JPS61265022A - イネプロトプラストからの植物体の再生方法 - Google Patents

イネプロトプラストからの植物体の再生方法

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JPS61265022A
JPS61265022A JP60106887A JP10688785A JPS61265022A JP S61265022 A JPS61265022 A JP S61265022A JP 60106887 A JP60106887 A JP 60106887A JP 10688785 A JP10688785 A JP 10688785A JP S61265022 A JPS61265022 A JP S61265022A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はイネのプロトプラストからのカルスを経た植
物体の再生に関する技術である。
この発明は植物細胞についての遺伝子組み換え、細胞融
合などのバイオテクノロジーを応用した新品種の開発に
利用される。
(従来の技術) プロトプラストからの植物体再生の技術は、タバコ等の
多くの双子葉植物では完成しているが、主要穀物である
、イネ、コムギ、トウモロコシ等の属するイネ科植物で
は、僅かに牧草やトウモロコシでの例が見られるものの
特にイネについては断片的な例が見られるに過ぎない。
従来報告された、イネプロトプラストの培養例において
は、硝酸還元酵素を欠く、細胞より得られたプロトプラ
ストが***してカルスを形成したこと(Wakasaら
(1984) J、Ptant Physiol。
月7 : 223−231 ) 、花粉由来のカルスか
らのプロトプラストからカルスを形成し、芽を形成した
こと(大野ら(1985)育種学雑誌35(別1):5
4−55)が報告されている。後者の例では芽は生長せ
ず、完全な植物体を得るに至っていない。
一方でイネの培養細胞から植物体を再生させることはす
でに多くの研究者から報告されているところではあるが
(Nishiら(1968)Nature 219 。
50B−509> 、そのような植物体に再生しやすい
細胞材料はプロトプラスト化しにくく、また培養も困難
であった。
プロトプラストの培養法については溶解した寒天培地に
流し込む方法や、液体培地に懸濁する方法、フィーダー
セルを使用して培養する方法等いろいろ工夫がこらされ
てきている。しかしこれら従来技術は、すべてのプロト
プラストに広く一般的に応用できるものは少なく、適当
と思われる条件にプロトプラストとその培地を置いても
必ずしも望み通りにプロトプラストが***し、増殖して
、カルスを形成するとは限らず、プロトプラストの***
停止又は死滅を来してしまうことがあった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はプロトプラスト化が困難な、高い分化 能を保
有した細胞を、一定条件で培養することにより、分化能
を低下させることなく、プロトプラスト分離を容易なら
しめ、その得られたプロトプラストを特殊な条件下で培
養する事によって、分化能を低下させることなく、***
増殖せしめ、植物体に、再分化させるものである。
(問題点を解決する為の手段) 1ず第一段階として、分化能の高いカルスを誘導しその
カルスを継代培養する必要がある。この手段として、イ
ネの種子、胚(未熟胚を含む)、幼根より、イーストエ
キストラクト、モルトエキストラクトカゼイン加水分解
物をo、o i〜1係もしくは、ポテトエクストラクト
を5〜20%含有し、植物ホルモンである、2.4−D
  0.1〜10.07119/lとベンジルアデニン
(BA)もしくはカイネチンO〜5.0 m9/ tの
範囲で含有するMS (Murash i −ge &
 Skoog(196,2) Physiol、Pla
nt、15.473−479 )、B5 (Gambo
rgら(196B) Exp、Ge1lRes、50.
