PlantBiotech:Higuchi02 - Revision history

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Editor: /* 植物調節物質 */

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‎植物調節物質

Editor at 03:24, 13 July 2011

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Editor at 03:21, 13 July 2011

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Editor: /* 植物調節物質 */

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‎植物調節物質

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 ==組織培養技術==
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 培地の構成要素は'''表1''' に示したように水、無機栄養素、有機栄養素、植物調節物質、支持体、 pHからなる.これらの因子は独立して、あるいは相互作用しあい ''in vitro'' における器官形成や植物体の再生に重要な役割を演じている。
-{{Doc:Plantbiotech/Higuchi02/Table1}}
+{{Plantbiotech:Higuchi02/Table1}}
 ===水===
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 したがって天然物の使用に際しては、それらの特徴をふまえておくことが必要であろう。
-{{Doc:Plantbiotech/Higuchi02/Table3}}
+{{Plantbiotech:Higuchi02/Table3}}
 ===植物調節物質===
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 '''図2''' に示したようにオーキシンおよびサイトカイニンという名前は、それぞれの生理作用をもつ類似化合物群のことをさす総称である。これらのグループ内には構造の安定性の差だけでなく、ホルモン作用の微妙な違いやホルモン活性の差が存在する。例えばオーキシンの1つである 2、4-D は比較的カルス誘導能が高い ('''表4''') ので培養変異の誘発を避けるため、クローン苗の培養生産には一般的に使用されていない。またサイトカイニンでも化合物によって培養体の増殖率の異なる場合がある ('''図3''') 。したがって培養試験においてはホルモンの最適濃度だけでなく化合物の選択も検討しなくてはならない。
-{{Doc:Plantbiotech/Higuchi02/Table4}}
+{{Plantbiotech:Higuchi02/Table4}}
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 が挙げられる ('''表5''') 。
-{{Doc:Plantbiotech/Higuchi02/Table5}}
+{{Plantbiotech:Higuchi02/Table5}}
 ===器具の消毒===

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 '''図2''' に示したようにオーキシンおよびサイトカイニンという名前は、それぞれの生理作用をもつ類似化合物群のことをさす総称である。これらのグループ内には構造の安定性の差だけでなく、ホルモン作用の微妙な違いやホルモン活性の差が存在する。例えばオーキシンの1つである 2、4-D は比較的カルス誘導能が高い ('''表4''') ので培養変異の誘発を避けるため、クローン苗の培養生産には一般的に使用されていない。またサイトカイニンでも化合物によって培養体の増殖率の異なる場合がある ('''図3''') 。したがって培養試験においてはホルモンの最適濃度だけでなく化合物の選択も検討しなくてはならない。
 {|
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 # ろ過および洗浄による除菌処理
 が挙げられる ('''表5''') 。
 ===器具の消毒===

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 等の特徴がある。
 したがって天然物の使用に際しては、それらの特徴をふまえておくことが必要であろう。
 ===植物調節物質===

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	培地の構成要素は'''表1''' に示したように水、無機栄養素、有機栄養素、植物調節物質、支持体、 pHからなる.これらの因子は独立して、あるいは相互作用しあい ''in vitro'' における器官形成や植物体の再生に重要な役割を演じている。		培地の構成要素は'''表1''' に示したように水、無機栄養素、有機栄養素、植物調節物質、支持体、 pHからなる.これらの因子は独立して、あるいは相互作用しあい ''in vitro'' における器官形成や植物体の再生に重要な役割を演じている。
		+
		+	{{Doc:Plantbiotech/Higuchi02/Table1}}

