JPH06209662A

JPH06209662A - 無菌植物用人工土壌

Info

Publication number: JPH06209662A
Application number: JP2190893A
Authority: JP
Inventors: Isao Asaka; 勲浅香; Kazuo Ii; 一夫伊井
Original assignee: Iwaki Glass Co Ltd
Current assignee: Iwaki Glass Co Ltd
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【構成】無菌環境下にある植物種子または再分化組織
を、発芽、発根、馴化または育苗する過程に用いられる
土壌であり、ゲル性支持材により粒状または紐状の成形
体にし、成形体を集合した無菌植物用人工土壌。【効果】根の酸欠を防止し、養分および水分は、外部に
流出しない。根を全く傷つけることなく取り出せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無菌植物用人工土壌に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】植物の成長点や茎葉または種子を無菌条
件下で培養して得られた、ウイルスフリー植物や、メリ
クローン植物、無菌発芽植物は、土壌栽培する直前に寒
天またはゲラン・ガムなどのゲル性支持材を用いた固形
培地上で発根させ圃場に移植されるが、これらの無菌植
物は、根が培地中に緻密に伸長しているため苗を容器外
に取り出す際に根を痛めたり、根が切断されて培地中に
残ったりするため土壌での定着率が低下するという欠点
があった。

【０００３】また植物によっては根は無傷で取り出せる
が培地が根に付着しているため、土壌に移植した際に菌
類の繁殖を招き根腐れを起こすという欠点があった。

【０００４】したがって、従来無菌植物を圃場に移植す
る際には、慎重に容器から苗を取り出すかまたは容器を
割って、根が痛まないようにして苗を培地から分離し、
さらに付着している寒天を取り除くために根を流水でよ
く洗浄した後、予め滅菌したパーライト、バーミキュラ
イト等の無菌人工培土に移植し、光や温度、湿度の条件
を１〜４週間かけて人工環境から、自然環境にかえる馴
化工程を間にはさむという手間のかかるものであった。

【０００５】しかし、このように手間をかけて馴化を行
っても、ゲル性の固形培地で育成された苗の根は水浸状
態で育つため、水分および養分の自発的吸収能力が退化
しており、また土壌中のように一定の気相が存在しない
ため、生育も遅く乾燥にも弱い。圃場移植の容易なもの
の多くは、馴化中に新生する根により自然土壌に活着す
ることができるが、そのような植物種は非常に限られて
いる。

【０００６】そこで、発根、馴化、育苗の工程を同一の
支持材で行い根を痛めずに培養苗を圃場に移植する方法
として、支持材にセラミックファイバーを用いる培養植
物体の馴化・育苗方法が提案された（特開平３−１３３
３２５）。該馴化育苗方法は、培養工程から細根の生育
が旺盛であり、根の活着にも優れ馴化の効率も従来の方
法と比較して高いものであった。

【０００７】しかしセラミックファイバーは、無機性繊
維の集合体であるため繊維方向に対しては伸長しやすい
が、垂直方向に対しては繊維が強固であるため成長が阻
害される傾向があり、従って根の伸長は細長くなりやす
く、塊根のような根組織は、育成しにくいという課題が
あった。

【０００８】また、セラミックファイバーは無機性の微
細な繊維であるため基本的には土壌と同質のものである
が、根を食用とするような植物の苗にあっては、微細な
繊維が根に刺さり込み残留することもあるので、繊維の
完全な除去を要する。しかし、細根や根端にからみ付い
た繊維は、取り除くのに非常に手間がかかるため、利用
できる植物の範囲が限られるという課題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
した課題を解決した無菌植物用人工土壌の提供を目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、無菌環境下に
ある植物種子または再分化組織を、発芽、発根、馴化ま
たは育苗する過程に用いられる無菌植物用人工土壌であ
って、ゲル性支持材により粒状または紐状の成形体に
し、成形体を集合したことを特徴とする無菌植物用人工
土壌である。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける成形体は粒状または紐状を呈しており、その粒状
成形体の粒径、紐状成形体の直径は特に制約されない
が、それを集合したとき、空隙率が２０〜５０％の範囲
になる大きさのものであることが好ましい。空隙率が２
０％未満では、通気性が低下するので好ましくなく、空
隙率が５０％をこえると乾燥しすぎたり、養分が吸収し
難くなるので好ましくない。より望ましくは、無菌植物
の生育、および無菌植物の根と該人工土壌との分離のし
やすさの面から、２５〜４０％である。