151−158)、〜6 (Chuら(1975) 5
cie−ntia 5cinica 18.659−6
65)、葦たはR2(Oh−iraら(1973) P
lant Ce1l Physiol、14゜1113
−1121)の培地でカルスを誘導し誘導と同一条件で
4週間に一度継代培養を行なう、このようにして得られ
たカルスから直接プロトプラストを分離するのは困難な
為に、とのカルスを液体培地で培養するにあたり、留意
する点はなるべく微細な細胞の塊りで培養が行なえかつ
分化能を低下させない条件を確立するという事である。
これらの問題点を解決する方法とし、R2、〜6又はM
eの各培地にイーストエキストラクト、モルトエキスト
ラクト、カゼイン加水分解物のいずれかを01〜1.0
%又はポテトエキストラクトを5〜2゜多含有し、かツ
2.4−Dを01〜10m9/lおよびBAもしくはカ
イネチンを0〜5Tn9/l含有する液体培地で、当液
体培地1に対しo、oom〜0.03の重量の細胞を添
加し1週問おきに継代培養を行う。
このようにして培養された細胞は直径1〜6闘の微少な
塊りで、かつ分化培地に置床した場合分化する能力を示
した。これらの細胞からプロトプラストを遊離させた。
プロトプラストを遊離させる酵素液の処方を種々検討し
たところ、最も効率良くプロトプラストを遊離させ、か
つプロトプラストの生存率も高いものとして次の酵素液
の処方を得り。すなわち、酵素液としてセルラーゼオノ
ズカRS 4.0%、マセロザイムR−101,0%、
塩化カルシウム05%、デキストラン硫酸カリウム塩0
5%および浸透圧調節剤としてマニトール0.4Mを含
むものを用い、pHは55に調整された。
この酵素液中で細胞は4ないし8時間振とぅ培養され多
量のプロトプラストを分離する。プロトプラストを含む
酵素液はナイロン篩でろ過し、未消化の細胞塊を除き、
ろ液は507で5分間遠心しプロトプラストを沈澱させ
た。この分離されたプロトプラストを培養するにあたり
従来から行われている培養法を種々試みたがうまくゆか
ず、プロトプラストの安定した***を得る手段として以
下の手段を用いる事°によりこの問題の解決に成功した
。プロトプラストを培養する容器を50〜200ミクロ
ンの厚みの所定の浸透圧調節剤を含有する寒天培地でコ
ーティングした後、プロトプラストを含有する培養液を
添加し培養する。これによって培養液の厚さは200〜
600ミクロンの厚さとなり、プロトプラストは好気的
条件におかれる。
寒天のコーティングを行わない場合は、培養液はその表
面張力のために球状となり空気との接触面積は減少し、
プロトプラストは比較的嫌気的条件で培養されることに
なる。この違いがプロトプラストの培養に大きな影響を
与えていることが明らかとなった。プロトプラスト培養
のもう一つの問題はどのような培地を使用するかである
が、我々はpHを529、下に調製したコンディション
培地を使用し、浸透圧調節剤としてイネに従来使用さレ
テいるマニトール、マニトールとシュークロースの混合
物の代わりにシュークロース単独を使用することにより
、プロトプラストの***頻度の向上をはかる事に成功し
た。この培養液は経時的に浸透圧調節剤を含まない培地
で希釈され、ある一定の大きさに成長したカルスは分化
培地に移される前に一度増殖培地に移す。イネのカルス
培養のとき、一般的にカルスを継代するにつれそのカル
スの分化能は極端に低下することが知られており、小さ
なカルスを一定の大きさのカルスに増殖させる間にもそ
の分化能の低下はその後の分化にとって大きな問題とな
る。分化能力を低下させない培地の選定がM要な因子と
なり、我々はイーストエキストラクト、モルトエキスト
ラクト、カゼイン加水分解物のいずれかを01〜10%
、又はポテトエキストラクトを5〜20係含有し、かつ
2,4−D  O,1〜10m9/l、  BA又はカ
イネチンO〜5 mti / 7の範囲で含有するN6
、B5もしくはF2の培地でカルスを増殖させる事によ
り問題の解決をはかった。最後にこのカルスから植物体
を分化させるにあたり、イーストエキストラクト、モル
トエキストラクト、カゼイン加水分解物のいずれかを0
1〜10%、又はポテトエキストラクトを5〜20チ含
有し、かつBA又はカイネチンをO〜10■/を含有す
るMS培地を採用する事によりその目的を達成できた。
以下にその実施例を示す。
実施例 1−1.植物体を再生しゃすいカルスの誘導およびその
継代培養 イネ(品種二日本晴)の種子を70%アルコールに1分
間、次亜塩素酸ナトリウム液(塩素濃度5%)l/11
m15分間浸し、滅菌類溜水で6回洗った後、寒天培地
上に植えこんだ。培地はN6の基本培地と、2.4−D
  2 ppm、  BA  Lppm、カゼイン加水
分解物06係からなっている。26℃3週間培養すると
