(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーカリ属に属する木本植物について、ピーク波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである単色光成分と、ピーク波長が６６０ｎｍ〜６８０ｎｍである単色光成分とを、９：１〜７：３の割合で組合せた光源を用いて組織培養を行うことにより、該組織の生重量の増加を抑制する、ユーカリ属に属する木本植物の植物組織の培養方法。
【請求項２】
ユーカリ属に属する木本植物について、ピーク波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである単色光成分と、ピーク波長が６６０ｎｍ〜６８０ｎｍである単色光成分とを、９：１〜７：３の割合で組合せた光源を用いて組織培養を行うことにより、該組織の生重量の増加を抑制し、次いで、ピーク波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである単色光成分と、ピーク波長が６６０ｎｍ〜６８０ｎｍである単色光成分とを、３：７〜１：９の割合で組合せた光源を用いて組織培養を続けることにより、該組織の生重量を増加させる、ユーカリ属に属する木本植物の植物組織の培養方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーカリ属に属する木本植物の組織培養による植物体の大量増殖法を、農業、林業等に適用するための、効率的な組織培養の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
植物組織を培養容器内で栄養繁殖、あるいは増殖させて大量のクローン苗を作成する技術は、栄養繁殖性の花卉、作物のみならず、優良形質を備えた植物個体を大量増殖させる方法として近年盛んに用いられている。そして、こうした方法によるクローン苗の生産は、既に実生産の段階に達しており、生産品の均一化や高収量化等、大きな効果をもたらしている。
【０００３】
しかし、多くの植物の苗は、植付け時期が１年のうちある特定の時期に限定されるため、その時期に合わせて、植え付け苗全量を一度に、しかも生長ステージを揃えて生産する必要がある。かかる事情から、組織培養による苗の生産は短期間に集中して行わなければならず、周年栽培ができないために設備・人員を効率的に稼動できない。これが、植物組織培養によるクローン苗の大量生産法を実生産に適用する際の大きな問題であり、現状の組織培養苗の生産量に事実上の制約を課し、かつ、コスト高を招く原因となっている。
【０００４】
従って、こうした問題を解決するため、培養中の植物組織の増殖、即ち組織の形態形成・生長等を抑制または停止させて貯蔵し、必要に応じて再び増殖させる何らかの方法が必要とされ、実際に、そのような方法として、植物組織を低温下に置き、あるいは凍結させて保存することでその増殖を抑制する、低温保存法も検討されている。しかし、単に低温にしただけでは、細胞中の化学反応速度は低下するものの、種々の光化学反応速度や酸化反応速度はあまり低下しない。また、低温下においたり凍結させたりすることで、細胞やその内部のオルガネラ等が損傷を受ける場合もある。それ故、この方法もまだ実用に至っていないのが現状である。
【０００５】
一方、光質は植物の形態形成と密接な関係にあると考えられている。これまでに、レタス、チンゲンサイ、コマツナ、ハツカダイコン等で光質と形態形成との関係が調べられ、これらの植物においては、それぞれ特定の単色光により葉柄伸長や節間伸長等が引起こされることが確認されている。また、こうして得られた知見は、野菜工場における生産等に既に応用され始めている。しかし、特定の単色光の組合せにより植物組織の増殖が抑制される、即ち、形態形成とは逆の現象が起こることはこれまでに確認されておらず、また、これを利用した技術も存在しなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ユーカリ属に属する木本植物について、その細胞・組織に損傷を与えることのない、効果的な培養組織の増殖抑制方法、及び、その方法を用いていったん増殖を抑制した培養組織の再増殖誘導方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ユーカリ属に属する木本植物の組織を特定の光質下で培養することにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明においては、ユーカリ属に属する木本植物について、ピーク波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである単色光成分と、ピーク波長が６６０ｎｍ〜６８０ｎｍである単色光成分とを、９：１〜７：３の割合