JPH0789804B2 - 球根植物の増殖方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は球根植物を特定の方法によつて液体培地を用い
て組織培養することにより、形状および品質ともに優れ
た球根植物の種苗を大量に増殖する方法に関する。

〔従来の技術と問題点〕

球根植物として例えばユリ属植物には多くの品質があ
り、鉄砲ユリ、カノコユリやスカシユリなどは園芸植物
として鑑賞用に愛好されており、また、オニユリ、ヤマ
ユリなどは食用ユリとして利用されている。球根植物は
従来、球根分割、リン片ざし、ムカゴの利用や播種など
によつて増殖が行われてきた。しかし、これらの増殖法
では多くの土地と人手を必要とするばかりでなく、近年
ではウイルス病の蔓延により該植物の種苗の生育速度の
低下や花の品質低下が問題となつている。これらの問題
点を改良するために、植物組織培養による種苗の増殖研
究がいくつか報告されている。例えば特開昭55−15734
号公報には、固体培地を用いてユリ属植物の組織片から
子球を形成させて増殖させた後、これを液体培地に移し
て培養して生育肥大させることからなるユリ属植物の大
量増殖方法が開示されている。しかし該方法では組織培
養の前段において寒天を用いた固体培地を使用している
ため培養操作に多くの人手がかかるだけでなく、培養器
の立体的な利用が難しく、培養の効率が悪いといつた問
題点がある。

かかる背景のもとに本出願人は先に特願昭60−128348号
によつて、ユリ属植物を培養の初めから液体培地を用い
て、該培地の酸素移動容量係数（KLa）の値を特定の範
囲に保つように酸素含有気体を通気させた液体培地を用
いてユリ種苗を増殖する方法を提案した。該方法によれ
ば従来法に比べて効率良く種苗を大量増殖できるという
利点がある。その後本発明者等は該方法を更に改良して
ユリ属植物に限らず広く球根植物に対して、該植物の種
苗を効率良く、しかも得られた子球や球根植物の形状が
更に優れ品質的に安定で優れた種苗を大量に増殖する方
法について検討した。

〔発明の概要〕

その結果、下記方法を用いればこれを達成できることを
見出し本発明を完成するに到つた。すなわち本発明の方
法によれば、球根植物の組織片または培養細胞を液体培
地を用いて組織培養して該植物の種苗を増殖するに際し
て、該組織培養の実質的な全期間中、培養液の浸透圧を
２〜８気圧に保つて組織培養することを特徴とする球根
植物の増殖方法、が提供される。

〔発明の具体的説明〕

本発明の組織培養で使用される球根植物とは、器官とし
て鱗茎球根を有する植物であつて、球根としては鱗状鱗
茎球根、層状鱗茎球根などであつて、該球根植物として
具体的には鉄砲ユリ、カノコユリ、スカシユリ、オニユ
リ、ヤマユリ、新鉄砲ユリ等のユリ属植物、クロユリ、
ヨウラクユリ、バイモ、コバイモ等のバイモ属植物、ア
マリリス（ヒツペアストルム属植物）、ラツパスイセン
等のナルキスス属植物、数多くの品種をもつチユーリツ
プ（トウーリパ属植物）、ヒヤシンス（ヒヤシンス属植
物）、アサツキ、シヤロツト、タマネギ、ニンニク、ラ
ッキヨウ、ワケギ、アリウム、ギンガチウムなどのアリ
ウム属植物等を例示できるが、これらの中ではユリ属植
物が好ましい。

本発明では球根植物の組織培養は該植物の組織片または
培養細胞を用いて行うことができる。該組織片として具
体的には茎頂、茎、葉、花、種子、球根、子球（リン片
塊）、リン片、根またはその他の組織を小片に切断した
球根植物の組織片を例示することができ、これらの組織
片は通常、次亜塩素酸ソーダ、エチルアルコールや炎に
よつて殺菌した後に使用される。しかし、無菌的に栽培
した球根植物を使用する場合には、上記の殺菌操作は不
要である。また、無病・無ウイルスの球根植物の種苗を
増殖する場合には、培養材料として生長点近傍組織、生
長点近傍組織から得られた球根植物の前述し組織片など
を用いることができる。本発明の球根植物の組織培養に
おいて用いることのできる培養細胞とは、前記組織片を
公知の方法によつて組織培養することによつて得られる
未分化の不定形細胞である。

本発明では前記した球根植物の組織片又は培養細胞は、
組織培養の実質的な全期間中、培養液の浸透圧を２〜８
気圧に保つて組織培養される。

従来から行われている液体培地を用いた組織培養におい
ては、培養開始直後の新鮮な培地では該培地の浸透圧は
通常４〜10気圧と高いが、培養の経過と共に組織片また
は培養細胞が培地中の栄養成分を消費してゆくためにそ
の浸透圧は次第に低下してゆく。従来採用されている球
根植物の組織培養では、培養期間中の浸透圧については
あまり注意が払われておらず、培養の後期においては培
養の前記に比べて浸透圧はかなり低下しており通常０〜
１気圧と低くなつている。

