JPH02299595A - Production of brassinosteroid by somatic adventitious embryo - Google Patents

Production of brassinosteroid by somatic adventitious embryo

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JPH02299595A
JPH02299595A JP1120939A JP12093989A JPH02299595A JP H02299595 A JPH02299595 A JP H02299595A JP 1120939 A JP1120939 A JP 1120939A JP 12093989 A JP12093989 A JP 12093989A JP H02299595 A JPH02299595 A JP H02299595A
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JP
Japan
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somatic embryos
callus
medium
somatic
cultured
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JP1120939A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Kuwabara
桑原 正雄
Eiko Okamoto
岡本 栄子
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NOYAKU BIO TECHNOL KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
NOYAKU BIO TECHNOL KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable safe production of a safe natural substance without generation of isomers as by-products by inducing an adventitious embryo from a seed or a plant tissue of a leguminous crop, a Cruciferae crop or an Umbelliflorae crop. CONSTITUTION:A plant tissue of an immature seed, a full-ripe seed, etc., is arranged and cut to a suitable size to prepare a slice for using as an explant. The resultant slice is planted in an MS medium or a White medium respectively containing an auxin such as 2,4-D and cultured at 23-27 deg.C to form a callus. The obtained callus is then transplanted into an auxin-free MS medium and cultured at 23-27 deg.C to induce an adventitious embryo. The resultant adventitous embryo is crushed, extracted using a solvent such as ethanol and subjected to separation and collection, thus obtaining the objective brassinosteroid. By the above mentioned method, a safe substance can be safely produced and readily isolated and the above-mentioned extract, etc., can be used without a special treatment in some situations.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、植物の組織片を培養し、体細胞不定胚(以下
、不定胚という)を誘導し、得られた不定胚よりプラシ
ノステロイドを分離、採取することによりプラシノステ
ロイドを生産する方法である。本発明によるプラシノス
テロイドは植物の生長調節物質として農業上、作物生産
に有用である。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention involves culturing plant tissue pieces, inducing somatic embryos (hereinafter referred to as somatic embryos), and extracting prasinosteroids from the obtained somatic embryos. This is a method of producing prasinosteroids by separating and collecting prasinosteroids. The prasinosteroid according to the present invention is agriculturally useful as a plant growth regulator in crop production.

[従来の技術] 近年、ブラシノライドは、農業への利用のため、生産方
法、利用方法等の研究が精力的に進められている。その
実用化のため安価な合成法が検討されているが、立体異
性体を持つ複雑な化学構造を持つことから安価に供給す
ることが比較的困難な状況にあった。このことから、微
生物による生産等の試みもなされている。
[Prior Art] In recent years, research on production methods, usage methods, etc. of brassinolide has been vigorously advanced for use in agriculture. Although inexpensive synthetic methods are being considered for its practical use, it has been relatively difficult to supply it at a low cost because it has a complex chemical structure with stereoisomers. For this reason, attempts have been made to produce it using microorganisms.

ブラシノライドは高等植物には普遍的に存在し、特に多
く含まれるのは、花粉、未熟種子等の生殖生長期の組織
であるが、微量しか含まれていない。そこで、植物細胞
による生産についても最近研究が進められ、ニチニチソ
ウのクラウンゴール細胞やセイタカアワダチソウカルス
がプラシノステロイドを生産すると報告され、植物培養
細胞によるブラシノライド生産の可能性が示唆されてい
る。
Brassinolide is ubiquitous in higher plants, and is particularly abundant in tissues during reproductive growth such as pollen and immature seeds, but only in trace amounts. Therefore, research has recently been carried out on the production of brassinolide by plant cells, and it has been reported that crown gall cells of Catharanthus periwinkle and callus Scutellaria barbata produce prasinosteroids, suggesting the possibility of brassinolide production using cultured plant cells.

