(Murashige and
Skoog )塩またはその半分の濃度、B5培地のビタミン
または他の任意のビタミン組成、1〜6%w/vのショ
糖またはグルコースの任意の炭素源、通常使用される増
殖制御物質、例えば、サイトキニン−BAP(6−ベン
ジルアミノプリン)、6−ベンジルアデニン、キネチ
ン、ゼアチン(zeatin)、および2iP(γ,γジメチ
ルアリルアミノプリン)など、およびゲル化剤である
0.6〜1.2%w/vの寒天または0.2〜0.5%
w/vのゲルライト(gelrite )(フィタゲル(phytag
el))を含有する培地に入れる。培地のpHを5.4〜
6.2に調整した後121℃、15ポンド/cmで20分
間オートクレーブする。苗条増殖のための培地の組成
は、表3に示す。
Cotyledon nodes (explants) were obtained at the concentrations shown in Table 2 on a weight / volume basis with Murashige and Skoog.
Skoog) salt or half its concentration, vitamin or any other vitamin composition in B5 medium, 1-6% w / v of sucrose or any carbon source of glucose, commonly used growth regulators, e.g. Quinine-BAP (6-benzylaminopurine), 6-benzyladenine, kinetin, zeatin, and 2iP (γ, γ-dimethylallylaminopurine), and 0.6 to 1.2% of a gelling agent w / v agar or 0.2-0.5%
w / v gelrite (phytagel)
el)). PH of the medium is 5.4 ~
After adjusting to 6.2, autoclave at 121 ° C., 15 pounds / cm for 20 minutes. The composition of the medium for shoot propagation is shown in Table 3.

【0058】培養物を20〜40℃の温度で16時間の
明期(40〜100μモル/m2s )の白色の蛍光灯で、
複数の苗条が形成されるまでインキュベートする。これ
は、外植片の基底部分が膨らむことで達成される。この
段階で苗条を集め、重量/容量ベースで表3に示す濃度
のムラシゲとスクーグ(Murashige and Skoog )塩また
はその半分の濃度、B5培地のビタミンまたは他の当該
分野で公知の任意のビタミン組成、1〜6%w/vのシ
ョ糖またはグルコースの任意の炭素源、根の誘導のため
のオーキシン型の増殖制御物質、例えばインドール酢
酸、ナフタレン酢酸、インドール酪酸(50μM以
下)、ゲル化剤である0.6〜1.2%w/vの寒天ま
たは0.2〜0.5%w/vのゲルライト(gelrite )
を含有する培地に移し、培地のpHを5.6〜6.2に
調整した後121℃、15ポンド/cmで20分間オート
クレーブする。根を誘導するこの培地の組成は、表4に
示す。根が発達し、苗条が成長して2〜4個のうずまき
の葉を与えるまで培養する。
The culture was subjected to a 16 hour light (40-100 μmol / m 2 s) white fluorescent lamp at a temperature of 20-40 ° C.
Incubate until multiple shoots are formed. This is achieved by bulging the basal part of the explant. At this stage the shoots are collected and on a weight / volume basis the concentrations of Murashige and Skoog salt or half of the concentrations shown in Table 3, vitamins in B5 medium or any other vitamin composition known in the art, Any carbon source of 1-6% w / v sucrose or glucose, auxin-type growth regulators for root induction, such as indoleacetic acid, naphthaleneacetic acid, indolebutyric acid (50 μM or less), gelling agent. 0.6-1.2% w / v agar or 0.2-0.5% w / v gelrite
After adjusting the pH of the medium to 5.6 to 6.2, the mixture is autoclaved at 121 ° C. and 15 lb / cm for 20 minutes. The composition of this medium for inducing roots is shown in Table 4. Culture until roots develop and shoots grow to give 2-4 vortex leaves.

【0059】残りの基底組織(苗条を採集した後)は、
いくつかの部分に分割され、再び表3に示す培地で培養
して第2のサイクルの苗条増殖をさせる。
The remaining basal tissue (after collecting the shoots)
It is divided into several parts and cultured again in the medium shown in Table 3 to allow a second cycle of shoot growth.

【0060】複数の苗条が形成されるまで培養を続け
る。この段階で再び苗条を採集し、表4に示す根形成用
の培地に移す。残りの基底塊は再び、次のサイクルの苗
条成長のために培養する。こうして1つの外植片から出
発して、3サイクルの培養で最大30個の苗条が採集で
きる。
The culture is continued until a plurality of shoots are formed. At this stage, the shoots are collected again and transferred to the medium for root formation shown in Table 4. The remaining basal mass is again cultured for the next cycle of shoot growth. Thus, starting from one explant, up to 30 shoots can be collected in three cycles of culture.

【0061】充分発達した根を有するこのような苗条を
培養物から取り出し、無菌脱イオン水で洗浄して、根の
表面に存在する微量の栄養物質を除去し、次に苗木を栄
養増殖のための栄養溶液、例えばホアグランド(Hoagla
nd)溶液(糖を含まない)中で維持する。栄養増殖が開
始したら、これらをバーミキュライトに移し、最後に種
子を有する成熟した植物を成長させるために土壌に移
す。
Such shoots with well-developed roots are removed from the culture and washed with sterile deionized water to remove trace nutrients present on the root surface, and then the seedlings are vegetatively grown. Nutrient solutions, such as Hoagla
nd) Maintain in solution (without sugar). Once vegetative growth has begun, they are transferred to vermiculite and finally to soil for growing mature plants with seeds.

【0062】高頻度の苗条を誘導する本発明の方法によ
り、植物全体が成長する。子葉節から複数の苗条を得る
ための増殖の基礎は、自然に増殖および成長して1つの
植物になる元々の分裂組織以外の細胞が関与する。我々
は、適当な濃度の適当な増殖制御物質を補足した培地で
培養すると、複数の苗条になる新しい分裂組織を与える
外植片を同定した。本発明の方法は、任意の変種の綿に
応用できる。この方法は、新しいアプローチであり、遺
伝子型に制限されず、先行技術において深刻な問題であ
る、苗条の再生に必要な時間を低下させる。
The method of the present invention for inducing a high frequency of shoots allows whole plants to grow. The basis of multiplication to obtain multiple shoots from cotyledons involves cells other than the original meristem, which multiply and grow naturally into one plant. We have identified explants that give new meristems that become multiple shoots when cultured in media supplemented with appropriate concentrations of appropriate growth regulators. The method of the present invention can be applied to any variety of cotton. This method is a new approach, not limited to genotype, and reduces the time required for shoot regeneration, a serious problem in the prior art.

