(57)【要約】【課題】植物体を効率よく生産できる植物体の生産方法の提供。【解決手段】植物体からカルスを作製するカルス作製工程と、前記カルスから植物器官を形成する植物器官形成工程とを備え、前記カルス作製工程は、前記カルス作製工程における培養条件を、前記植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に応じて制御することを含む、植物体の生産方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物体からカルスを作製するカルス作製工程と、前記カルスから植物器官を形成する植物器官形成工程とを備え、前記カルス作製工程は、前記カルス作製工程における培養条件を、前記植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に応じて制御することを含む、植物体の生産方法。
【請求項２】
前記培養条件が光強度及びグルコース濃度の少なくともいずれかを含む、請求項１に記載の植物体の生産方法。
【請求項３】
前記カルス作製工程が前記植物体の葉からカルスを作製する工程を含む、請求項１又は請求項２に記載の植物体の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物体の生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クローン技術を用いてある植物体から別の植物体を生産する方法として、植物組織からカルス（未分化の細胞塊）を作製し、そこから新たに葉、茎、根等の植物器官を形成する技術が知られている。しかしながら、植物の種類によってはカルスの作製やカルスからの植物器官の形成が困難であるためにこの方法を適用できない場合がある。従って、植物組織のカルス化又は植物器官の形成を促す培養条件を見出すことはクローン技術を用いた植物体の生産効率の向上や適用植物種の拡大に有用であると考えられる。
【０００３】
植物組織のカルス化又は植物器官の形成を促す培養条件に関しては、光強度に着目した研究（例えば、非特許文献１参照）、糖質に着目した研究（例えば、非特許文献２参照）などが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】植物環境工学、２２、８８〜９４（２０１０）
【非特許文献２】植物組織培養、３、７１〜７７（１９８６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の文献はいずれもカルスの作製から植物器官の形成までを一工程で行う場合（一段階培養方法）に関するものであり、カルスの作製と植物器官の形成を別個の工程で行う（二段階培養方法）場合における培養条件の最適化についての検討はなされていない。
本発明は、上記事情に鑑み、植物体を効率よく生産できる植物体の生産方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するための手段には、以下の実施形態が含まれる。
＜１＞植物体からカルスを作製するカルス作製工程と、前記カルスから植物器官を形成する植物器官形成工程とを備え、前記カルス作製工程は、前記カルス作製工程における培養条件を、前記植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に応じて制御することを含む、植物体の生産方法。
【０００７】
＜２＞前記培養条件が光強度及びグルコース濃度の少なくともいずれかを含む、＜１＞に記載の植物体の生産方法。
【０００８】
＜３＞前記カルス作製工程が前記植物体の葉からカルスを作製する工程を含む、＜１＞又は＜２＞に記載の植物体の生産方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、植物体を効率よく生産できる植物体の生産方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】カルス作製工程において光強度を変化させたカルス群の植物器官の形成の状態を比較する写真である。
【図２】カルス作製工程においてグルコース濃度を変化させたカルス群の植物器官の形成の状態を比較する写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
【００１２】
本発明の植物体の生産方法は、植物体からカルスを作製するカルス作製工程と、前記カルスから植物器官を形成する植物器官形成工程と、を備え、前記カルス作製工程は、前記カルス作製工程における培養条件を、前記植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に応じて制御することを含む。
【００１３】
本発明者らの検討により、植物体からカルスを作製するカルス作製工程と、前記カルスから植物器官を形成する植物器官形成工程と、を備える植物体の生産方法においては、カルス作製工程における培養条件が植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に影響を及ぼすことが明らかとなった。
【００１４】
カルス作製時の培養条件に関するこれまでの研究は、主としてカルス自体の形成を促進する観点からなされたものであり、カルスを作製した後の植物器官の形成を促進する観点からなされたものではない。従って、上記知見はこれまで見出されていなかったものである。また、この知見に基づきなされた植物体の生産方法によれば、カルス作製工程における培養条件を適切に制御することでカルスからの植物器官の形成を促進し、植物体を効率よく生産できる。
【００１５】
カルス作製工程では、植物体からカルスを作製する。カルス作製工程で用いる植物体は特に制限されず、植物体の全体（植物個体）であっても、植物体の一部（葉、根、茎、胚、花弁、果実、種子、表皮等）であってもよい。
【００１６】
カルス作製工程のある実施形態では、植物体として葉を用いる。カルスの作製に葉を用いる方法は、根、茎、胚等を用いる方法に比べて一般的に操作が簡便であるが、多くの植物種において葉から作製したカルスからの植物器官の形成効率が低い、又は不安定であるという問題がある。本発明によれば、葉から作製したカルスであっても植物器官の形成効率が向上し、植物体の生産方法の簡便化が可能となる。
【００１７】
カルス作製工程における培養条件は、植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に応じて制御される点以外は特に制限されず、従来と同様であってもよい。ある実施形態では、制御の対象となる培養条件は、光強度及びグルコース濃度の少なくともいずれかを含む。
【００１８】
カルス作製工程において制御される培養条件が光強度である場合、具体的な値は特に制限されないが、例えば、１μｍｏｌ／ｍ２／ｓ〜１００μｍｏｌ／ｍ２／ｓ、あるいは１０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ〜２０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの範囲から選択してもよい。カルス作製工程の開始から終了までの光強度は、一定であっても変化させてもよい。