[発明が解決しようとする課題] このブラシノライドを植物細胞培養法により生産できれ
ば、合成法と比較して、危険な試薬類を使用することも
な(、また、異性体を副成することもなく、安全な天然
物を安全に生産することが可能となる。本発明者らは、
植物体の組織片の組織培養に関する永年の研究を通して
、プラシノステロイドは、植物組織より脱分化したカル
スにおいては、その生産量は極めて微量に過ぎないこと
を知った。
[Problem to be solved by the invention] If this brassinolide can be produced by a plant cell culture method, it will not use dangerous reagents (and will not produce isomers as a by-product) compared to synthetic methods. Therefore, it becomes possible to safely produce safe natural products.
Through years of research on tissue culture of plant tissue pieces, we have learned that prasinosteroids are produced in extremely small amounts in callus that has dedifferentiated from plant tissues.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは、ブラシノライドが植物組織のなかで、特
に多く含まれるのは、花粉、未熟種子等の生殖生長期の
組織であることに着目し、手掛かりを不定胚に求め、植
物細胞由来の不定胚を用いてブラシノライドを、化学合
成において使用される高価な試薬も、危険な試薬を用い
ることもなく、安全に生産しようと鋭意研究した結果、
不定胚が比較的多量のプラシノステロイドを生産してい
ることをはじめて見出し発明を完成したものである。
[Means for Solving the Problems] The present inventors focused on the fact that among plant tissues, brassinolide is particularly abundant in tissues in the reproductive growth period such as pollen and immature seeds. The result of intensive research aimed at finding clues in somatic embryos and safely producing brassinolide using somatic embryos derived from plant cells without using expensive or dangerous reagents used in chemical synthesis. ,
He completed his invention by discovering for the first time that somatic embryos produce relatively large amounts of prasinosteroids.

即ち、ブラシノライドを含有していることが知られてい
るマメ科作物(ダイス、インゲン、フジマメ等)、アブ
ラナ科作物(ナタネ、アブラナ、ハクサイ等)およびセ
リ科作物ニンジンについて、不定胚の誘導に関する研究
を行い、形成された不定胚がプラシノステロイドを生産
することを見出したものである。
That is, induction of somatic embryos for leguminous crops (dice, green beans, Fuji beans, etc.), cruciferous crops (rapeseed rape, canola, Chinese cabbage, etc.), and umbelliferous crops carrots, which are known to contain brassinolides. They conducted research on this and discovered that the somatic embryos produced produced prasinosteroids.

本発明は、マメ科作物、アブラナ科作物もしくはセリ科
作物の種子または植物組織片から、不定胚を誘導し、得
られた不定胚よりプラシノステロイドを分離、採取する
ことを特徴とするプラシノステロイドの生産方法である
The present invention involves inducing somatic embryos from seeds or plant tissue pieces of leguminous crops, cruciferous crops, or umbelliferous crops, and separating and collecting prasinosteroids from the obtained somatic embryos. This is a method of producing steroids.

更に、本発明は詳しくは、マメ科、アブラナ科作物もし
くはセリ科作物の未熟もしくは完熟種子または植物組織
片を、2.4−Dを含む培地で培養し、次いで、オーキ
シンを含まない液体培地に移植し、不定胚を誘導し、発
達させ、得られた不定胚よりプラシノステロイドを分離
、採取することを特徴とするプラシノステロイドの生産
方法である。
Furthermore, the present invention specifically relates to culturing immature or ripe seeds or plant tissue pieces of leguminous, cruciferous, or umbelliferous crops in a medium containing 2.4-D, and then culturing them in a liquid medium containing no auxin. This is a method for producing prasinosteroids, which is characterized by transplanting, inducing and developing somatic embryos, and separating and collecting prasinosteroids from the obtained somatic embryos.

なお、本発明のプラシノステロイドとは、ブラシノライ
ド、カスタステロン等のブラシノライド様活性を示すも
のをいう。
Note that the prasinosteroids of the present invention refer to those that exhibit brassinolide-like activity, such as brassinolide and castasterone.

本発明の実施に当たっては、未熟種子、完熟種子あるい
は芽生え等の植物組織片を用意し、それらの組織片を常
法に従って滅菌した後、適当な大きさに組織片を切断し
て、外植体として用いる切片を作製する。未熟種子や完
熟種子の場合には、種皮を除去した後、種子の子葉を切
断し切片を作る。この切片を培地に植え付け、カルスを
形成させる。培地としては、オーキシンとして、IAA
、NAAまたは2.4−D、好ましくは2.4−Dを添
加したMS培地あるいはホワイトの培地を用いることが
できる。培養温度は23−27℃が好ましく、12〜1
6時間日長、10口0〜20001uxで培養できる。
In carrying out the present invention, pieces of plant tissue such as immature seeds, ripe seeds, or sprouts are prepared, and after sterilizing the tissue pieces according to a conventional method, the tissue pieces are cut into appropriate sizes to form explants. Prepare sections to be used as samples. In the case of immature seeds or ripe seeds, after removing the seed coat, cut the cotyledons of the seeds to make sections. This section is planted in a medium to form a callus. As a medium, as auxin, IAA
, NAA or 2.4-D, preferably MS medium or white medium supplemented with 2.4-D can be used. The culture temperature is preferably 23-27°C, and 12-1
It can be cultured with a 6-hour photoperiod and 10 mouths of 0 to 20,001 ux.

