JPH0956285A - 植物茎頂の保存方法及び再生方法 - Google Patents

植物茎頂の保存方法及び再生方法

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JPH0956285A
JPH0956285A JP23931895A JP23931895A JPH0956285A JP H0956285 A JPH0956285 A JP H0956285A JP 23931895 A JP23931895 A JP 23931895A JP 23931895 A JP23931895 A JP 23931895A JP H0956285 A JPH0956285 A JP H0956285A
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JP
Japan
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plant
shoot apex
shoot
low temperature
apex
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JP23931895A
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English (en)
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Toshiichi Matsumoto
敏一 松本
Kazuto Yamada
員人 山田
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Shimane Prefecture
Original Assignee
Shimane Prefecture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量の植物茎頂を容易に且つ確実に保存する
方法及び再生する方法を提供する。 【解決手段】 植物の茎頂を高濃度しょ糖培地で前培養
し、アルギン酸を含むビーズ内に包埋した後に、脱水耐
性を付与する前処理を行い、さらにガラス化液に浸漬し
て浸透脱水させ、超低温以下の温度で急速冷却した後、
超低温域で保存するとともに、上記植物の茎頂および腋
芽を温水で急速加温した後、高濃度のしょ糖液で洗浄処
理することにより徐々に吸水させ、植物体に再生させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は植物の成長点培養に
よる発芽育成等に使用する植物茎頂の保存方法及び再生
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に種子では純粋な固定種を維持する
ことが困難な植物は、圃場環境あるいは施設、制御環境
のもとでその種を維持、保存していく必要がある。この
他に、組織培養による継代保存法あるいは凍結保存法も
可能となっているが、大部分は圃場での栽培により保存
されている。しかし、この方法は病虫害の発生、災害等
による消失の危険も大きく、且つその維持に多大な労力
と経費を必要とする。
【0003】一方、培養法により維持保存する方法は、
講談社「サイエンティフィック」の「植物遺伝資源集
成」第1巻P.85に記載されているように、茎頂等を
培養し、物理的あるいは化学的方法により継代培養によ
り維持する方法である。これにより植物体は圃場での場
合と比べ安定的に維持可能であるが、定期的に植え替え
をする必要がある。しかも、これら培養による方法は、
長期的にわたって継代培養を続けていると変異が起こる
危険性も指摘されている。
【0004】また、本出願人の出願に係る特願平6−1
59268号「ワサビ及びササユリ茎頂等の保存再生方
法」の明細書及び図面に記載されているように、ガラス
化法あるいは緩速予備凍結法による植物の茎頂の超低温
保存法が提案されている。この方法は、半永久的に省ス
ペースでの保存が可能な方法であるが、用いる茎頂が1
mm程度と小さいため、一度に大量の茎頂を処理できな
いという欠点を持っている。したがって、より省力的、
効率的で遺伝的に安定した長期保存法の開発が要望され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】植物体の長期的な保存
は、現時点では主として圃場で栽培する方法と培養によ
り試験管内で維持する方法が採られている。前者は、品
種、系統等を圃場で栽培しながら株分けにより維持保存
していく方法であるが、ウイルス等の病害に感染しやす
い欠点を持っている。また、天災あるいは人災により圃
場が壊滅する危険性を常に持っている。
【0006】一方、後者は、天候に左右されず、病虫害
の問題もなく遺伝的に同じ形質のクローンを維持できる
ため有効な方法と言える。しかし、定期的な分割、培地
更新が不可欠であり、これに要する労力、経費も長期間
になるほど膨大なものとなる。また、植物体として維持
保存するため、それらを入れた培養容器の占有面積は決