本発明者等は培養条件、特に球根植物の組織培養時の培
地の浸透圧と培養によつて得られる球根形成数および球
根あるいは子球の形状、生育の安定性等の品質との関係
について考究した結果、培養によつて得られる該種苗の
品質は組織培養時の培養液の浸透圧に大きく影響される
ことを見出した。すなわち球根植物の組織培養では特に
培養後期において、従来から行われているように培養液
の浸透圧が２気圧未満と低い状態で培養を行つた場合に
は、得られる球根植物の球根あるいは子球の形状は均一
な球状をなさない率が高く、その形状は例えば後述の図
２に示す如くなり、このものは品質的にも劣ることを見
出した。そして液体培地の浸透圧をこのように低くして
培養すると、得られる子球や球根ではその含水率が通常
80〜95％と高くなつていることも見出した。

また培養液の浸透圧を８気圧を越えて高くして球根植物
を組織培養した場合には得られる球根の形成数が低下す
るとともに、またその後の生育も悪く品質的に劣つてい
ることを見出した。これに対して本発明方法のように培
養液の浸透圧を培養の実質的な全期間中２〜８気圧に保
つて培養した場合には得られる子球や球根でその含水率
が通常70〜80％と低くなつていることも見出された。

球根植物の組織培養に用いられる培養液の浸透圧と該培
養によつて得られる子球や球根の含水率との間には関係
があるものと考えられ、また含水率と子球や球根の形状
および成育安定性等の品質との間にも何か関係があるも
のと考えられる。

以上説明した理由から本発明の球根植物の組織培養にお
いては、培養液の浸透圧は組織培養の実質的な全期間中
２〜８気圧に保つて該培養が行われる。この場合の組織
培養の実質的な全期間中については後で詳述する。

先ず本発明に係わる液体培地について詳述する。本発明
で使用される液体培地は栄養成分として無機成分、炭素
源および植物ホルモンを必須成分とし、この他にビタミ
ン類やアミノ酸類、浸透圧調節剤を添加した培地であ
る。

該培地の無機成分としては、窒素、リン、カリウム、ナ
トリウム、カルシウム、マグネシウム、イオウ、鉄、マ
ンガン、亜鉛、ホウ素、モリブデン、塩素、ヨウ素、コ
バルト等の元素を含む無機塩を挙げることができ、具体
的には硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウ
ム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化カルシウ
ム、リン酸１水素カリウム、リン酸２水素ナトリウム、
硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウ
ム、硫酸第１鉄、硫酸第２鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、
モリブデン酸ナトリウム、三酸化モリブデン、ヨウ化カ
リウム、硫酸亜鉛、ホウ酸、えんかコバルト等の化合物
を例示できる。

該培地の炭素源としては、シヨ糖、ぶどう糖、果糖、麦
芽糖などの炭水化物とその誘導体などを例示できる。

該培地の植物ホルモン類としては、例えば、ナフタレン
酢酸（NAA）、インドール酢酸（IAA）、ｐ−クロロフエ
ノキシ酢酸、2,4−ジクロロフエノキシ酢酸、2,4−ジク
ロロフエノキシ酢酸（2,4−Ｄ）、インドール酪酸（IB
A）およびこれらの誘導体等のオーキシン類およびベン
ジルアデニン（BA）、カイネチン、ゼアチン等のサイト
カイニン類を例示できる。

該培地のビタミン類としては、ビオチン、チアミン（ビ
タミンB₁）、ピリドキシン（ビタミンB₆）、ピリドキサ
ール、ピリドキサミン、パントテン酸カルシウム、アス
コルビン酸（ビタミンＣ）、イノシトール、ニコチン
酸、ニコチン酸アミドおよびリボブラビン（ビタミン
B₂）などが例示できる。

該培地のアミノ酸類としては、例えばグリシン、アラニ
ン、グルタミン酸、システイン、フエニルアラニンおよ
びリジンなどを例示できる。

該培地の浸透圧調節剤としては、例えば塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩
化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸
カリウム、硝酸カルシウム、硝酸アンモニウム、塩化ア
ンモニウム等の無機塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウ
ム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、
クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、リンゴ酸ナト
リウム、リンゴ酸カリウム、マロン酸ナトリウム、マロ
ン酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、コ
ハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、フマル酸ナトリ
ウム、フマル酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン
酸カリウム等の有機酸塩、シヨ糖、ブドウ糖、果糖、芽
芳糖、マンノース、ガラクトース、キシロース、リボー
ス、アラビノース、マルドース、ラクトース、ソルビト
ール、マンニトール、ガラクチユロン酸、グルクロン酸
等の炭水化物、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、デキストリン等の水溶
性高級アルコールを例示できる。ここで該浸透圧調節剤
は前記した無機成分や炭水化物と同じものであつても良
い。また、複数のものを組み合せて用いてもよい。該浸
透圧調節剤の使用割合は通常０〜100g/lの範囲で使用し
て培地の浸透圧を２〜８気圧に保持することができる。