【0063】本発明の方法は、発芽した種子のあらかじ
め存在する分裂組織以外の細胞からの苗条の分化に関す
る。従って、適当な濃度の増殖制御物質の存在下で外植
片を培養すると、複数の苗条を産生するように細胞のプ
ログラムを変更させることができると考えられる。本発
明に記載の方法により生成される新しい分裂組織は、い
くつかの苗条を生成する。
The method of the present invention relates to the differentiation of shoots from cells other than preexisting meristems of germinated seeds. Therefore, culturing the explant in the presence of an appropriate concentration of a growth regulator would likely alter the cell programming to produce multiple shoots. New meristems produced by the method according to the invention produce some shoots.

【0064】現在、綿の任意の品種の任意の組織の外植
片から複数の苗条を形成させる詳細な方法は無い。微細
繁殖に至る組織培養法を扱う報告は、体細胞性胚形成を
介する植物再生に限定されている。わずかの品種のみ、
すなわちコーカー(Coker )株が、体細胞性胚形成のす
でに使用されている方法にうまく応答する。体細胞性胚
形成を介する植物再生の成長工程は、数ヶ月を要する。
さらに、体細胞性胚形成により得られる植物は、形態学
的および細胞遺伝学的に異常であり受精能力がない。本
発明は、綿で複数の苗条を与える外植片の器官形成の詳
細な方法を初めて与える。本発明の方法により、適当な
濃度の増殖制御物質を補足した培地で外植片を繰り返し
サブ培養して、3〜30の範囲(その数は重要である)
の複数の苗条の再生できる。これは先行の刊行物には示
唆されておらず、1つの外植片から複数の苗木を成長さ
せるのに非常に重要である。
At present, there is no detailed method for forming multiple shoots from explants of any tissue of any cultivar of cotton. Reports dealing with tissue culture methods leading to micropropagation have been limited to plant regeneration via somatic embryogenesis. Only a few varieties,
That is, the Coker strain responds well to the already used methods of somatic embryogenesis. The growth process of plant regeneration through somatic embryogenesis takes several months.
Moreover, plants obtained by somatic embryogenesis are morphologically and cytogenically abnormal and infertile. The present invention provides, for the first time, a detailed method of organogenesis of explants that provide multiple shoots with cotton. According to the method of the present invention, explants are repeatedly sub-cultured in a medium supplemented with a suitable concentration of a growth controlling substance, and a range of 3 to 30 (the number is important)
You can regenerate multiple shoots. This has not been suggested in previous publications and is very important for growing multiple seedlings from one explant.

【0065】以下の例は本発明を例示するためであり、
決して本発明の範囲を限定するものと見なしてはならな
い。
The following examples are intended to illustrate the invention.
It should in no way be considered as limiting the scope of the invention.

【0066】[0066]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

例1 外植片と遺伝子型の供給源 綿(ゴシピウム・ヒルスツム(G. hirsutum )品種カン
ドワ−2(Khandwa-2))の種子を0.1%塩化第二水
銀で7分間処理することにより表面滅菌した。次に種子
を滅菌蒸留水で5回洗浄し、アルコール(90%v/
v)に30秒間浸して燃やした。この滅菌した種子を、
ムラシゲとスクーグ(Murashige and Skoog )塩、B5
のビタミン、3%w/vのショ糖およびゲル化剤として
0.8%w/vの寒天を含有する培地に蒔いて、オート
クレーブにかける前に培地のpHを5.8に調整した。
2個の種子を各々15mlの培地を含有する50mlのガラ
ス管に入れた。種子は、滅菌したピンセットにより微生
物を含まない環境(すなわち層流)に置いた。培地上の
種子を、種子が発芽して、よく伸びた子葉とともに根と
幼芽が生成するまで、白色蛍光灯(60μmol/m2s )で
16時間の明期で25±2℃でインキュベートした。
Example 1 Sources of explants and genotypes Seeds of cotton (G. hirsutum variety Khandwa-2) treated with 0.1% mercuric chloride for 7 minutes Sterilized. The seeds are then washed five times with sterile distilled water and alcohol (90% v /
v) Burned for 30 seconds. This sterilized seed,
Murashige and Skoog salt, B5
Of vitamins, 3% w / v sucrose and 0.8% w / v agar as a gelling agent, and the pH of the medium was adjusted to 5.8 before autoclaving.
The two seeds were placed in 50 ml glass tubes each containing 15 ml of medium. Seeds were placed in a microbe-free environment (ie, laminar flow) with sterile forceps. The seeds on the medium were incubated at 25 ± 2 ° C. with a white fluorescent light (60 μmol / m 2 s) for 16 hours light until the seeds germinated and roots and sprouts were formed with well-extended cotyledons. .

【0067】6日令の苗木を使用して外植片(出発物質
として再生実験に使用される苗条の小片)を切り出し
た。異なる型の外植片(例えば、子葉の一つまたは一部
が無しまたは有りで取った、胚軸切片、子葉からのディ
スク、種子から単離した成熟胚、未成熟種子から単離し
た未成熟胚、子葉節(葉腋)、および約0.5cmの胚
軸)を切り出した。
Explants (small pieces of shoots used for regeneration experiments as starting material) were cut out using 6-day-old seedlings. Explants of different types (eg, hypocotyl sections, discs from cotyledons, mature embryos isolated from seeds, immature isolated from immature seeds, with or without one or part of the cotyledons) Embryos, cotyledons (axilla), and hypocotyls of about 0.5 cm) were cut out.