この形成したカルスをオーキシンを含まないMS液体培
地に移植し、培養して、不定胚を誘導する。培養は、8
0〜12Orpm 、 23−27度、1000−20
001uxの条件で培養できる。ここに得られた不定胚
をプラシノステロイドの植物体がらの分離の常法により
処理する。即ち、不定胚を破砕し、エタノール、酢酸エ
チルまたはメタノール次いでクロロホルム、ベンゼンの
ような有機溶媒を用いて抽出、分離して、採取すれば、
プラシノステロイドを得ることができる。
The formed callus is transplanted into an auxin-free MS liquid medium and cultured to induce somatic embryos. Culture is 8
0~12Orpm, 23-27 degrees, 1000-20
It can be cultured under conditions of 0.001ux. The somatic embryos thus obtained are treated with a conventional method for separating plant bodies using prasinosteroids. That is, if the somatic embryo is crushed, extracted and separated using ethanol, ethyl acetate, or methanol, and an organic solvent such as chloroform or benzene, then the embryo is collected.
Prasinosteroids can be obtained.

上記のように、プラシノステロイドを生産する不定胚の
取得は、誘導期と発達期の2段階のフェーズに分けて行
うことにより容易に達成される。
As mentioned above, somatic embryos that produce prasinosteroids can be easily obtained by dividing the embryo into two phases: the induction period and the developmental period.

不定胚の誘導期のカルス形成培地としては、MSあるい
はホワイト培地が良好であるが、これに限られるもので
はない。炭素源としては、望ましくは1%のショ糖を使
用するのがよいが、使用しなくてもよい。使用するオー
キシンとしては、IAA、NAAもしくは2.4−Dま
たはそれらの塩類等色々あるが、2.4−Dが好ましい
MS or White medium is suitable as a callus-forming medium during the induction period of somatic embryos, but it is not limited thereto. As a carbon source, it is preferable to use 1% sucrose, but it is not necessary to use it. There are various auxins to be used, such as IAA, NAA, 2.4-D, or their salts, but 2.4-D is preferred.

使用されるオーキシンの濃度は、不定胚の誘導に適した
濃度であればよく通常1O−6〜10−’Mである。使
用されるオーキシンとして好ましい2.4−Dは0.1
〜2.5mg/l好ましくは1.0〜2.0mg/lで
ある。
The concentration of auxin used may be any concentration suitable for inducing somatic embryos and is usually 10-6 to 10-'M. The preferred auxin used is 2.4-D of 0.1
-2.5 mg/l, preferably 1.0-2.0 mg/l.

不定胚の発達期においては、形成したカルスな還元型窒
素を含む高塩濃度のMS培地に移植すると、不定胚が誘
導され、高濃度硝酸イオンの存在および硝酸イオンとア
ンモニウムイオンのような還元型窒素が共存すると不定
胚の誘導が促進される。
During the developmental stage of somatic embryos, somatic embryos are induced when the formed callus is transferred to MS medium with high salt concentration containing reduced nitrogen, and the presence of high concentrations of nitrate ions and reduced forms such as nitrate and ammonium ions induce somatic embryos. The coexistence of nitrogen promotes the induction of somatic embryos.

誘導期には還元型窒素の影響は小さいが、発達期には還
元型窒素の効果が認められ、硝酸イオンとアンモニウム
イオンのような還元型窒素が共存するような培地であれ
ば、MS培地に限られるものではない。
The effect of reduced nitrogen is small during the induction period, but the effect of reduced nitrogen is observed during the developmental period.If the medium contains reduced nitrogen such as nitrate ions and ammonium ions, it will It is not limited.

不定胚の発達期には、オーキシンの存在は好ましいもで
はないので、オーキシンフリーの液体培地を用いるが、
オーキシン以外の植物ホルモンとして、ジベレリン、サ
イトカイニンおよびアブシジン酸を微量添加し、不定胚
の誘導を促進することは可能である。
During the developmental stage of somatic embryos, the presence of auxin is not desirable, so an auxin-free liquid medium is used.
It is possible to promote the induction of somatic embryos by adding small amounts of gibberellin, cytokinin, and abscisic acid as plant hormones other than auxin.