胚盤からカルスが形成した。このカルスは同一培養条件
下で4週問おきに継代培養した。
70係アルコールで1分間滅菌後、滅菌水で洗った後、
未熟な肝をとり出し、寒天培地に植えこんだ。培地は、
2.4−D 2f)pmsイーストエクストラクト03
係およびMETの培地成分からなっている。
26℃で3週間培養するとカルスが形成した。このカル
スは同一培養条件下で4週問おきに継代培養された。
1−■、植物体を再生しゃすいカルスの誘導およびその
継代培養 滅菌したイネ種子(品種コシヒカリ)を寒天のみを含む
培地上に植えこんだ。1週間後、生長した幼根を切り取
り、新な寒天培地上に植えこんだ、この培地は、2.4
−D 2ppmおよびB5の培地成分からなっている。
カルスの形成には、26℃で、6週間必要であった。誘
導されたカルスは同−条件下で継代培養された。
2、誘導されたカルスの液体培養 1−1.■および■の条件の寒天培地で継代培養された
カルスは第1表からなる液体培地中で継代培養した。細
胞は100mJフラスコ中の30m/の液体培地中で、
1分間当り70回の割合で回転する回転培養器上で培養
した。植え継ぎは1週間に1度おこなった。
第1表、液体培地の処方 液体培地中で培養された、継代培養後7日目の細胞を材
料とした。プロトプラストを単離するための酵素液は、
セルラーゼオノズ力RS 4. o %、マセロザイム
10%、塩化カルシウム05チ、デキストラン硫酸カリ
ウム塩05チ、マニトール0.4Mからなり、pHを5
5に合せた。
この酵素液中で27℃で6時間振とうし、プロトプラス
トを得た。プロトプラストを含む酵素液はナイロン篩で
口過し、未消化の細胞塊を除き、通過した液体を507
5分間遠心し、プロトプラストを沈澱させた。沈澱した
プロトプラストを0.4Mブドウ糖溶液で6回洗い、培
養に供した。
5、プロトプラストの培養培地の調整(コンディション
培地)この実験例で液体培養されている継代培養後、4
ないし71目の細胞懸濁液を口過し培養液を得、この培
養口液10m1に2.4−D 100 ppm液を50
μt1  およびしよ糖を加えた後pHを4.5になる
ように0.1N  H’ctで調整した。この培地に新
しく作製された同一組成の培地、すなわちR2培地で液
体培養されている場合、R2培地を前記の4に対して1
の量添加する。この際、新しく作製され1ま た培地には0.4 Mのしよ糖が含有されている。
6ブロトプラストの培養 寒天で底面を薄くコーティングされた直径65mmのプ
ラスティック製シャーレに200μtの培地を入れ、さ
らに30μLのプロトプラスト懸濁液を加え均一に広げ
た。シャーレはシールした後、暗所27℃で培養した。
約1週間で最初の***が観察され、約1カ月で大きさ約
100μmの小細胞塊を形成した。(第2表)この時点
でシャーレに200μtの同一組成でショ糖濃度を3%
に減じた培地を加えた。さらに2週間後に同様の操作を
行った。
培養開始後約2カ月で、直径1關程度の小カルスに葦で
成長した。
第2表、培養1週間後の1シャーレ当りの小細胞塊≠C
H:カゼイン加水分解物 YE:イーストエキストラクト ME:モルトエキストラクト PE:ポテトエキストラクト 7カルスの増殖 プロトプラスト培養容器中で形成したカルスをカルス増
殖培地に移し、カルスを増殖させた。
用いた増殖培地およびカルスの増殖速度は第6表に示し
た。
第5表 使用した増殖培地とその増殖速度土二あまり成
長しない 8、植物体の再分化 カルス増殖用培地上で増殖したカルスを、第4表の培地
で植物体の再生を誘導した。
移殖後約1週間で緑色のスポットの形成がみられ、約1
カ月で小植物体へと分化した。この小植物体を寒天培地
を含む大型試験管(4Qmmφ×30C1lJへ移殖し
たところ、中型の健全な植物体へと成長した。
第4表 植物体再生培地及び植物体再生XCH:カゼイ
ン加水分解物 YE:イーストエキストラクト ME:モルトエキストラクト PE:ポテトエキストラクト ウ 第6表の培地番号参照 ※ ◎:比較的良く再生 ○:再再生みられた ×:再生がみられなかった

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. イネ種子の胚、胚盤又は幼根から誘導したカルスを液体
    培養し、その懸濁細胞からプロトプラストを単離し、培
    養し、再び形成させたカルスを分化培地上に移植するこ
    とによりイネ植物体を再生させる方法
JP60106887A 1985-05-21 1985-05-21 イネプロトプラストからの植物体の再生方法 Granted JPS61265022A (ja)

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