【0068】これらの異なる外植片を、ムラシゲとスク
ーグ(Murashige and Skoog )塩、B5のビタミン、3
%w/vのグルコース、22.19μMの6−ベンジル
アデニンおよび0.6%w/vのゲル化剤寒天よりなる
培地に蒔いて、オートクレーブにかける前に培地のpH
を5.8に調整した。複数の苗条が再生されるまで培養
を続けた。両方の子葉と一緒になった頂端分裂組織が複
数の苗条を生成できない場合が観察された。胚軸の切
片、子葉および成熟胚さらには未成熟胚が複数の苗条を
生成できなかった。0.5cmの胚軸および1つの子葉ま
たは子葉の一部とともにとった子葉節は、上記培地で複
数の苗条を生成させる。子葉とは別にとった子葉節もま
た、6−ベンジル−アデニン8.87μM およびキネチ
ン9.29μM を含有する培地では多数の苗条を生成さ
せた。
These different explants were combined with Murashige and Skoog salts, B5 vitamins,
% W / v glucose, 22.19 μM 6-benzyladenine and 0.6% w / v gelling agent agar, and the pH of the medium before autoclaving.
Was adjusted to 5.8. Culture was continued until multiple shoots were regenerated. It was observed that the apical meristem together with both cotyledons failed to produce multiple shoots. Hypocotyl sections, cotyledons and mature embryos as well as immature embryos failed to produce multiple shoots. Cotyledon nodes taken with 0.5 cm hypocotyls and one cotyledon or part of cotyledon give rise to multiple shoots in the medium. Cotyledons taken apart from cotyledons also produced a large number of shoots in media containing 8.87 μM 6-benzyl-adenine and 9.29 μM kinetin.

【0069】子葉節の外植片の型およびこれらが応答す
る増殖制御物質の組合せの同定は本発明の重要な面であ
る。
Identification of the types of cotyledonous explants and the combinations of growth regulators to which they respond is an important aspect of the present invention.

【0070】例2 外植片の培地依存性応答 0.1%w/v塩化第二水銀で7分間処理し、滅菌蒸留
水で6回洗浄し、続いて種子をアルコール(90%w/
v)に30秒間浸し、燃やした、綿(ゴシピウム・ヒル
スツム・エル(G.hirsutum・L. Khandwa-2))の種子を
とった。この滅菌した種子を、ムラシゲとスクーグ(Mu
rashige and Skoog )塩、B5のビタミン、3%w/v
のショ糖および0.8%w/vの寒天を含有する培地に
蒔いた(オートクレーブにかける前に培地のpHを5.
8に調整した)。発芽のため、2つの種子を各々15ml
の培地を含有するガラス管で保存した。培地上の種子
を、白色蛍光灯(60μmolm-2-1)で16時間の明期
で25±2℃でインキュベートした。種子は、滅菌した
ピンセットにより汚染物質を含まない環境(層流)で培
地に蒔いた。種子が発芽して、よく伸びた子葉とともに
根と幼芽が生成するまで、培養を続けた。
Example 2 Media-Dependent Response of Explants Treated with 0.1% w / v mercuric chloride for 7 minutes, washed 6 times with sterile distilled water, and then seeded with alcohol (90% w / v)
v) for 30 seconds and burned, cotton (G. hirsutum L. Khandwa-2) seeds were removed. This sterilized seed is used for Murashige and Skoog (Mu
rashige and Skoog) salt, B5 vitamin, 3% w / v
Of sucrose and 0.8% w / v agar (before autoclaving, adjust the pH of the medium to 5.
8). For germination, 2 seeds of 15 ml each
And stored in glass tubes containing medium. Seeds on the medium were incubated at 25 ± 2 ° C. with a white fluorescent light (60 μmolm −2 s −1 ) for a 16 h light period. Seeds were sown on the medium with sterile forceps in a contaminant-free environment (laminar flow). The culture was continued until the seeds germinated and roots and sprouts were formed with well-extended cotyledons.

【0071】6日令の苗木を使用して子葉節を有する種
子の葉腋(外植片)を切り出した。外植片は、鋭いメス
により切り出した。この外植片を、ムラシゲとスクーグ
(Murashige and Skoog )塩、B5のビタミン、3%w
/vのグルコースおよび/またはショ糖、22.19μ
M の6−ベンジルアデニンおよび0.6%w/vのゲル
化剤を含有する培地に蒔いた(オートクレーブにかける
前に培地のpHを5.8に調整した)。
Axils (explants) of seeds having cotyledons were cut out using 6-day-old seedlings. Explants were cut with a sharp scalpel. This explant is mixed with Murashige and Skoog salt, B5 vitamins, 3% w
/ V glucose and / or sucrose, 22.19μ
Plated on medium containing M 6-benzyladenine and 0.6% w / v gelling agent (medium pH adjusted to 5.8 before autoclaving).

【0072】培養は複数の苗条が形成されるまで続け
た。複数の苗条は、30gl-1のショ糖またはグルコース
の存在下で観察された。しかし、複数の苗条の分化にグ
ルコース、ショ糖およびグルコース+ショ糖を使用した
比較検討に基づき、グルコースが、培地中の好適な炭素
源として選択された。ショ糖単独またはグルコースとの
組合せを含有する培地で、フェノール類が大量に浸出し
て、培地を褐色にした。唯一の炭素源としてグルコース
が与えられたとき、フェノール類の浸出は最少であっ
た。培地にフェノール類が多くなると、苗条の成長が低
下し、外植片は最終的に死滅した。綿に(ショ糖ではな
く)グルコースを使用することは、本発明の重要な面で
ある。これは、フェノール類の浸出を防止する。このプ
ロトコールは、成長する外植片の頻度高い継代培養を必
要としない。以前の報告では、このことは綿の組織培養
の重要な問題であった。
The culture was continued until a plurality of shoots were formed. Multiple shoots were observed in the presence of 30 gl -1 sucrose or glucose. However, based on comparative studies using glucose, sucrose and glucose + sucrose for differentiation of multiple shoots, glucose was selected as the preferred carbon source in the medium. In the medium containing sucrose alone or in combination with glucose, the phenols leached in large quantities and the medium turned brown. Leaching of phenols was minimal when glucose was provided as the sole carbon source. When the medium was rich in phenols, shoot growth was reduced and explants eventually died. The use of glucose (rather than sucrose) in cotton is an important aspect of the present invention. This prevents leaching of phenols. This protocol does not require frequent subculture of growing explants. In previous reports, this was an important issue in cotton tissue culture.