培養は、植物体により異なるが、通常の植物組織培養の
条件で行うことができる6 不定胚誘導のための外植体の採取部位としては、未熟種
子や完熟種子の子葉の外、芽生えの胚軸、葉、頂芽およ
び根からカルスを形成させ、形成したカルスをオーキシ
ンフリーの液体培地に移植、培養して、不定胚を誘導す
ることができる。頂芽のような若い組織片を外植体とし
て用いる時、特に不定胚の形成がよい。
Culture differs depending on the plant, but it can be carried out under normal plant tissue culture conditions6. Explants for somatic embryo induction can be collected from the outside of the cotyledons of immature seeds and mature seeds, and from the embryos of budding seeds. Callus is formed from the axes, leaves, apical buds, and roots, and the formed callus is transplanted into an auxin-free liquid medium and cultured to induce somatic embryos. When young tissue pieces such as apical buds are used as explants, the formation of somatic embryos is particularly good.

次に、カルス形成と不定胚誘導について詳しく説明する
Next, callus formation and somatic embryo induction will be explained in detail.

■カルス形成 不定胚誘導のため、ダイス(品種:アムソイ)またはフ
ジマメの完熟種子を70%アルコールに2分間浸し、次
いで3%次亜塩素酸ナトリウム液に10分間入れて撹拌
して滅菌した。種子を滅菌水でよく洗浄した後、水分を
よく拭き取ってから種皮を除去し、外植体として種子中
の子葉を5X5mm角の切片に切断し、2.4−D  
2mg/lを含むムラシゲ・スクーグMurashig
e & Skoog (M S )およびホワイトwh
ite(W)寒天培地上に植え付け、25°C,16時
間日長、20001uxで培養し、カルスを形成させた
(2) Callus formation To induce somatic embryos, ripe seeds of dice (variety: Amsoy) or Fuji peas were soaked in 70% alcohol for 2 minutes, then placed in 3% sodium hypochlorite solution for 10 minutes and sterilized by stirring. After thoroughly washing the seeds with sterilized water, wiping off moisture thoroughly and removing the seed coat, the cotyledons in the seeds were cut into 5 x 5 mm square pieces as explants, and 2.4-D
Murashige Skoog containing 2mg/l
e & Skoog (MS) and white wh
ite (W) agar medium and cultured at 25°C, 16 hour photoperiod, 20001 ux to form callus.

■不定胚誘導 次いで、形成したカルスな2.4−Dを含まないMSお
よびW液体培地に移植しく移植量80〜100100m
g7l00 、往復振どう培養機、115rpm、23
〜27℃、 500〜10001uxで培養した。
■ Somatic embryo induction Next, the formed callus should be transplanted into MS and W liquid medium that does not contain 2.4-D.
g7l00, reciprocating shaking incubator, 115 rpm, 23
Cultured at ~27°C, 500-10001 ux.

プラシノステロイド生産のための不定胚の誘導は、この
ような2段階のフェーズに分けて行うことができる。
Induction of somatic embryos for prasinosteroid production can be carried out in two phases.

プラシノステロイド生産のための不定胚誘導と形成のた
めの好ましい条件として、種々検討した結果、ダイスで
は、2.4−Dを含む培地で7〜lO日培養してカルス
を形成させ、その後、オーキシンフリーの培地に移植し
、7〜lO日間培養する。ハクサイにおいては、7〜l
O日後のカルスを移植し、14〜21日間培養する。ニ
ンジンにおいては不定胚分化開始直前まで培養したカル
スな液体培地に移植し、21〜28日間培養すると不定
胚の生育量および活性はピークに達する。
As a result of various studies, as a preferable condition for somatic embryo induction and formation for prasinosteroid production, we found that Dice is cultured in a medium containing 2.4-D for 7 to 10 days to form a callus, and then, Transfer to auxin-free medium and culture for 7 to 10 days. In Chinese cabbage, 7 to l
After O days, the callus is transplanted and cultured for 14 to 21 days. In carrots, somatic embryos are cultured until just before the start of differentiation, then transplanted into a liquid culture medium and cultured for 21 to 28 days, at which time the growth amount and activity of somatic embryos reach their peak.

このようにして得た不定胚により、生産されたプラシノ
ステロイドは容易な操作で、抽出、分離、精製すること
ができる。
Prasinosteroids produced from the somatic embryos thus obtained can be extracted, separated, and purified with easy operations.

[実施例] 以下に実施例にて結果を示すが、これらは例であって、
本発明の範囲を制限するものではないことはいうまでも
ない。
[Example] Results are shown below in Examples, but these are just examples,
It goes without saying that this does not limit the scope of the present invention.