して小さいものでなく、それだけ電気代等のコストが高
くなる結果となる。さらに、保存中の変異も無視できな
い。
【0007】また、前述したガラス化法あるいは緩速予
備凍結法による超低温保存は操作が煩雑であるため効率
が悪いという欠点を持っている。本発明は以上のような
諸欠点を改善し、長期保存をより省力的、効率的にする
ため、ガラス化法による超低温保存法を更に発展させる
方法を提供せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の方法は、第1に植物の茎頂をアルギン酸ビ
ーズ内に包埋した後に、超低温で急速冷却した後、超低
温域で保存することを特徴としている。
【0009】第2にアルギン酸ビーズに包埋される植物
の茎頂を脱水耐性を付与する前処理を施した後、ガラス
化液に浸漬して浸透脱水させ、超低温で冷却し、超低温
域で保存することを特徴としている。
【0010】第3にアルギン酸ビーズに包埋した植物の
茎頂において超低温以下に急速冷却する前に、脱水耐性
を付与するため前処理をすることを特徴としている。
【0011】第4に植物の茎頂を前処理する前に、脱水
耐性を付与するためあらかじめ茎頂を高濃度のしょ糖液
を含む培地で前培養することを特徴としている。
【0012】第5に超低温保存したアルギン酸を含むビ
ーズに包埋した植物の茎頂および腋芽を温水で急速加温
した後、高濃度のしょ糖液で洗浄処理することにより徐
々に吸水させ、植物体に再生させることを特徴としてい
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明においては、植物体から無
菌的に摘出した茎頂を、高濃度しょ糖を含む培地で前培
養し、いくら状に凝固したアルギン酸ビーズ中に包埋
し、同時に脱水耐性を付与するための凍害制御剤処理の
第1段階と、グリセリンを主体とした濃厚なガラス化液
に一定時間浸漬して脱水させた後に液体窒素温度に急速
冷却してガラス化させる第2段階、所定温度の温水で急
速加温した後に高濃度しょ糖液で洗浄し、固形培地上に
置床して植物体を再生させる第3段階の3つの工程から
なる。
【0014】
【実施例】以下本発明の方法をわさびの茎頂について実
施した実施例につき詳述すると、まず第1段階では、無
菌的に摘出した植物(わさび)の茎頂1を、表1に示す
硝酸アンモニウムと硝酸カリウム(NHNO、KN
)を1/2に希釈した改変ムラシゲ・スクーグ培地
(1/2MS培地)に0.3Mしょ糖を添加した固形培
地2をシャーレ等の蓋付の容器3に収容し、その内部で
16〜24時間、20℃、2,000Lxで前培養す
る。
【0015】表1
【0016】第2段階では、図1に示すように予めアル
ギン酸ナトリウムに第1段階で得られた植物の茎頂1を
入れたものを、ピペット4等を用いてビーカー等の容器
6中にある塩化カルシウム液に滴下することにより、各
1個の茎頂を含む多数のビーズ7を作成する。これら2
種類の溶液8a,8bには表2に示すような前処理(l
oading)液を含んでいるため、30分間のビーズ
の凝固時間経過と同時に前処理も完了する。次に表2及
び図1で示す容器11中のガラス化液(PVS2液)9
にビーズ7を浸漬し脱水させ、ガラス化液9とともに密
閉容器12内に収容して液体窒素15中で−196℃等
の超低温で急速冷却する。このガラス化処理条件は、わ
さびの場合0℃では100分間、25℃では30分間の
処理が適当であった(図2)。また、この処理中に組織
から脱水された水分でガラス化液9が希釈されるため、
途中で数回の液交換が必要である。これらの液剤処理は
ビーズガラス化法では図示するようにビーカー等の容器
6,11を用いることができるため、液の交換を極めて
容易に行うことが可能となる。
【0017】表2
【0018】第3段階では、超低温からの加温中におけ
るガラス化した茎頂組織内での細胞内凍結による細胞の
破壊を回避するため、例えば40℃の温水19中で急速
加温する。この加温によって融解した後、直ちにガラス
化液9を抜き取り、1.2Mしょ糖液13に約30時間
位浸漬し、ガラス化液の有害物を希釈するとともに急速
吸水の害を防ぐ。洗浄後のビーズ7は、わさびでは容器
14内においてベンジルアデニン0.1mg/l添加し
た固形培地16上に置床し、翌日約24時間後培地16
を交換する。再培養した茎頂1は、フラスコ等の容器1
7内で25℃、2,000Lxの条件下において7〜1
0日後にシュート18の再生が認められる。
【0019】なお、上記実施例で液体窒素15で急速冷
却完了後、第3段階の工程に移行する説明をしたが、図
1に示すようにこれを超低温フリーザー21等により−
135℃以下で保存すれば半永久的に保存することがで
き、実際にはこのような保存ができる点に意義がある。
【0020】以上説明したように、本実施例において
は、植物の茎頂をそのまま、あるいは高濃度のしょ糖液
を含む培地で前培養し、アルギン酸ビーズ内に包埋す
る。次に脱水耐性を付与するため前処理を施した後、ガ
ラス化液に浸漬して浸透脱水させ、直ちに液体窒素中に
浸漬する。このことにより茎頂組織は、結晶を含まない