で組合せた光源を用いて組織培養を行うことにより、該組織の増殖、具体的には、該組織の生重量の増加を抑制し、また、そのようにして増殖を抑制した後、今度は、ピーク波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである単色光成分と、ピーク波長が６６０ｎｍ〜６８０ｎｍである単色光成分とを、３：７〜１：９の割合で組合せた光源を用いて組織培養を行うことにより、該組織の再増殖、つまり生重量の増加を誘導することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明においては、組織培養により人工的に培養されている、ユーカリ属に属する木本植物の多芽体等の植物組織・小植物体を対象とし、これらを、外部からの光が混入しないような条件下、ピーク波長４５０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光（以下、単に青色光ともいう。）とピーク波長６６０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光（以下、単に赤色光ともいう。）とを９：１〜７：３の割合で組合せた光源を用いて培養を行うことにより、その生重量の増加を抑制する。かかる光源としては、光強度５μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１以上、４０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１以下のものが望ましい。
【００１０】
ユーカリ属に属する木本植物においては、青色光の赤色光に対する割合が９：１よりも多くなると培養中の植物組織・植物体は枯死するケースが多くなり、この割合が７：３よりも少なくなると今度はこれらの増殖が抑制できなくなるケースが多くなる。そして、青色光と赤色光とを合わせた光の強度が５μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１未満になると、植物の生存に必要な光量の絶対量が不足するため、ユーカリ属に属する木本植物においても、培養中の植物組織等は枯死するおそれが強くなる。一方、この光強度が４０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１を超えると、赤色光に対する青色光の割合が多い場合には、培養中の組織に与えられる光の中、青色光の絶対量が多くなり過ぎてしまうため、ユーカリ属に属する木本植物の組織等は、やはり枯死するおそれがあり、赤色光に対する青色光の割合が少ない場合には、光合成をはじめとする各種の生体反応が植物細胞内で進行し始めるため、これらの増殖が抑制できなくなるおそれがある。
【００１１】
なお、本発明で用いる単色光成分は、好ましくは、波長幅が極めて狭い単色光を発する発光ダイオードより得たものを用いる。しかしながら、通常用いる光源にフィルターをかけて、例えば、上記波長の青色光・赤色光以外の光をカットして得たものを用いても構わない。
【００１２】
更に、このようにして生重量の増加を抑制した、ユーカリ属に属する木本植物の植物組織・小植物体は、次いで、ピーク波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである単色光成分と、ピーク波長が６６０ｎｍ〜６８０ｎｍである単色光成分とを、３：７〜１：９の割合で組合せた光源を用いて培養を行うことにより、再び生重量を増加させることができる。かかる光源としては、中でも、光強度が４０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１以上のものが望ましい。このとき用いる単色光成分は、上記生重量の増加抑制に用いたものと同様にして得ることができる。もっとも、この再増殖の場合には、所定の波長の単色光成分を含むものであれば光源として用いることができるので、例えば、４５０ｎｍ〜４７０ｎｍと６６０ｎｍ〜６８０ｎｍの単色光成分を上記割合で含んでいる蛍光灯、ハロゲンランプ等も、ここではそのまま光源として用いることができる。
【００１３】
本発明において、ユーカリ属に属する木本植物の植物組織・小植物体の培養条件は、上記光条件以外に特に限定されない。例えば培地としては、ムラシゲ・スクーグ（ＭＳ）やガンボーグのＢ５等、植物の組織培養用培地として一般的に良く知られた基本培地に、炭素源としてショ糖５〜３０ｇ／ｌ、そして植物ホルモンとしてサイトカイニン類を組合せて用いることができる。サイトカイニン類も特に限定されるものではないが、カイネチンやベンジルアミノプリン（ＢＡＰ）等が入手も容易であり使いやすい。培養温度としては、増殖を抑制する段階の直前に用いた温度、例えば、多芽体の増殖を抑制する場合であれば、その多芽体を誘導したときの温度、をそのまま用いることができる。