実施例A、カルスの移植時期の検討 ダイス(品種:アムソイ)とフジマメの完熟種子を常法
により種子消毒し、種皮を除去して種子の子葉の部分を
5X5mm角の切片に切り、MS培地(+2.4−D 
 2mg/l)の固体培地に置床した。3.7.14.
21.と28日後にオーキシンフリーのMS培地に移植
し、不定胚の誘導を観察したところ、表1の結果を得た
Example A, Examination of callus transplantation period Fully ripe seeds of Dais (variety: Amsoy) and Fuji peas were sterilized by a conventional method, the seed coat was removed, the cotyledon part of the seeds was cut into 5 x 5 mm square pieces, and the seeds were placed on MS medium ( +2.4-D
2 mg/l) solid medium. 3.7.14.
21. After 28 days, the cells were transplanted into auxin-free MS medium and the induction of somatic embryos was observed, and the results shown in Table 1 were obtained.

表1 ダイスとフジマメ完熟種子子葉からの不定胚誘導
に及ぼすカルスの移植時期 移植時期(日)   3     7    14  
  21    28アムソイ    −    ++
+    +     +     +フジマメ   
 +     ++    +     +     
−一:なし  +=5以下 ++:5〜10    +
++:10〜20(注二数字はコルベン当りの不定胚数
を意味する。) アムソイ、フジマメ共にカルスの移植時期が7日目の時
、最も多くの不定胚が誘導された。
Table 1 Effect of callus transplantation on somatic embryo induction from mature seeds and cotyledons of Fuji peas Transplantation time (days) 3 7 14
21 28 Am Soi − ++
+ + + +Fuji beans
+ ++ + +
-1: None +=5 or less ++: 5 to 10 +
++: 10 to 20 (Note 2: The number means the number of somatic embryos per colben.) The largest number of somatic embryos was induced when the callus was transplanted on the 7th day for both Amsoy and Fujimame.

従って、カルス形成後の早い時期に移植することが望ま
しい。
Therefore, it is desirable to transplant at an early stage after callus formation.

実施例B 同調性の良い不定胚の作出 外植部位として播種後、30〜60日目のニンジンの芯
葉より、1〜2枚目の葉柄を用い、70%アルコールと
1%アンチホルミンで滅菌後、1〜2mmに切断し、2
. 4−D (0,1〜1.0mg/l)を添加したM
S培地上に置床し、カルスを誘導した。形成したカルス
を同培地で維持、増殖させ、不定胚の誘導を行う。
Example B Creation of somatic embryos with good synchrony Use the 1st and 2nd petioles from core leaves of carrots 30 to 60 days after seeding as explant sites and sterilize them with 70% alcohol and 1% antiformin. After that, cut into 1-2mm pieces,
.. M added with 4-D (0.1-1.0 mg/l)
The cells were placed on S medium to induce callus. The formed callus is maintained and grown in the same medium, and somatic embryos are induced.

2.4−Dで誘導したカルスを一旦オーキシンフリーの
MS寒天培地に移植し、細胞の増殖とともに不定胚分化
開始直前まで培養した。このカルスをオーキシンフリー
のMS液体培地に移植しマグネチックスクーラーで撹拌
し、大きな細胞塊を小細胞塊にホモジナイズ化し、細胞
懸濁液を孔径90mμのナイロンメツシュで濾す。瀘し
た細胞懸濁液を培養用の3角フラスコに分注して振どう
培養を行い、不定胚の誘導を行う。その結果、ホルモン
無添加のMS寒天培地に移植して、3週間経過したカル
スを培養してlO0日目細胞懸濁液を顕微鏡で観察した
ところ、大きさの揃った球状胚が多数認められた。
The callus induced with 2.4-D was once transplanted onto an auxin-free MS agar medium, and cultured as the cells proliferated until just before the start of somatic embryo differentiation. This callus is transplanted into an auxin-free MS liquid medium and stirred with a magnetic cooler to homogenize large cell clusters into small cell clusters, and the cell suspension is filtered through a nylon mesh with a pore size of 90 mμ. The filtered cell suspension is dispensed into Erlenmeyer flasks for culture and cultured with shaking to induce somatic embryos. As a result, when the callus was transplanted to a hormone-free MS agar medium and cultured for 3 weeks, and the cell suspension was observed under a microscope on day 1O0, many spherical embryos of uniform size were observed. .

さらに培養を続けると魚雷型の不定胚が肉眼でも認めら
れ、子葉、胚軸および根が十分発達した胚が多数得られ
る。
When the culture is continued, torpedo-shaped somatic embryos can be seen with the naked eye, and many embryos with fully developed cotyledons, hypocotyls, and roots are obtained.