	===水===		===水===

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 ===植物調節物質===
 植物調節物質とは植物における生理的過程を微量で促進、阻害あるいは何らかの形で変化させる栄養素以外の有機化合物である (増田ら 1971) 。調節物質の中には植物自体で合成および代謝される植物ホルモンがある。植物ホルモンには、現在、オーキシン、サイトカイニン、 GA、アブシジン酸、エチレン、ブラシノライドの 6 つが発見されている。植物ホルモンの培養 レベルでの生理作用について'''図1''' にまとめた。
 植物ホルモンの中でも組織培養で頻繁に利用されるのはオーキシンとサイトカイニンである。培養体内のオーキシンとサイトカイニンの相対的関係は不定芽形成や不定根形成カルス誘導において重要な役割を果たしている ('''図1''') 。通常、オーキシンの作用濃度は 0.001-10.0 mg/l 、サイトカイニンは 0.01-10.0 mg/l の範囲にあり、培養作物、品種毎に最適濃度を決定するための試験が必要である。培地に添加する濃度が高過ぎると逆に生育が阻害されたり、カルス形成率や奇形や水浸状個体の出現率が高くなることもあるので注意する。
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+|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-002.png|300px|thumb|図2 (a) オーキシン類]]
-|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-002.png|500px|thumb|図2 (a) オーキシン類]]
+|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-003.png|300px|thumb|図2 (b) サイトカイニン類]]
 |}
 '''図2''' に示したようにオーキシンおよびサイトカイニンという名前は、それぞれの生理作用をもつ類似化合物群のことをさす総称である。これらのグループ内には構造の安定性の差だけでなく、ホルモン作用の微妙な違いやホルモン活性の差が存在する。例えばオーキシンの1つである 2、4-D は比較的カルス誘導能が高い ('''表4''') ので培養変異の誘発を避けるため、クローン苗の培養生産には一般的に使用されていない。またサイトカイニンでも化合物によって培養体の増殖率の異なる場合がある ('''図3''') 。したがって培養試験においてはホルモンの最適濃度だけでなく化合物の選択も検討しなくてはならない。
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 |[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-004.png|250px|thumb|図3 Syringa vulgurisの増殖率に対する各種サイニトカイ二ンの影響 (Pierlikら,1988)]]
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 その他のホルモンでは、GAが茎頂点培養 (meristem culture および shoot tip cultur) にしばしば利用されている (George & Sherringtor 1984) 。また培地に添加されることは滅多にないがエチレンも組織培養には関わりが深い。通気の悪い培養容器の場合、培養体の生成したエチレンが容器内に蓄積することで培養体に影響を与えると考えられる。エチレンは茎の生長や不定根形成を阻害すること (Meleら 1982; Colemanら 1980) 以外に、培養過程のある時期には、ユリりん片での不定りん茎の形成に重要な役割を持っていること (Van Aartrijkら 1986) や細胞分裂の誘導に関与していること (Mackenzie &  Street 1970) が報告されている。
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 組織培養では、通常、前述の植物ホルモンを選択し培地に添加する方法がとられるが、植物ホルモンが植物組織内で合成および代謝される点を考慮し、内成ホルモンの合成阻害剤または作用阻害剤を培地に添加して生理反応を誘導する場合もある('''図4''' 参照) 。実用例としてはアンシミドール (Chir 1982) やCCC (Hussey & Stacey 1981) 、AgN0<sub>3</sub> の添加 (Colemanら 1980) がある。
 実際にはいくら高濃度でオーキシンやサイトカイニンを添加しても目的とする器官の形成が低頻度にしか起きない場合がある。このような問題は単に培養条件だけでなく、培養される植物組織側の内生的な条件(遺伝子型や生理齢等に起因することがある。遺伝子型に起因する場合、 ''in vitro'' における成長率や増殖率等の品種系統問差はほ場レベルでの差と似た傾向で現われるように思われる (Keyneら 1981) 。ただしこれについては例外もある (Hansom &  Read 1981) 。培養体の生理齢は、外植片を切り出す部域、植物材料を植え付けてから外植片を切り出すまでの期間や外植片を得る季節等によって変化するので、これらも検討要因となるだろう。
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 基本培地を調合する際、一番容易な方法はMS基本混合培地のようにあらかじめ調合してある市販培地を使用することである。しかし培地の各成分について濃度を検討するには1つ1つ秤量し混合するしかないとはいえ、培地成分を秤量して培地を作っていたのでは時間がかかる。そこで通常は、添加する成分をいくつかのグループに分け貯蔵液を作っておき、調合する方法がとられる。この貯蔵液の組成や調合方法については各研究室で若干の違いがある。'''図5''' にMS基本培地の調合例について2つ示したので、それらを参考にして欲しい。
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-|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-007.png|450px|thumb|図5 (2) MS培地の調整法 - Dodas & Roberts,1982]]
