ビトリフィケイション法を用いたキク等の植物の培養茎頂の液体窒素保存

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要約

キク、オウトウ等の培養シュートの茎頂あるいは側芽をビトリフィケイション法で処理することにより、コンパクトで安全な液体窒素保存が可能である。

  • 担当:東北農業試験場・畑地利用部・畑作物栽培生理研究室
  • 連絡先:024-593-6174
  • 部会名: 生物工学部会
  • 専門: 遺伝資源
  • 対象: その他
  • 分類: 研究

背景・ねらい

栄養繁殖性遺伝資源は、現在圃場で保存されているものがほとんどである。そのため多大な経費、労力がかかっている。また、自然環境にさらされることにより、資源の亡失の可能性がある。当研究室では、遺伝資源の保存に培養したシュートを用いた液体窒素保存技術(ビトリフィケイション法)の開発を行ってきたが、この技術が多くの種に適用できるかどうかの検討が必要であった。そこで、キク、オウトウ等の培養茎頂を材料として、保存法を各種の植物に最適化し、高い生存率を得る方法を検討した。

成果の内容・特徴

  • 培養したシュートから茎端を切り、0.1Mしょ糖添加MS培地で25℃、3週間培養し、得られたシュートを低温でハードニングする(必要な場合)。その後、茎頂あるいは側芽を約1mmくらいの大きさに切り、耐性を高めるために0.1～0.7Mしょ糖添加MS培地で5℃あるいは25℃で、1～3日間、前培養をする。
  • 保存材料は2mlのクライオチューブに入れ、ローディング液(2Mグリセロールと0.4Mしょ糖添加したMS基本液)で25℃、20分処理後、PVS2液(30%(w/v)グリセロール、15%(w/v)エチレングリコール、15%(w/v)ジメチルスルフォキシド、0.4Mしょ糖を添加したMS基本液)で一定時間脱水処理(25℃)する。処理時間終了直前に新鮮なPVS2液に置換し、クライオチューブごと液体窒素中に保存する(図1)。
  • 再生は、クライオチューブを約30℃の温水中に約1分浸漬、加温し、直ちにPVS2液を取り出し、1.0Mしょ糖添加MS液で茎頂あるいは側芽を約10分間洗浄する。その後、培地に置床することで約1ヶ月後にシュートを再生できる。
  • この方法は、ヤーコン、キクイモ、サクラ、オウトウ、クワ、キク、インナラに適用できる(表1)。

成果の活用面・留意点

  • ビトリフィケイション法を使用するにあたっては、PVS2液の処理時間、生育ステージの揃った材料の確保(表2)、前培養、ハードニング等の処理の最適化が高い生存率を得るために重要である。
  • インナラはスリランカ国の熱帯性ルートクロップである。

具体的データ

図1.ビトリフィケイション法による保存法

 

表1.研究期間中にビトリフィケイション法で超低温保存が可能になった植物

 

表2.キクの培養茎項における生育ステージがLN保存後の生存率に及ぼす影響

 

その他

  • 研究課題名:有用成分を含有する地域植物資源の収集・保存・評価と増殖技術の開発
  • 予算区分 :経常
  • 研究期間 :平成12年度(平成9～12年度)
  • 研究担当者:新野孝男・村山 徹・渡邊和洋・箭田浩士
  • 発表論文等: 1)Cryopreservation of in vitro grown shoot tips of cherry and sweet cherry by one step vitrification.Sci.Hort. 70:155-163,1997. 2)Cryopreservation of vegetatively propagated species(mainly mulberry)in Cryopreservation of tropical plant germplasm, Eds.F Engelmann and H Takagi,IPGRI(Italy)and JIRCAS(Japan),194-199,2000. 3)Cryopreservation of deciduous fruits and mulberry trees.in Conservation of plant resources in vitro,Vol.2:Application and Limitations,Eds.M K Razdan and E C Cocking,Science Publishers(USA),193-221,2000.