実施例C培養日数と生育量およびラミナジョイント活性
との関係 固体培地(MS+2.4−、D  2mg/l+シヨ糖
 1%)上で増殖、形成した7日後のカルスをビンセッ
トで細かく砕き、80m1のオーキシンフリーのMS液
体培地を入れた500m1の3角フラスコに移植(移植
量 ダイ1600mg前後、ハクサイ 200mg前後
)し、所定の日数培養後、フラスコ3本分を濾過して、
得られた不定胚を各々新鮮重当たり10gをガラスホモ
ジナイザーですりつぶして、常法によりエタノール、酢
酸エチルで抽出、分離した後、酢酸エチルを留去した。
Example C Relationship between number of culture days, growth amount, and lamina joint activity Callus grown and formed on a solid medium (MS + 2.4-, D 2 mg/l + sucrose 1%) after 7 days was finely crushed with a bottle set, and 80 ml of Transplant into a 500 ml Erlenmeyer flask containing auxin-free MS liquid medium (transplant amount: around 1600 mg for Dai, around 200 mg for Chinese cabbage), and after culturing for a specified number of days, filter the amount in 3 flasks.
10 g of each fresh weight of the obtained somatic embryos was ground using a glass homogenizer, extracted and separated with ethanol and ethyl acetate in a conventional manner, and then the ethyl acetate was distilled off.

残渣をペトリ皿に移し、風乾後、10m1の蒸留水を加
え供試薬液を調製し、ラミナジョイント活性を調べた結
果、表2の結果を得た。
The residue was transferred to a Petri dish, air-dried, and then 10 ml of distilled water was added to prepare a test chemical solution.The lamina joint activity was examined, and the results shown in Table 2 were obtained.

表2 ダイスカルス移植後の培養日数、生育量とラミナ
ジョイント活性との関係 ダイスは、移植後4日目ではまだ不定胚の誘導は初期の
段階で、肉眼的に不定胚ができているのか判断すること
が難しいが、7日目では頂端部と基端部とに分かれた形
の整った不定胚が多く見られ、不定胚の形成量もピーク
に達する。
Table 2 Relationship between number of days of culture, growth amount, and lamina joint activity after transplantation of Dais callus. On the 4th day after transplantation, the induction of somatic embryos is still at an early stage, and it is necessary to visually judge whether somatic embryos have been formed. Although it is difficult to do so, on the 7th day, many well-formed somatic embryos with an apical end and a basal end can be seen, and the amount of somatic embryos formed reaches its peak.

形成されたダイスカルスをオーキシンフリーのMS培地
に移し、培養日数、4.7.10゜14、21および2
8日後の不定胚のラミナジョイント活性は、培養7日〜
10日後の不定胚が相対的に高い活性を示す。
The formed dice callus was transferred to auxin-free MS medium and cultured for 4, 7, 10°14, 21 and 2.
The lamina joint activity of somatic embryos after 8 days was determined from 7 days after culture.
Somatic embryos after 10 days show relatively high activity.

表3 ハクサイカルス移植後の培養日数、生育量とラミ
ナジョイント活性との関係 ハクサイにおいては、ダイスに比べ不定胚の取得量が高
く、不定胚は7日、10日と増加し、14日目にピーク
に達する。
Table 3 Relationship between culture days after Chinese cabbage callus transplantation, growth amount, and lamina joint activity In Chinese cabbage, the amount of somatic embryos obtained was higher than that of dice, and the number of somatic embryos increased from 7 days to 10 days, and on the 14th day. reach the peak.

ハクサイの培養日数とラミナジョイント活性との関係は
、14〜21日目にかけてピークを示す。
The relationship between the number of culture days of Chinese cabbage and lamina joint activity shows a peak on days 14 to 21.

表4 ニンジンカルス移植後の培養日数とラミナジョイ
ント活性との関係 ニンジンにおける培養日数とラミナジョイント活性との
関係は、21日目にピークになり、28日目においても
がなり高い値を保持する。
Table 4 Relationship between the number of culture days after carrot callus transplantation and lamina joint activity The relationship between the number of culture days and lamina joint activity in carrots peaks on the 21st day, and maintains a high value even on the 28th day.

これらの不定胚の取得量とラミナジョイント活性の結果
またはラミナジョイント活性の結果から、ダイスにおい
ては移植後7〜1o日目の不定胚を、ハクサイにおいて
は14〜21日目の不定胚を、ニンジンにおいては21
〜28日目の不定胚を培養することにより、ブラシノラ
イドを生産することができることを見出したものである
Based on the obtained amount of somatic embryos and the results of lamina joint activity or lamina joint activity, it was found that somatic embryos of 7 to 10 days after transplantation were used for dais, somatic embryos of 14 to 21 days after transplantation were used for Chinese cabbage, and carrots were used for somatic embryos of 14 to 21 days after transplantation. 21 in
It has been discovered that brassinolide can be produced by culturing somatic embryos on day 28.