固体であるガラス化状態となるため危険な細胞内凍結を
回避することができ、−135℃以下の超低温で安定的
に保存することができる。
【0021】上記方法により超低温保存した植物の茎頂
及び腋芽は、加温時においても細胞内凍結の危険がある
ため、40℃温水で急速加温する。これらによって種子
としての保存が困難な絶滅危惧の稀少植物、育種素材と
しての野生種、栽培種等の遺伝資源、あるいは栽培種の
親株等を半永久的に安定して保存することが可能とな
る。
【0022】そして保存に必要なスペースは、10茎頂
当たり約2mlであるため、狭い場所でも多くの品種、
系統の保存が可能となる。したがって、これまでの方法
による保存中の維持にかかる多労性、高コスト性等の欠
点を大幅に改善することができる。また、従来のガラス
化法による超低温保存法と比べ、約3mmの大きさのビ
ーズ中に茎頂を包埋しているため、各処理において最も
繁雑な操作である液交換についてはピペット等を必要と
せず、ビーカー等を利用することができるため、その操
作をより容易に、且つ確実に行うことが可能となる。さ
らに、超低温下では、細胞の生体反応が停止するため、
保存期間に関わらず変異の発生が極めて低いとされてい
る。
【0023】特に現在、圃場あるいは試験管内で行われ
ている植物の品種、系統等の維持保存を、ガラス化法ま
たは緩速予備凍結法による超低温保存法を利用すること
により、省力的、効率的、且つ安定的となるが、本発明
にかかるビーズガラス化法により、更に容易に且つ確実
に大量の茎頂の処理を行うことが可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上のように構成される本発明によれ
ば、以下のような効果を奏するものである。 (1)茎頂組織は、結晶を含まない固体であるガラス化
状態となるため危険な細胞内凍結を回避することがで
き、超低温域で安定的に保存することができる。 (2)超低温保存した植物の茎頂は、温水で急速加温す
るので、加温時においても細胞内凍結の危険がなくな
る。 (3)種子としての保存が困難な絶滅危惧の稀少植物、
育種素材としての野生種、栽培種等の遺伝資源、あるい
は栽培種の親株等を半永久的に安定して保存することが
可能となり、更に容易且つ確実に大量の茎頂の処理を行
うことが可能となる。 (4)保存に必要なスペースが少なくてすむため、狭い
場所でも多くの品種、系統の保存が可能となる。したが
って、これまでの方法による保存中の維持にかかる多労
性、高コスト性等の欠点を大幅に改善することができ
る。 (5)従来のガラス化法による超低温保存法と比べ、ビ
ーズ中に茎頂を包埋しているため、各処理において最も
繁雑な操作である液交換についてはピペット等を必要と
せず、ビーカー等を利用することができる結果、その操
作をより容易に、且つ確実に行うことが可能となる。 (6)超低温下では、細胞の生体反応が停止するため、
保存期間に関わらず変異の発生が極めて低い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法による植物茎頂の保存及び再生方法
の工程説明図である。
【図2】(A),(B)はわさび茎頂のシュート形成率
に及ぼすガラス化処理温度と処理時間の関係を25℃及
び0℃の場合について示す線図である。
【符号の説明】
1 茎頂 2 しょ糖培地 7 ビーズ 8a,8b 前処理及びビーズ作成用溶液 9 ガラス化(PVS2)液 11 容器 13 高濃度しょ糖液 15 液体窒素 16 固形培地
【表1】
【表2】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 植物の茎頂をアルギン酸ビーズ内に包埋
    した後に、超低温で急速冷却した後、超低温域で保存す
    る植物茎頂の保存方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の方法において、アルギン酸ビ
    ーズに包埋される植物の茎頂を脱水耐性を付与する前処
    理を施した後、ガラス化液に浸漬して浸透脱水させ、超
    低温で冷却し、超低温域で保存する植物茎頂の保存方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1,2の方法において、アルギン
    酸ビーズに包埋した植物の茎頂において超低温に急速冷
    却する前に、脱水耐性を付与するため前処理をする植物
    茎頂の保存方法。
  4. 【請求項4】 請求項1,2の方法において、植物の茎
    頂を前処理する前に、脱水耐性を付与するためあらかじ
    め茎頂を高濃度のしょ糖液を含む培地で前培養する植物
    茎頂の保存方法。
  5. 【請求項5】 請求項1,2の方法において、超低温保
    存したアルギン酸ビーズに包埋した植物の茎頂を温水で
    急速加温した後、高濃度のしょ糖液で洗浄処理すること
    により徐々に吸水させ、植物体に再生させる植物茎頂の
    再生方法。
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