【００１９】
カルス作製工程において制御される培養条件がグルコース濃度である場合、具体的な値は特に制限されないが、例えば、０．１質量％〜１０質量％、あるいは１質量％〜２質量％の範囲から選択してもよい。カルス作製工程の開始から終了までのグルコース濃度は、一定であっても変化させてもよい。
【００２０】
カルス作製工程における培養条件を植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に応じて制御する方法は、特に制限されない。例えば、培養条件がそれぞれ異なる評価用カルスを複数作製し、各評価用カルスから形成される植物器官の状態を比較して、植物器官の形成の状態が最も良好な評価用カルスの培養条件を基準として制御してもよい。
【００２１】
植物器官形成工程では、カルス作製工程で作製したカルスから植物器官を形成する。カルスから形成される植物器官は特に制限されず、例えば、葉、根、茎等であってよい。カルスから形成した植物器官は、必要に応じて所定の条件下でさらに培養して植物個体の状態としてもよい。
【００２２】
植物器官形成工程における培養条件は特に制限されず、従来より採用されている培養条件と同様であってもよい。
【００２３】
本発明の植物体の生産方法を適用可能な植物の種類は、特に制限されない。例えば、被子植物及び裸子植物のいずれであってもよく、被子植物の場合、単子葉植物及び双子葉植物のいずれであってもよい。
裸子植物としては、具体的には、ソテツ科のソテツ等、イチョウ科のイチョウ等、マツ科のアカマツ、クロマツ、モミ、トウヒ等、スギ科のスギ等、イチイ科のイチイ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
単子葉植物としては、具体的には、イネ科のイネ、コムギ、オオムギ、カラスムギ、ライムギ、キビ、アワ、ヒエ、トウモロコシ、シコクビエ、モロコシ、タケ、ヨシ、ススキ、アマランサス、ミスカンサス、スイッチグラス、ソルガム等、サトイモ科のサトイモ等、ヤシ科のヤシ、ナツメヤシ等、バショウ科のバナナ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
双子葉植物としては、具体的には、アブラナ科のシロイヌナズナ、ナタネ、キャベツ、ブロッコリー、カリフラワー等、ナス科のナス、トマト、ジャガイモ、タバコ等、ウリ科のメロン、カボチャ等、マメ科のダイズ等、アオイ科のワタ等、キク科のキク等、ヤナギ科のポプラ等、ブドウ科のブドウ等、バラ科のバラ、リンゴ等、ラン科のラン等、ユリ科のユリ、チューリップ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
上記方法により生産される植物体の用途は、特に制限されない。例えば、食品用、木材用、飼料用、鑑賞用、バイオ燃料用、試験研究用等が挙げられる。
【００２５】
上記方法により生産される植物体は、加工された状態であってもよい。加工の方法は特に制限されず、滅菌、加熱、乾燥、粉砕、圧搾、塩漬等が挙げられる。加工された状態の植物体は、生存していても生存していなくてもよい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
＜実施例１＞
シロイヌナズナの発芽後１４日目の苗から第一本葉を切り出し、カルス誘導培地（ＣＩＭ）で１週間、２２℃、長日条件下（１６時間明条件８時間暗条件のサイクル）で培養してカルスを作製した。
【００２８】
カルスは光強度を１０μｍｏｌ／ｍ２／ｓとして作製したカルス群１−１と、光強度を６０μｍｏｌ／ｍ２／ｓとして作製したカルス群１−２とに分けた。
【００２９】
ＣＩＭとしては、ガンボーグＢ５培地用混合塩類、グルコース、ビタミン、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、ゲランガム、オーキシン（２，４−Ｄ）、サイトカイニン（キネチン）を含むものを使用し、ｐＨを５．７に調節した。なお、グルコース濃度は１質量％とした。
【００３０】
次いで、作製したカルスをシュート誘導培地（ＳＩＭ）に移し、３週間、２２℃、長日条件下（１６時間明条件８時間暗条件のサイクル）で培養して、植物器官としてシュート（葉、茎を含む構造）を形成した。ＳＩＭとしては、ガンボーグＢ５培地用混合塩類、グルコース、ビタミン、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、ゲランガム、オーキシン（ＩＢＡ）、サイトカイニン（ビオチン）を含むものを使用し、ｐＨを５．７に調節した。
【００３１】
カルスからシュートが形成された状態の写真を図１に示す。図１に示すように、弱光（１０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ）条件下で作製したカルス群１−１はシュートが形成されたカルスが１０個中８個であるのに対し、強光（６０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ）条件下で作製したカルス群１−２はシュートが形成されたカルスが１０個中０個であった。
【００３２】
＜実施例２＞
シロイヌナズナの発芽後１４日目の苗から第一本葉を切り出し、グルコース濃度以外は実施例１で用いたものと同じカルス誘導培地（ＣＩＭ）で１週間、２２℃、長日条件下（１６時間明条件８時間暗条件のサイクル）（光強度：１０μｍｏｌ／ｍ２／ｓ）で培養してカルスを作製した。
【００３３】
カルスはＣＩＭ中のグルコース濃度を０質量％として作製したカルス群２−１と、１質量％として作製したカルス群２−２と、２質量％として作製したカルス群２−３とに分けた。
【００３４】
次いで、作製したカルスから実施例１と同様の条件下でシュートを形成した。カルスからシュートが形成された状態の写真を図２に示す。図２に示すように、グルコース濃度が１質量％のカルス群２−２はシュートが形成されたカルスが２０個中１０個であるのに対し、グルコース濃度が０質量％のカルス群２−１はシュートが形成されたカルスが２０個中１個であり、グルコース濃度が２質量％のカルス群２−３はシュートが形成されたカルスが２０個中３個であった。
【００３５】
以上の結果から、カルス作製工程における培養条件が植物器官形成工程における植物器官の形成の状態に影響を及ぼすことがわかった。従って、カルス作製工程における培養条件を適切に制御することで植物器官の形成を促進することができ、植物体の生産効率が向上することがわかった。
【図１】
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【図２】
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