試験例 不定胚の大量培養を、上記の、カルス誘導、移植量、移
植時期、培養液量、培養日数と生育量等の条件について
検討し、ダイス、ハクサイおよびニンジンの各々につい
て、 500m1の3角フラスコ50本中で培養し、新
鮮型として、ダイス(アムソイ) 22.3g、ハクサ
イ54.6 gおよびニンジン32.5 gの不定胚を
得た。それぞれ得た不定胚を常法により、ガラスホモゲ
ナイザーで磨り潰し、エタノール、酢酸エチルで抽出、
分離し、それぞれの抽出物をTLCシリカゲルプレート
60F 264にスポットし、酢酸エチル:エタノール
(22+3)で展開した。シリカゲルを、Rf値で10
等分し、それぞれの画分についてアセトンで抽出し、ア
セトンを留去し残渣が得られた。下記活性テストの活性
が発現するように希釈した供試液を調製し、ブラシノラ
イドが特異的に反応するラミナジョイントテスト、イネ
幼苗生長試験およびコムギ葉身展開試験に供試した。そ
の結果、いずれの不定胚抽出物も上記の3つの生物試験
に、下記の表に示すようにブラシノライド様活性を示し
、しかも、それぞれがRf値0.2〜0.3の画分にお
いて強い活性を示し、標品であるブラシノライドのRf
値と一致し、本活性物質がブラシノライドであることを
確認した。
Test Example The mass culture of somatic embryos was studied under the above-mentioned conditions such as callus induction, transplantation amount, transplantation time, culture solution amount, culture days and growth amount, and 500m1 triangular culture was carried out for each of dice, Chinese cabbage and carrots. The embryos were cultured in 50 flasks, and fresh somatic embryos weighing 22.3 g of dice (Amsoy), 54.6 g of Chinese cabbage, and 32.5 g of carrots were obtained. The somatic embryos obtained were ground using a glass homogenizer in a conventional manner, extracted with ethanol and ethyl acetate,
Separated, each extract was spotted on a TLC silica gel plate 60F 264 and developed with ethyl acetate:ethanol (22+3). Silica gel with an Rf value of 10
The mixture was divided into equal parts, each fraction was extracted with acetone, and the acetone was distilled off to obtain a residue. A test solution diluted to express the activity of the activity test described below was prepared and subjected to the lamina joint test in which brassinolide specifically reacts, the rice seedling growth test, and the wheat leaf blade expansion test. As a result, all somatic embryo extracts showed brassinolide-like activity in the three biological tests mentioned above, as shown in the table below, and in each case, in the fraction with an Rf value of 0.2 to 0.3. The Rf of brassinolide, which is a standard product, shows strong activity.
It was confirmed that the active substance was brassinolide.

各不定胚抽出物に含有されるブラシノライドの量は、ラ
ミナジョイントテストにおける検量線より求めると、新
鮮重当たり、ダイス188μg/Kg、ハクサイ 10
0μg/Kg、l;よびニンジン207μg/Kgであ
った。
The amount of brassinolide contained in each somatic embryo extract was determined from the calibration curve in the lamina joint test, and the amount of brassinolide per fresh weight was 188 μg/Kg, Chinese cabbage 10
0 μg/Kg, 1; and carrot 207 μg/Kg.

また、同様の実験より得た不定胚を、常法により処理し
て得た抽出物をメルク社薄層シリカゲルプレート60F
 254を用い移動相として、酢酸エチル:エタノール
(22:3)で展開し、バニリン硫酸を噴霧して検出し
た結果、Rf値と一致する。
In addition, the extract obtained by treating somatic embryos obtained from the same experiment using a conventional method was applied to a Merck thin-layer silica gel plate 60F.
254 was developed with ethyl acetate:ethanol (22:3) as a mobile phase, and detected by spraying vanillin sulfuric acid, the result matched the Rf value.

表5 各不定胚の抽出物と標品のブラシノライドのRf
値 ダイス   ハクサイ  ニンジン  ブラシノライド
Rf0.280.26  0.28   0.26展開
溶媒、酢酸エチル:エタノール(22:3)この結果、
各抽出物に含まれる活性物質がブラシノライドであると
同定できる。
Table 5 Rf of each somatic embryo extract and standard brassinolide
Value Dice Chinese cabbage Carrot Brassinolide Rf0.28 0.26 0.28 0.26Developing solvent, ethyl acetate:ethanol (22:3) As a result,
The active substance contained in each extract can be identified as brassinolide.