【００１４】
【作用】
植物に対する光の作用は、その強さのみならず、その質、即ちその光を構成する単色光成分の種類と組合せによっても大きく異なる。通常は、かかる光質の相違は植物の形態形成との関係で注目され、利用されているが、本願発明者らは、特定の２以上の単色光成分の働きにより、植物細胞の生理状態を変化させ、これを休眠状態へと導くことができ、また逆に、休眠状態の組織を増殖可能な状態へと導くこともできることを見出し、これを、ユーカリ属に属する木本植物において、植物組織・植物体の増殖抑制・再増殖誘導に応用した。
【００１５】
この増殖抑制・再増殖誘導方法によれば、低温や凍結過程を経ないため植物細胞等に損傷を与えるおそれがない。従って、増殖が抑制されていたユーカリ属に属する木本植物の植物組織・植物体は、再増殖誘導条件下におけば、直ちに健康体として活発な増殖を示すことができるようになる。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１７】
［実施例１］
Eucalyptus citriodora（以下、Ｅ．citriodoraとする。）５年生個体の当年生枝から、特開平８−２２８６２１で示す方法により得られた多芽体を材料とし、これを、ショ糖１０ｇ／ｌ、ＢＡＰ０．１ｍｇ／ｌ、ゲランガム２．５ｇ／ｌを添加したＭＳ固形培地に移植して、ピーク波長４５０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光とピーク波長６６０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光との比が１０：０、９：１、７：３、５：５、０：１０、そしてこれらの光を合わせた光強度が１０、２０、４０μmolm-2s-1となるように設定された光源を用い、１６時間日長、２４℃で３ヶ月間培養した。
【００１８】
結果を表１に示す。なお表中、
増加率１＝（培養３月後生重量／培養当初生重量）×１００
ｎ＝５
である。
【００１９】
【表１】
表１．光質及び光強度の相違が多芽体の増殖に与える影響
0003702629.tif 000002
【００２０】
培養中の多芽体の挙動は、与えた光条件によって差が生じたが、本実験においては、光源中の青色光と赤色光との比が９：１〜７：３の範囲にある場合に、多芽体の生重量の増加は抑制され、培養当初から３月経過時まで、その重量変化はほとんど検出されなかった。また、これらはいずれも、肉眼で検出できるような形態変化も生じなかった。
【００２１】
次いで、ここで増殖抑制が確認された多芽体について、光源として４５０ｎｍ〜４７０ｎｍと６６０ｎｍ〜６８０ｎｍの単色光成分を３：７〜１：９（青色光：赤色光）の割合で含む蛍光灯を用い、光強度４０μmolm-2s-1、１６時間日長、２４℃で再増殖を行った。なお、再増殖過程に移す際には植継ぎ等は行わず、増殖抑制過程で用いていた培地をそのまま引続いて使用した。
【００２２】
その再増殖の結果を表２に示す。なお表中、
増加率２＝（再増殖１月後生重量／再増殖当初生重量）×１００
ｎ＝５
である。また、この表２における再増殖当初生重量とは、表１における培養３月後生重量のことである。
【００２３】
【表２】
表２．増殖抑制後の多芽体の再増殖率
0003702629.tif 000003
【００２４】
この表より明らかなように、ここで、再増殖過程に移した多芽体は全て、極めて活発な生重量の増加を示し、また、形態異常等も検出されず、これらが増殖抑制過程においても、その後の組織の健全な生長・形態形成に影響を及ぼすような損傷を受けなかったことが確認された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、組織培養により得られたユーカリ属に属する木本植物の植物組織・植物体を、特定の光質下で培養することのみにより効果的に増殖を抑制することができ、しかも、その植物組織等に損傷を与えることがない。
【００２６】
また本発明によれば、このようにして増殖を抑制したユーカリ属に属する木本植物の植物組織・植物体を、増殖抑制過程で用いたものとは異なる光質下で培養することのみにより、これを再増殖させることができる。
【００２７】
さらに、こうして再増殖過程におかれたユーカリ属に属する木本植物の植物組織等は、増殖抑制過程において損傷を受けていないので、この再増殖過程では極めて活発で健全な増殖を示すことができる。
【００２８】
従って、本発明によれば、ユーカリ属に属する木本植物において、ある特定の時期に植付けるための苗を大量に、しかも生育ステージを揃えて貯蔵・供給することが可能となる。また、これによって、ユーカリ属に属する木本植物において、植物組織培養を利用したクローン苗の大量生産法によるメリットは、より一層、実生産に生かされることとなる。