【0073】子葉節(外植片)の培養も行った。ムラシ
ゲとスクーグ(Murashige and Skoog )塩、B5のビタ
ミン、3%w/vのグルコース、異なる濃度の増殖制御
物質[例えば2.22μM 〜44.38μM のBAP
(6−ベンジルアデニン)、2.32μM 〜44.47
μM のKIN(キネチン)および2.46μM 〜49.
21μM の2iP(γ,γジメチルアリルアミノプリ
ン)、並びにジメチルアリルアミノプリンおよびキネチ
ンとの6−ベンジルアデニンの組合せ]、および0.6
%w/vのゲル化剤寒天(オートクレーブにかける前に
培地のpHを5.8に調整した)を含有する培地で、子
葉節(外植片)の培養も行った。
Cotyledon nodes (explants) were also cultured. Murashige and Skoog salt, B5 vitamins, 3% w / v glucose, different concentrations of growth regulators [eg 2.22 μM to 44.38 μM BAP
(6-benzyladenine), 2.32 μM-44.47
μM KIN (Kinetin) and 2.46 μM-49.
21 μM 2iP (γ, γ dimethylallylaminopurine) and a combination of 6-benzyladenine with dimethylallylaminopurine and kinetin], and 0.6
Cotyledon nodes (explants) were also cultured in a medium containing% w / v gelling agent agar (pH of the medium was adjusted to 5.8 before autoclaving).

【0074】培養物は、複数の苗条が形成されるまで、
白色蛍光灯(60μmolm-2-1)で16時間の明期で2
5±2℃でインキュベートした。得られた結果は表5お
よび6に要約する。
The culture is grown until a plurality of shoots are formed.
With a white fluorescent lamp (60 μmolm -2 s -1 ), 2
Incubated at 5 ± 2 ° C. The results obtained are summarized in Tables 5 and 6.

【0075】[0075]

【表5】 表5 再生の第1周期における品種「カンドワ−2(Khandwa-2 )」の外植片(1つの 子葉と一緒の子葉節)からの苗条の発生に及ぼすサイトキニンの作用 サイトキニン 外植片形成性 外植片当たりに 備考 濃度(μM ) 苗条(%) 形成される苗条の 平均数、±SE (第1周期)* BAP(2.22) 66 0.8 ±0.17(a) BAP(4.44) 73 1.23±0.27(a) BAP(8.87) 70 2.90±0.57(b) BAP(13.31 ) 66 3.28±0.60(b) BAP(22.19 ) 80 4.46±0.68(b) BAP(33.09 ) 66 3.07±0.65(b) 苗条成長少ない BAP(44.38 ) 60 3.33±0.49(b) 苗条成長少ない KIN(2.32) 26 0.8 ±0.2 (a) KIN(4.65) 33 0.8 ±0.2 (a) KIN(9.29) 26 2.00±0.54(b) KIN(13.94 ) 53 2.20±0.41(b) KIN(23.23 ) 60 3.10±0.43(b) 根形成 KIN(34.85 ) 60 2.00±0.31(b) 根形成 KIN(46.47 ) 60 2.80±0.48(b) 根形成 2iP(2.46) 20 0.6 ±0.24(a) 2iP(4.92) 26 0.4 ±0.16(a) 2iP(9.84) 40 0.46±0.16(a) 2iP(14.76 ) 53 0.73±0.52(a) 2iP(24.61 ) 60 1.261 ±0.53(a) カルス形成 2iP(36.91 ) 30 1.25±0.41(a) カルス形成 2iP(49.21 ) 30 1.09±0.42(a) カルス形成 注:示されるデータは、3回の独立した実験の結果から計算した平均値±SE( 標準誤差)である。aおよびbと分類した処理は、スチューデントt検定により 解析するとき、P>0.05で処理間では有意な差があるが、処理内では有意差 がない。BAP(6−ベンジルアデニン)、Kin(キネチン)および2iP( γ,γジメチルアリルアミノプリン)。Table 5 Effect of cytokinin on shoot development from explants (cotyledons with one cotyledon) of cultivar "Khandwa-2" in the first cycle of regeneration Explant-forming properties Per explant Notes Concentration (μM) Shoots (%) Average number of shoots formed, ± SE (first cycle) * BAP (2.22) 66 0.8 ± 0.17 (a) BAP (4.44) 73 1.23 ± 0.27 (a) BAP (8.87) 70 2.90 ± 0.57 (b) BAP (13.31) 66 3.28 ± 0.60 (b) BAP (22.19) 80 4.46 ± 0.68 (b) BAP (33.09) 66 3.07 ± 0.65 (b ) Less shoot growth BAP (44.38) 60 3.33 ± 0.49 (b) Less shoot growth KIN (2.32) 26 0.8 ± 0.2 (a) KIN (4.65) 33 0.8 ± 0.2 (a) KIN (9.29) 26 2.00 ± 0.54 (b) ) KIN (13.94) 53 2.20 ± 0.41 (b) KIN (23.23) 60 3.10 ± 0.43 (b) Root formation KIN (34.85) 60 2.00 ± 0. 31 (b) Root formation KIN (46.47) 60 2.80 ± 0.48 (b) Root formation 2iP (2.46) 20 0.6 ± 0.24 (a) 2iP (4.92) 26 0.4 ± 0.16 (a) 2iP (9.84) 40 0.46 ± 0.16 ( a) 2iP (14.76) 53 0.73 ± 0.52 (a) 2iP (24.61) 60 1.261 ± 0.53 (a) Callus formation 2iP (36.91) 30 1.25 ± 0.41 (a) Callus formation 2iP (49.21) 30 1.09 ± 0.42 (a) Callus formation Note: Data shown are means ± SE (standard error) calculated from the results of three independent experiments. When the treatments classified as a and b were analyzed by the Student's t test, there was a significant difference between treatments at P> 0.05, but no significant difference within treatments. BAP (6-benzyladenine), Kin (kinetin) and 2iP (γ, γ dimethylallylaminopurine).

【0076】[0076]