これらの不定胚がブラシノライドを生産するという知見
は、これまで報告されたことはなく、全く新しい知見で
ある。
The finding that these somatic embryos produce brassinolide has never been reported and is a completely new finding.

ブラシノライドが特異的に反応するラミナジョイントテ
スト、イネ幼苗生長試験およびコムギ葉身展開試験の結
果について以下に説明する。
The results of the lamina joint test, rice seedling growth test, and wheat leaf blade expansion test, in which brassinolide specifically reacts, will be explained below.

fa)ラミナジョイント イネ種子を30 ’Cで水に漬けて発芽させ、バットに
播種する。30℃、暗黒化7日間栽培した後、ラミナジ
ョイントを切り取る。イネ切片を蒸留水に浮かべ暗黒化
に24時間置く、この切片の中から約30度屈曲した切
片を選び試料液に浮かべ、48時間後、角度を測定する
fa) Lamina joint rice seeds are soaked in water at 30'C for germination and sown in vats. After cultivating at 30°C in the dark for 7 days, cut out the lamina joints. A rice section is floated in distilled water and kept in the dark for 24 hours. A section bent at about 30 degrees is selected from among the sections and floated in a sample solution. After 48 hours, the angle is measured.

被験物質の屈曲度 屈曲率(%l =          x 1o。Test substance tortuosity Curvature rate (%l = x 1o.

対照物質の屈曲度 (bl イネ幼苗生長試験 ブラシノライドがイネ幼苗の根を捻転することを利用し
た検定法で、芽出ししたイネの種子を試料液に浮かべ、
根の捻転度合を観察する。
Curvature of control substance (bl) Rice seedling growth test This is an assay method that utilizes the fact that brassinolide twists the roots of rice seedlings.
Observe the degree of torsion of the roots.

(c)コムギ葉身展開試験 コムギの種子を24時間湿った綿の上で発芽させ、その
後、バーミキュライトを入れたバットに播種し、26°
C2暗黒下6日間栽培した後、先端から1.5〜3cm
の部分を1.5cmの長さに切取り、試料液に浮かべ、
24時間後の葉身の幅を測定する。
(c) Wheat leaf blade expansion test Wheat seeds were germinated on moist cotton for 24 hours, and then sown in a vat containing vermiculite at 26°C.
C2 After cultivating for 6 days in the dark, 1.5-3 cm from the tip
Cut the part to a length of 1.5 cm and float it in the sample solution.
Measure the width of the leaf blade after 24 hours.

表6 ダイス、ハクサイおよびニンジン不定胚の以上の
ように、本発明においては、不定胚を誘導し、それらの
不定胚より、有機溶媒により、ブラシノライドを分離、
採取することができる。
Table 6 Dice, Chinese cabbage, and carrot somatic embryos As described above, in the present invention, somatic embryos are induced, and brassinolide is separated from the somatic embryos using an organic solvent.
Can be collected.

C発明の効果〕 本発明の方法は、化学合成法と異なり、種々の異性体を
副成することもなく、人工的に管理できる条件の下で、
不定胚により天然のプラシノステロイドを生産する方法
を提供する。従って、本発明は、安全な方法で安全な物
質を生産し、容易に分離でき、しかも素材が植物である
ことから、状況によっては、特別の処理をせず、抽出物
あるいは粗精製物を使用することを可能にした。
C Effects of the Invention] Unlike chemical synthesis methods, the method of the present invention does not produce various isomers as by-products, and under conditions that can be artificially controlled.
Provided is a method for producing natural prasinosteroids using somatic embryos. Therefore, the present invention produces a safe substance by a safe method, can be easily separated, and since the material is a plant, depending on the situation, the extract or crude product can be used without special treatment. made it possible to do so.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] マメ科作物、アブラナ科作物もしくはセリ科作物の種子
または植物組織片から体細胞不定胚を誘導し、得られた
不定胚よりプラシノステロイドを分離、採取することを
特徴とするプラシノステロイドの生産方法。
Production of prasinosteroids, which is characterized by inducing somatic embryos from seeds or plant tissue pieces of leguminous crops, cruciferous crops, or umbelliferous crops, and separating and collecting prasinosteroids from the obtained somatic embryos. Method.
JP1120939A 1989-05-15 1989-05-15 Production of brassinosteroid by somatic adventitious embryo Pending JPH02299595A (en)

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