【００１２】本発明における人工土壌を成形するための
ゲル性支持材としては、一般に植物または微生物の培養
に利用される全てのゲル性培地支持材が利用可能であ
る。中でも、成形後の保湿性と物理的安定性および機械
的強度の面からアルギン酸塩、ゲラン・ガム、アガロー
ス、寒天、ゼラチンを用いることが好ましく、特に成形
性および根の成長の面から、アルギン酸塩、ゲラン・ガ
ム、寒天を用いることが好ましい。

【００１３】本発明における人工土壌を成形する方法
は、ゲル性支持材としてアルギン酸塩、ゲラン・ガムの
ようにカルボキシル基を有している多糖を用いる場合と
そうでない場合とで工程が若干異なり、以下にそれぞれ
の方法に付いて説明する。

【００１４】まず、ゲル性支持材として、カルボキシル
基を有している多糖を用いる場合について説明する。カ
ルボキシル基を有している多糖体は、一般にＣａ、Ａ
ｌ、Ｂａ、Ｃｕ等の２価の金属陽イオンと塩を形成する
ことにより強力なゲルを形成することが知られている。
ここではアルギン酸塩を利用した場合の製造方法につい
て詳細に解説するが、ゲラン・ガムを用いた場合も同様
の工程で製造されるものである。

【００１５】最初にアルギン酸ナトリウムの粉末を、
０．５〜１０％の濃度になるよう水に溶解し、次に０．
０５〜０．５Ｍの濃度に調整した、ＣａＣｌ₂ 溶液等の
２価の金属陽イオンの塩溶液に、先に調整したアルギン
酸ナトリウム溶液を注入し１０分〜１時間放置すると、
ナトリウムがカルシウムに置換してゲルが形成される。
この時粒状に成形したい場合には、アルギン酸ナトリウ
ム溶液をＣａＣｌ₂ 溶液の上空から滴下して注入すれ
ば、液滴の大きさのままゲル化する。また紐状に成形し
たい場合には、アルギン酸ナトリウム溶液をＣａＣｌ₂
溶液の中に直接注入すれば、注入口の太さに応じた直径
の紐状ゲルが形成される。

【００１６】空隙率が高い該人工土壌を作成したい場合
には、大型のゲルを作成すればよいが、この時粒状ゲル
で大型のものを作る場合には、高濃度のアルギン酸ナト
リウム溶液を調製し、溶液粘度を高めることにより大型
の液滴を形成することによってなされる。一方、紐状ゲ
ルで大型のものを作成したい場合には、アルギン酸ナト
リウム溶液をＣａＣｌ₂ 溶液に注入する注入口の大きさ
を、大きくすることによって成される。

【００１７】次に、このような方法によって成形した粒
状および／または紐状のゲルの一定体積分を、各種成分
の濃度を通常使用の２倍濃度に調製した、ゲルと同体積
の植物用液体培地にいれ、撹拌して培地成分をゲル内に
浸透させて完成される。

【００１８】さらに、該人工土壌を無菌環境下で使用す
る際には、前述の材料を滅菌した後、クリーンベンチ等
の無菌施設内で、一連の製造工程を実施してもよいが、
一般の室内で該無菌土壌を作成した後、これをオートク
レーブ等の滅菌装置を用いて滅菌する方が簡便である。

【００１９】次にゲル性支持材として、カルボキシル基
を有している多糖以外のゲル性支持材を用いる場合につ
いて説明する。アガロース、寒天、ゼラチン等、カルボ
キシル基等の置換基を持たない単純多糖体、および／ま
たはタンパク質性のゲル性支持材は、一旦高温状態にし
た後冷却することによりゲル化することが知られてい
る。ここでは寒天を用いた場合の製造方法について詳細
に解説するが、アガロース、ゼラチンを用いた場合も同
様の工程で製造されるものである。

【００２０】寒天を用いた該人工土壌の製造の方法は、
各種成分の濃度を通常使用の２倍濃度に調製した植物用
液体培地に寒天を０．８〜１０％の濃度になるように加
え、加熱して一旦寒天を溶解し、予め１０℃以下に冷却
してある冷水に注入することにより完成される。なおこ
の時、粒状または紐状に成形する方法については、アル
ギン酸塩を用いた方法に準ずる。また、空隙率の調整法
については、アルギン酸塩の時と同様の原理に基づいて
調整される。

【００２１】さらに、該人工土壌を無菌環境下で使用す
る際には、前述の材料を滅菌した後、クリーンベンチ等
の無菌施設内で、一連の製造工程を実施して成される。
アルギン酸塩のように、一般の室内で該無菌土壌を作成
した後、オートクレーブ等の滅菌装置を用いて滅菌する
方法は、再加熱によりゲルが溶解してしまうため利用で
きない。