【表6】 表6 改変培地の品種「カンドワ−2(Khandwa-2 )」の外植片(1つの子葉と一緒の 子葉節)からの第1周期の苗条の発生に及ぼすサイトキニンの複合作用 異なるサイトキニンの濃度 外植片 外植片当たりに (μM ) 形成性 形成される苗条の 苗条(%) 平均数±SE* BAP KIN 2iP 4.44 4.65 -- 50 0.75±0.21(a) 8.87 9.29 -- 33 1.00±0.36(a) 13.31 13.94 -- 66 2.13±0.19(b) 22.19 23.23 -- 86 3.86±0.48(c) 4.44 4.65 2.46 60 0.73±0.18(a) 4.44 9.29 4.92 40 1.19±0.34(a) 4.44 13.94 9.84 50 1.28±0.38(a) 4.44 23.23 24.61 66 2.20±0.45(b) 4.44 46.47 49.21 66 2.16±0.27(b) 注:示されるデータは、3回の独立した実験の結果から計算した平均値±SE( 標準誤差)である。a、bおよびcと分類した処理は、スチューデントt検定に より解析するとき、P>0.05で処理間では有意差があるが、処理内では差が ない。BAP(6−ベンジルアデニン)、Kin(キネチン)および2iP(γ ,γジメチルアリルアミノプリン)。Table 6 Combined effect of cytokinin on the first cycle shoot development from explants (cotyledons with one cotyledon) of modified medium variety "Khandwa-2" Different cytokinin concentrations Explants per explant (μM) Formability Shoots formed Shoots (%) Average number ± SE * BAP KIN 2iP 4.44 4.65-50 0.75 ± 0.21 (a) 8.87 9.29- 33 1.00 ± 0.36 (a) 13.31 13.94-66 2.13 ± 0.19 (b) 22.19 23.23-86 3.86 ± 0.48 (c) 4.44 4.65 2.46 60 0.73 ± 0.18 (a) 4.44 9.29 4.92 40 1.19 ± 0.34 (a) 4.44 13.94 9.84 50 1.28 ± 0.38 (a) 4.44 23.23 24.61 66 2.20 ± 0.45 (b) 4.44 46.47 49.21 66 2.16 ± 0.27 (b) Note: Data shown are mean ± calculated from the results of three independent experiments SE (standard error). When the treatments classified as a, b, and c are analyzed by the Student's t test, there is a significant difference between the treatments at P> 0.05, but there is no difference within the treatments. BAP (6-benzyladenine), Kin (kinetin) and 2iP (γ, γ dimethylallylaminopurine).

【0077】増殖制御物質の濃度の変化は、複数の苗条
の発生に関して異なる応答を与えることは、この結果か
ら明らかである。この点は、変種の再生のための最適な
条件を開発するために使用することができる。
It is clear from the results that changes in the concentration of the growth regulator give different responses with respect to the development of multiple shoots. This can be used to develop optimal conditions for the regeneration of the varieties.

【0078】例3 品種/種依存性応答 ゴシピウム・ヒルスツム・エル(Gossypium hirsutum
L)およびシー・アルボレウム(C. arboreum )の13
の異なる品種の種子を01%w/v第二塩化水銀で7分
間処理し、滅菌蒸留水で6回洗浄し、続いて種子をアル
コール(90%v/v)に30秒間浸して燃やした。
Example 3 Cultivar / Species-Dependent Response Gossypium hirsutum
L) and 13 of C. arboreum
Seeds of different varieties were treated with 01% w / v mercuric chloride for 7 minutes, washed six times with sterile distilled water, and then burned by soaking in alcohol (90% v / v) for 30 seconds.

【0079】異なる品種の滅菌した種子を、ムラシゲと
スクーグ(Murashige and Skoog )塩、B5のビタミ
ン、3%w/vのショ糖および0.8%w/vの寒天を
含有する培地に蒔いた(オートクレーブにかける前に培
地のpHを5.8に調整した)。発芽のため、2つの種
子を各々15mlの培地を含有するガラス管で保存した。
培地上の種子を、白色蛍光灯(60μmolm-2-1)で1
6時間の明期で25±2℃でインキュベートした。種子
は、滅菌したピンセットにより汚染物質を含まない環境
(層流)で培地に蒔いた。種子が発芽して、よく伸びた
子葉とともに根と幼芽が生成するまで、培養を続けた。
Sterilized seeds of different varieties were sown on a medium containing Murashige and Skoog salts, vitamins of B5, 3% w / v sucrose and 0.8% w / v agar. (The pH of the medium was adjusted to 5.8 before autoclaving). For germination, the two seeds were stored in glass tubes each containing 15 ml of medium.
Seeds on media, the white fluorescent lamp (60μmolm -2 s -1) 1
Incubated at 25 ± 2 ° C. with a 6 hour light period. Seeds were sown on the medium with sterile forceps in a contaminant-free environment (laminar flow). The culture was continued until the seeds germinated and roots and sprouts were formed with well-extended cotyledons.

【0080】6日令の苗木を使用して子葉節(外植片)
を切り出した。外植片は、鋭いメスにより切り出した。
外植片は、ムラシゲとスクーグ(Murashige and Skoog
)塩、B5のビタミン、3%w/vのグルコース、2
2.19μM の6−ベンジルアデニンおよび0.6%w
/vのゲル化剤寒天を含有する培地に蒔いた(121℃
15ポンド/cm2で20分間オートクレーブにかける前に
培地のpHを5.8に調整した)。培養物を、白色蛍光
灯(60μmolm-2-1)で16時間の明期で25±2℃
でインキュベートした。培養は、複数の苗条が形成され
るまで続けた。
Cotyledon nodes (explants) using 6-day-old seedlings
Was cut out. Explants were cut with a sharp scalpel.
Explants are Murashige and Skoog
) Salt, B5 vitamin, 3% w / v glucose, 2
2.19 μM 6-benzyladenine and 0.6% w
/ V gel medium agar (121 ° C).
The pH of the medium was adjusted to 5.8 before autoclaving at 15 pounds / cm 2 for 20 minutes). Cultures are grown at 25 ± 2 ° C. with 16 hours of light using white fluorescent light (60 μmolm −2 s −1 ).
Incubated. Culture was continued until multiple shoots were formed.

【0081】この工程で、苗条を回収して、ムラシゲと
スクーグ(Murashige and Skoog )塩、B5のビタミ
ン、3%w/vのショ糖、2.69μM 濃度の増殖制御
物質(ナフタレン酢酸)NAA6−ベンジルアデニンお
よび0.8%w/vのゲル化剤寒天を含有する培地に移
した(オートクレーブにかける前に培地のpHを5.3
に調整した)。得られた結果を表7に要約する。
In this step, the shoots are collected and Murashige and Skoog salt, B5 vitamin, 3% w / v sucrose, 2.69 μM concentration of a growth control substance (naphthalene acetic acid) NAA6- Transferred to medium containing benzyladenine and 0.8% w / v gelling agent agar (pH of the medium was 5.3 before autoclaving).
Adjusted). The results obtained are summarized in Table 7.