+|valign="top"|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-006.png|300px|thumb|図5 (1) MS培地の調整法 - Gamborga & Shyluk,1981 (Sherrington & George,1984 を改変)]]
 |}
 #各成分の貯蔵法
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 ##寒天の添加の際、 1 l 程度の培地であれば寒天を混ぜて電子レンジ (5-8 mm) で寒天を溶かす。培地が 4-5 g と多い場合は、あらかじめ培地を 60 ℃ 以上に温めてから、培地を攪拌しながら寒天を少しずつ加えていく。特に培地量が多い場合、先に寒天を加えてから温めると、底にたまった寒天がこげつくことがあるので注意したい。
 ##寒天が溶けて均等にまざったのを確認したら、培地をマグネチックスターラーで攪拌しながら分注器を用いて分注する。
-#培地の殺菌<br/>分注が終了したら培地を殺菌する。殺菌は通常オートクレーブを用い、 121 ℃、 1.2 kg/cm<sup>2</sup> の条件で行う。容器あたりの培地量 (10 ml ? 1 l) に応じて処理時間は 15-30 分と多少変化する。
+#培地の殺菌<br/>分注が終了したら培地を殺菌する。殺菌は通常オートクレーブを用い、 121 ℃、 1.2 kg/cm<sup>2</sup> の条件で行う。容器あたりの培地量 (10 ml ～ 1 l) に応じて処理時間は 15-30 分と多少変化する。
 高熱処理のため培地中の有髄化合物、例えばショ等、ゼアチン、GA、ビタミンB1やB12、 ビタミンC、抗生物質等は一部の分解をまぬがれない (Pierik 1987) 。こうした分解を避けるため、有機化合物だけを &oslash; 0.22 mm 孔のフィルターでろ過滅菌し、オートクレーブで他の培地成分を殺菌したものに添加する方法をとることがある ('''図5 (2)''' 参照) 。DMSOはそれ自体が殺菌効果をもっているので、オーキシンやサイトカイニンをDMSOに溶かし、その溶液をオートクレーブで殺菌した培地にマイクロシリンジで直接添加する方法がある (Arderson 1975) 。一般に合成オーキシンや合成サイトカイニンは熱に安定であると考えられている。しかしオートクレーブで殺菌した場合に比べてろ過滅菌して、これらのホルモンを培地に添加した方が、それぞれの活性は強く現われるという報告もある (Harris 1982) 。なお殺菌処理後の培地の分注は、クリーンベンチ内で滅菌した分注器を用いて行う。
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 これらの各因子の培養体に対する直接的および間接的影響については'''図6''' を参考にして欲しい。
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+[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-008.png|400px|thumb|図6 外的培養条件の設定と培養体への影響 (George & Sherrington,1984; Pierik,1987; Debergh,1988; Kozai,1988)]]
-{|
-|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-008.png|500px|thumb|図6 外的培養条件の設定と培養体への影響 (George & Sherrington,1984; Pierik,1987; Debergh,1988; Kozai,1988)]]
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 従来、培養の外的条件に関しては、培養体の生長や不定芽や不定根といった器官形成に対する光条件や設定温度の影響について数多くの研究がなされてきた。最近、培養体の光合成能力や水分生理等の観点にたっての研究がすすみ、培養容器のガス交換度、光の透過率といった素材特性の選択や培養器内の CO<sub>2</sub>濃度や湿度の外的コントロール等がクローズアップされている(古在 1988; Debergh 1988) 。後者の研究は、順化効率の上昇やショ糖フリー培地の使用による培養コストの低下につながる可能性を秘めており、発展が待たれる。

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-|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-001.png|600px|thumb|図1 植物組織培養における植物ホルモンの作用 (Wikkins,l984; George & Sherrington,1982; Pierik,1987)]]
+|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-001.png|700px|thumb|図1 植物組織培養における植物ホルモンの作用 (Wikkins,l984; George & Sherrington,1982; Pierik,1987)]]
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-|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-002.png|600px|thumb|図2 (a) 植物組織培養研究における応用技術の位置づけ]]
+|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-002.png|500px|thumb|図2 (a) 植物組織培養研究における応用技術の位置づけ]]
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-|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-003.png|600px|thumb|図2 (b) 植物組織培養研究における応用技術の位置づけ]]
+|[[File:Plantbiotech-Higuchi-02-003.png|500px|thumb|図2 (b) 植物組織培養研究における応用技術の位置づけ]]
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