【００２２】

【作用】本発明の人工土壌は、通常の固形培地よりも高
い空隙率により、適当な気相を有しており、根の酸欠を
防止し、健常な発育を促進する。さらに養分および水分
は、成形された粒状体および／または紐状体に保持さ
れ、不必要に外部に流出しないので、根が水浸状態にな
ること無く、自発的な吸収能力が向上される。さらに自
然環境下の苗を移植するときも、根を全く傷つけること
無く取り出せ、また大きさや形状を調整することで、空
隙率を自由に設定できるため、植物種や、成長の段階に
応じて適切な条件で育成することができる。以上のよう
な作用により、広範な植物種において苗の高い活着率が
得られるものと考えられる。

【００２３】

【実施例】

実施例１アルギン酸ナトリウムの粉末を、３％の濃度になるよう
水に溶解した。このアルギン酸ナトリウム溶液５００ｍ
ｌを、０．１Ｍの濃度に調整した、ＣａＣｌ₂溶液中に
５０ｍｌのシリンジを用いて上空から滴下した後、３０
分放置し粒状ゲルを成形した。次に植物ホルモンを含ま
ない２倍濃度のＭＳ（ムラシゲとスクーブ）液体培地を
５００ｍｌ調整し、この液体の中へ、先に作成した粒状
ゲルを投入して浸透させた。

【００２４】以上の方法で作成された粒状人工土壌を培
養容器にいれてオートクレーブで滅菌した。なおこの時
に作成された粒状人工土壌の空隙率は、約３４％であっ
た。この人工土壌に４週間前培養して得たシンビジュウ
ムを５本移植した後、２３℃、５，０００ルクス、１４
時間照明下で６週間培養後、馴化過程なしで、水苔をい
れた鉢に直接移植し温室内で栽培を続けた。４週間後、
苗の状態を観察したところ、５本とも活着しており正常
に生育していた。

【００２５】実施例２アルギン酸ナトリウムの粉末を、５％の濃度になるよう
水に溶解し、アルギン酸ナトリウム溶液５００ｍｌを、
０．１Ｍの濃度に調整した、ＣａＣｌ₂ 溶液中に５０ｍ
ｌシリンジを用いて直接注入し、３０分放置し紐状ゲル
を成形した。以下実施例１と同様の方法によりＭＳ培地
を浸透させて紐状の人工土壌を作成した。なおこの時に
作成された紐状人工土壌の空隙率は、約４９％であっ
た。この人工土壌に、４週間前培養して得たシンビジュ
ウムを５本移植し、実施例１と同様の条件下で同期間培
養を続け、馴化過程なしで、直接水苔をいれた鉢に移植
し温室内で栽培を続けた。４週間後、苗の状態を観察し
たところ、５本とも活着しており正常に生育していた。

【００２６】

【発明の効果】本発明の人工土壌は、特定形状の成形体
を使用するため、適当な気相を有しており、根の酸欠を
防止し、正常な発育を促進する。さらに養分および水分
は、成形体に保持され、不必要に外部に流出しないの
で、根が水浸状態になること無く、自発的な吸収能力が
向上される。さらに自然環境下に苗を移植する際も、根
を全く傷つけること無く取り出せ、また成形する際に大
きさや形状を調整することで、空隙率を自由に設定でき
るため、植物種や、成長の段階に応じて適切な条件で育
成することができる。その上、培地養分を低濃度にすれ
ば、自然環境下においても、雑菌が繁殖すること無く利
用でき苗の成長をより促進することが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無菌環境下にある植物種子または再分化組
織を、発芽、発根、馴化または育苗する過程に用いられ
る無菌植物用人工土壌であって、ゲル性支持材により粒
状または紐状の成形体にし、成形体を集合したことを特
徴とする無菌植物用人工土壌。
【請求項２】空隙率が２０〜５０％になるよう粒状およ
び／または紐状に成形した請求項１の無菌植物用人工土
壌。
【請求項３】空隙率が２５〜４０％になるよう粒状およ
び／または紐状に成形した請求項１の無菌植物用人工土
壌。
【請求項４】ゲル性支持材として、アルギン酸塩、ゲラ
ン・ガム、アガロース、寒天、ゼラチンを用いた、請求
項１の無菌植物用人工土壌。
【請求項５】ゲル性支持材として、アルギン酸塩、ゲラ
ン・ガム、寒天を用いた、請求項１の無菌植物用人工土
壌。