【0082】[0082]

【表7】 表7 22.19μM の6−ベンジルアデニンを含有する改変培地の綿品種の器官形成 能力 品種 外植片形成性 外植片当たりの1次 外植片当たりの2次 苗条(%) 苗条(第1周期)数 苗条(第2周期)数 ±SE ±SE Gossypium 80 4.46±0.70(a) 5.80±0.91(a) hirsutum cv. Khandwa-2 G.hirsutum 66 2.10±0.56(b) 7.08±0.13(a) cv. PKV081 G.hirsutum 73 1.90±0.44(b) 4.66±0.86(a) cv. RS810 G.hirsutum 90 2.70±0.42(b) 4.30±0.73(a) cv. Pusa37 G.hirsutum 80 1.60±0.45(b) 3.10±0.70(b) cv. pusa G.hirsutum 70 1.40±0.40(b) 2.80±0.57(b) cv. Stoneville G.hirsutum 70 2.40±0.63(b) 3.50±0.87(a) G.hirsutum 60 2.10±0.56(b) 2.50±0.63(b) cv. CA-1193 G.hirsutum 70 1.50±0.44(b) ND3 cv. Jurhat G.hirsutum 90 1.90±0.44(b) ND cv. Sima G.hirsutum 87 2.37±0.37(b) ND cv. LH1343 G.arboreum 50 1.00±0.39(b) 2.20±1.00(b) cv. Shyamly G.arboreum 40 0.50±0.16(c) 0.90±0.34(a) cv. Lohit 1.データは、「方法」に記載されるように、各々10
〜15回繰り返した3回の独立の実験の結果から計算し
た平均値±SE(標準誤差)を表す。 2.a、bおよびcと分類した処理は、統計検定により
解析するとき、P>0.05で処理間では有意な差があ
るが、処理内では差がない。 3.実施しなかった。
Table 7 22. Organogenesis capacity of cotton varieties with modified medium containing 19 μM 6-benzyladenine Varieties Explant formation Primary per explant Secondary shoots per explant (%) Number of shoots (first cycle) Number of shoots (second cycle) ± SE ± SE Gossypium 80 4.46 ± 0.70 (a) 5.80 ± 0.91 (a) hirsutum cv. Khandwa-2 G.hirsutum 66 2.10 ± 0.56 (b) 7.08 ± 0.13 (a) cv. PKV081 G.hirsutum 73 1.90 ± 0.44 (b) 4.66 ± 0.86 (a) cv. RS810 G.hirsutum 90 2.70 ± 0.42 (b) 4.30 ± 0.73 (a) cv. Pusa37 G.hirsutum 80 1.60 ± 0.45 (b) 3.10 ± 0.70 (b) cv. Pusa G.hirsutum 70 1.40 ± 0.40 (b) 2.80 ± 0.57 (b) cv. Stoneville G.hirsutum 70 2.40 ± 0.63 (b) 3.50 ± 0.87 (a) G .hirsutum 60 2.10 ± 0.56 (b) 2.50 ± 0.63 (b) cv. CA-1193 G.hirsutum 70 1.50 ± 0.44 (b) ND 3 cv. Jurhat G.hirsutum 90 1.90 ± 0.44 (b) ND cv. Sima G .hirsutum 87 2.37 ± 0.37 (b) ND cv. LH1343 G.arboreum 50 1.00 ± 0.39 ( ) 2.20 ± 1.00 (b) cv. Shyamly G.arboreum 40 0.50 ± 0.16 (c) 0.90 ± 0.34 (a) cv. Lohit 1. Data were collected for each of the 10 methods as described in Methods.
Mean ± SE (standard error) calculated from the results of three independent experiments repeated 15 times. 2. When the processes classified as a, b and c are analyzed by a statistical test, there is a significant difference between the processes at P> 0.05, but there is no difference within the processes. 3. Not implemented.

【0083】この表の結果から、綿の全13品種につい
てこの方法が十分に働くことは非常に明瞭である。しか
し、22.19μM の6−ベンジルアデニンを含有する
培地で培養するとき、ゴシピウム・ヒルスツム(G. hir
sutum )の品種は応答性が高く、一方ジー・アルボレウ
ム(G. arboreum )は応答が弱く、器官形成性において
種に関連した差が観察された。
From the results in this table, it is very clear that this method works well for all 13 cotton varieties. However, when cultured in a medium containing 22.19 μM 6-benzyladenine, G. hirsutum (G.
sutum varieties were more responsive, while G. arboreum was less responsive and species-related differences in organogenesis were observed.

【0084】さらに、再生の第1の周期では、苗条は根
の発生のために除去され、残りの外植片の基底塊を再生
の次の周期のために再度培地中で培養した。再生物を再
度回収し、根の発生のための適切な濃度の増殖制御物質
を含有する培地に移して、残りの基底塊を再生の次の周
期のために培地中で再度培養した。こうして3周期の培
養で、単一の外植片から出発して、30苗条まで回収で
きた。
Further, in the first cycle of regeneration, shoots were removed for root development, and the basal mass of the remaining explants was cultivated again in medium for the next cycle of regeneration. The regenerated material was collected again, transferred to medium containing the appropriate concentration of growth regulator for root development, and the remaining basal mass re-cultured in the medium for the next cycle of regeneration. Thus, in three cycles of culture, up to 30 shoots could be recovered starting from a single explant.

【0085】[0085]

【発明の効果】本発明の種々の面により、再生物の直接
分化および綿のいくつかの品種からの植物再生を高頻度
で誘導するための、容易で、効率がよく、かつ再現性あ
る方法が提供される。本発明の方法は、苗条の直接分化
を提供し、前述の多くの利点を与える。本方法による培
養で日常的に得ることのできる直接の苗条の形態形成の
迅速性および高頻度性は、アグロバクテリウム・ツメフ
ァシエンス(Agrobacterium tumefaciens )による綿の
品種の遺伝子形質転換および/または衝撃形質転換法を
容易にすることが期待される。
According to various aspects of the present invention, an easy, efficient and reproducible method for frequently inducing direct differentiation of regenerated products and plant regeneration from several varieties of cotton. Is provided. The method of the present invention provides for direct differentiation of shoots and provides many of the advantages described above. The rapid and high frequency of direct shoot morphogenesis routinely obtainable by cultivation by this method is attributed to the genetic and / or impact transformation of cotton varieties by Agrobacterium tumefaciens. It is expected to facilitate the law.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アロク クマル スリバスタバ インド国 226001 ユー.ピー.ルックノ ウ,ラナ プラタップ マーグ,ナショナ ル ボタニカル リサーチ インスチチュ ート (72)発明者 シブ クマル グプタ インド国 226015 ユー.ピー.ルックノ ウ,セントラル インスチチュート オブ メディシナル アンド アロマティック プランツ,ピー.オー.シマップ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Aroku Kumar Srivastava India 226001 U. P. Looknow, Lana Pratap Marg, National Botanical Research Institute (72) Inventor Shiv Kumar Gupta India 226015 U. P. Looknow, Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants, P.K. Oh. Simap

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 綿苗木の子葉の1つまたは一部が有りま
たは無しで子葉節(子葉軸または子葉葉腋とも呼ぶ)か
ら出発して組織培養法により多量の生育可能な受精能力
のある綿植物を再生する方法であって、(i)綿植物の
種子を処理して常法により細菌/カビ(汚染物質)を除
去し、(ii)工程(i)の処理した種子を第1の培地中
で培養し、ここで第1の培地は、 a.任意の従来の培地の塩、 b.任意の従来の培地のビタミン、 c.炭素源、および d.ゲル化剤 よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培地であって、
オートクレーブで滅菌したものであり、培養は20〜4
0℃の温度で16時間の明期(光周期)の光(少なくと
も40μモル/m2s )の存在下で3日〜数週間行い、
(iii)工程(ii)で得られた苗木からの、一部または完
全な子葉有りまたは無しで子葉節(外植片)を切り、
(iv) 工程(iii)で得られた外植片を、苗条増殖のため
に、第2の培地中で培養し、ここで第2の培地は、 a.任意の従来の培地の塩、 b.任意の従来の培地のビタミン、 c.炭素源、 d.植物ホルモン(植物増殖制御物質)として、0.1
〜100μMの6−ベンジルアミノプリン、6−ベンジ
ルアデニン、γ,γジメチルアリルアミノプリン、キネ
チン、及びサイトキニン活性尿素誘導体のようなサイト
キニンの任意の組合せ、 e.ゲル化剤 よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培地であって、
オートクレーブで滅菌したものであり、培養は20〜4
0℃の温度で16時間の明期の光(40μモル/m2/
s2 )で行い; (v)多くの苗条が形成するまで少なくとも4週間培養
を続け; (vi)形成した苗条を採集し; (vii )採集した苗条を根誘導性培地(第3の培地)に
移し、ここで、この第3の培地は: a.任意の従来の培地の塩、 b.任意の従来の培地のビタミン、 c.炭素源、 d.インドール酢酸、インドール酪酸およびナフタレン
酢酸から選択されるオーキシンよりなる、50μM以下
の植物ホルモン(植物増殖制御物質)、 e.ゲル化剤 よりなるpHが5.4〜6.2の範囲の培地であって、
オートクレーブで滅菌したものであり、そして(viii)
20〜40℃の温度で16時間の明期の光(40μモル
/m2s )で根が生成するまで培養する、ことよりなる上
記方法。
1. A fertilizing cotton plant capable of growing in large quantities by tissue culture starting from a cotyledon node (also called cotyledon axis or cotyledon axil) with or without one or a part of the cotyledon of the cotton seedling (I) treating cotton plant seeds to remove bacteria / mold (contaminants) by a conventional method, and (ii) treating the seeds treated in step (i) in a first medium. Wherein the first medium comprises: a. Salts of any conventional media, b. Vitamins in any conventional media, c. A carbon source, and d. A medium comprising a gelling agent and having a pH in the range of 5.4 to 6.2,
Autoclaved and cultured for 20-4
3 days to several weeks in the presence of 16 hours of light (photoperiod) light (at least 40 μmol / m 2 s) at a temperature of 0 ° C. for 16 hours;
(Iii) cutting cotyledon nodes (explants) with or without partial or complete cotyledons from the seedlings obtained in step (ii),
(Iv) culturing the explant obtained in step (iii) in a second medium for shoot growth, wherein the second medium comprises: a. Salts of any conventional media, b. Vitamins in any conventional media, c. A carbon source, d. 0.1 as plant hormone (plant growth regulator)
Any combination of cytokinins such as 100100 μM 6-benzylaminopurine, 6-benzyladenine, γ, γ-dimethylallylaminopurine, kinetin, and cytokinin-active urea derivatives; e. A medium comprising a gelling agent and having a pH in the range of 5.4 to 6.2,
Autoclaved and cultured for 20-4
Light for 16 hours at a temperature of 0 ° C. (40 μmol / m 2 /
performed in s 2); (v) number of shoots continued for at least 4 weeks culture until form; (vi) were collected form the shoots; (vii) Harvested shoots roots inductive medium (third medium) Where the third medium is: a. Salts of any conventional media, b. Vitamins in any conventional media, c. A carbon source, d. A plant hormone (a plant growth regulator) of 50 μM or less consisting of an auxin selected from indoleacetic acid, indolebutyric acid and naphthaleneacetic acid; e. A medium comprising a gelling agent and having a pH in the range of 5.4 to 6.2,
Autoclaved and (viii)
Culturing at a temperature of 20-40 ° C. for 16 hours with light (40 μmol / m 2 s) in the light phase until roots are formed.
【請求項2】 第1、第2および第3の培地は、MS培
地の塩、B5培地のビタミン、炭素源、およびゲル化剤
よりなる、請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first, second and third mediums comprise salts of MS medium, vitamins of B5 medium, a carbon source, and a gelling agent.
【請求項3】 第2および第3の培地は、MS培地の
塩、B5培地のビタミン、炭素源、植物ホルモン(植物
増殖制御物質)およびゲル化剤よりなる、請求項1に記
載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the second and third mediums comprise salts of MS medium, vitamins of B5 medium, carbon sources, plant hormones (plant growth regulators) and gelling agents.
【請求項4】 第1、第2、および第3の培地は以下の
MS培地の塩を含んでなる、請求項1に記載の方法: 成分 濃度(mg/L) MS培地の塩: NH4 NO3 1650 KNO3 1900 MgSO4 ・7H2 O 370 MnSO4 2 O 169 ZnSO4 ・7H2 O 8.6 CuSO4 ・5H2 O 0.025 CaCl2 ・2H2 O 440 KI 83 CoCl2 ・2H2 O 0.025 KH2 PO4 170 H3 BO3 6.2 Na2 MoO4 ・2H2 O 0.25 FeSO4 ・7H2 O 27.85 Na2 EDTA 37.3 ミオイノシトール 100
4. The method of claim 1, wherein the first, second, and third media comprise the following salts of MS medium: Component Concentration (mg / L) Salt of MS Medium: NH 4 NO 3 1650 KNO 3 1900 MgSO 4 .7H 2 O 370 MnSO 4 H 2 O 169 ZnSO 4 .7H 2 O 8.6 CuSO 4 .5H 2 O 0.025 CaCl 2 .2H 2 O 440 KI 83 CoCl 2 .2H 2 O 0.025 KH 2 PO 4 170 H 3 BO 3 6.2 Na 2 MoO 4 · 2H 2 O 0.25 FeSO 4 · 7H 2 O 27.85 Na 2 EDTA 37.3 myoinositol 100
【請求項5】 第1、第2および第3の培地のビタミン
は、以下のものから選択される、請求項1に記載の方
法: 成分 濃度(mg/L) ニコチン酸 1.0 塩酸ピリドキシン 1.0 塩酸チアミン 10.0
5. The method according to claim 1, wherein the vitamins of the first, second and third media are selected from the following: Component Concentration (mg / L) Nicotinic acid 1.0 Pyridoxine hydrochloride 1 0.0 Thiamine hydrochloride 10.0
【請求項6】 第1、第2および第3の培地で使用され
る炭素源は、ショ糖またはグルコースから選択される、
請求項1に記載の方法。
6. The carbon source used in the first, second and third media is selected from sucrose or glucose.
The method of claim 1.
【請求項7】 使用される炭素源は1〜6%w/vの範
囲である、請求項1に記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein the carbon source used ranges from 1 to 6% w / v.
【請求項8】 第2の培地で使用される植物ホルモン
は、使用される外植片に依存して、単独または組合せで
使用されるサイトキニンまたはサイトキニン活性尿素の
任意のものから選択される、請求項1に記載の方法。
8. The plant hormone used in the second medium is selected from any of cytokinins or cytokinin-active ureas used alone or in combination, depending on the explant used. The method of claim 1.
【請求項9】 第2の培地で使用される植物ホルモン
は、6−ベンジルアミノプリン、6−ベンジルアデニ
ン、ゼアチン、(γ,γジメチルアリルアミノプリ
ン)、キネチンのようなサイトキニン、1−フェニル−
3−1,2,3チジアゾール−5−イル尿素、フェニル
尿素及び4−1−フェニルN(4ピリジル)尿素のよう
なサイトキニン活性尿素から選択される、請求項8に記
載の方法。
9. The plant hormone used in the second medium is 6-benzylaminopurine, 6-benzyladenine, zeatin, (γ, γ-dimethylallylaminopurine), cytokinin such as kinetin, 1-phenyl. −
9. The method of claim 8, wherein the method is selected from cytokinin active ureas, such as 3-1, 2,3 thidiazol-5-yl urea, phenyl urea and 4-1-phenyl N (4 pyridyl) urea.
【請求項10】 子葉節(外植片)は、2日令〜数週間
令の発芽した苗木から単離される、請求項1に記載の方
法。
10. The method of claim 1, wherein the cotyledonous nodes (explants) are isolated from germinated seedlings that are 2 days to several weeks old.
【請求項11】 使用される外植片は、フィールドで増
殖したかまたは組織培養で増殖した綿植物の苗木から取
られる、請求項1に記載の方法。
11. The method according to claim 1, wherein the explant used is taken from a cotton plant seedling grown in the field or grown in tissue culture.
【請求項12】 基底部再生組織(第1のサイクルで苗
条を採集した後に残る)は、苗木の再生の維持のために
請求項1の工程(iv)〜(viii)で繰り返し培養され
る、請求項1に記載の方法。
12. The regenerated basal tissue (remaining after collecting the shoots in the first cycle) is repeatedly cultured in steps (iv) to (viii) of claim 1 to maintain the reproduction of the seedlings. The method of claim 1.
【請求項13】 使用されるMS培地の塩の濃度は、重
量/容量ベースで第1、第2、または第3の培地の全量
または半分のレベルである、請求項1、4、5、11お
よび12に記載の方法。
13. The method according to claim 1, wherein the concentration of the salts of the MS medium used is at the level of the whole or half of the first, second or third medium on a weight / volume basis. And the method according to 12.
【請求項14】 使用されるゲル化剤は、0.2〜1.
2%w/vの濃度の寒天、ゲルライト(gelrite )(フ
ィタゲル(phytagel))または任意のゲル化剤から選択
される、請求項1、4、5、11〜13に記載の方法。
14. The gelling agent used is 0.2 to 1.
14. The method according to claims 1, 4, 5, 11 to 13 selected from agar, gelrite (phytagel) or any gelling agent at a concentration of 2% w / v.
【請求項15】 第3の培地で使用される植物ホルモン
(増殖制御物質)は、インドール酢酸、インドール酪酸
およびナフタレン酢酸のようなオーキシンから選択され
る、請求項1に記載の方法。
15. The method according to claim 1, wherein the phytohormone (a growth regulator) used in the third medium is selected from auxins such as indoleacetic acid, indolebutyric acid and naphthaleneacetic acid.
【請求項16】 組織培養法で再生される苗条は、綿植
物の微細繁殖のために使用することができる、請求項1
に記載の方法。
16. The shoots regenerated by a tissue culture method can be used for micropropagation of cotton plants.
The method described in.
【請求項17】 子葉節(苗木葉腋)または基底部再生
組織は、アグロバクテリウム(Agrobacterium )に基づ
くかまたはDNAコーティングされた粒子の衝撃を介す
る遺伝的形質転換のために使用することができる、請求
項1に記載の方法。
17. The cotyledon node (sapling axillary) or basal regenerative tissue can be used for genetic transformation based on Agrobacterium-based or bombardment of DNA-coated particles. The method of claim 1.
【請求項18】 組織培養法により再生される苗条は、
病気のない綿植物の生産に使用される、請求項1に記載
の方法。
18. A shoot regenerated by a tissue culture method,
The method according to claim 1, which is used for producing disease-free cotton plants.
【請求項19】 組織培養法により再生される苗条は、
病気のない綿生殖質の交換と保存のために使用すること
ができる、請求項1に記載の方法。
19. A shoot regenerated by a tissue culture method,
2. The method according to claim 1, which can be used for the replacement and preservation of disease-free cotton germplasm.
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