前記培地は通常は、前記無機成分を約0.1μＭないし約1
00mM、前記炭素源を約1g/lないし約150g/l、前記植物ホ
ルモン類を約0.01μＭないし1000μＭ、前記ビタミン類
を約0.1mg/lないし約150mg/l、前記アミノ酸類を０ない
し約1000mg/lおよび浸透圧調節剤を前記濃度範囲で含ま
せて使用される。

本発明の組織培養に用いられる前記培地として具体的に
は、従来から知られている植物の組織培養に用いられて
いる培地、例えば、ムラシゲ・スクーズ（′62）〔Mura
shige ＆ Skoog〕の培地、リンスマイヤー・スクーズ
（RM−1965）〔Linsmaier ＆ Skoog〕の培地、ホワイト
（′63）〔White〕の培地、ガンボルグ〔Gamborg〕のＢ
−５培地、三井のＭ−９培地、ニツチ・ニツチの培地
〔Nitsch ＆ Nitsch〕等に前記した炭素源および植物ホ
ルモンを添加し、更に必要に応じて前記したビタミン
類、アミノ酸類を添加して調製される培地が好ましい。
なお、上記した従来公知の培地の組成に関しては、例え
ば竹内、中島、古谷著の「新植物組織培養」P386〜P39
1、朝倉書店、1979年に記載されている。培地のpHは4.0
〜8.0が好適である。また培養中に光は必ずしも必要て
はないが、100〜10000ルクスの光量の照明下で培養する
とさらに良い結果が得られることもある。培養の温度は
15〜35℃が好適である。

本発明の前記液体培地からなる培養液において組織培養
の実質的な前期間中培養液の浸透圧を２〜８気圧に保つ
ようにして培養する方法について以下詳述する。

本発明では前記液体培地において、前記した栄養成分、
浸透圧調節剤を前記濃度範囲で含有し浸透圧が２〜８気
圧の範囲にある液体培地が調製される。浸透圧の調整は
浸透圧調節剤の中でも主としてシヨ糖、ぶどう糖、果
糖、麦芽糖、ソルビトール、マンニトールなどの炭水化
物等の濃度を加減することによつて行われるのが好まし
い。該方法によつて調製した新鮮な液体培地からなる培
養液を用いて培養を続けていると、栄養成分が消費され
るのでこれに伴つて培地の浸透圧が低下してゆくので、
本発明では浸透圧の培養時間に対する経時的な変化を監
視して、培養期間中の培地の浸透圧が実質的に前記範囲
内にあるるように、適宜、栄養成分および／又は浸透圧
調節剤を前記濃度範囲内で培地に追加することによつて
実質的に培養の全期間中は培養液の浸透圧が前記範囲内
にあるように保たれる。ここで実質的に培養の全期間中
とは本発明では次のことを意味している。すなわち培養
を開始してから培養終了の直前あるいは培養の途中で、
球根植物の組織培養に悪い影響を与えない範囲内で換言
すれば培養によつて得られる子球、球根の形状が優れか
つ生育が安定した高品質の種苗が多数得られるという本
発明の効果が損なわれない範囲の時間内であれば、培地
の浸透圧が本発明に係わる２〜８気圧の範囲から外れる
ようなことがあつてもこの点は許容されかかる培養の態
様も本発明の方法に含まれる。この本発明の効果が損な
われない範囲の時間としては植物の種類によつても異な
るが通常半日程度である。

本発明では前述した培地に追加される栄養成分について
は、通常消費された成分が追加されるが必ずしもこれに
限定されず、前記した濃度範囲内で、任意の栄養成分お
よび／又は浸透圧調節剤を適宜量追加して培養液の浸透
圧を前記範囲に保つ方法を用いることができる。

本発明では組織培養の実質的な全期間中、培養液の浸透
圧を２〜８気圧に保つて培養する方法として、前述した
方法とは別に以下に述べる培養液を更新させて培養する
方法を採用することも出来る。すなわち、本出願人に係
わる特願昭61−16838号で示した培養液を更新させなが
ら行う培養方法と同様に、組織培養の実質的な全期間
中、培養槽の中の培養液に浸透圧が２〜８気圧である新
鮮な液体培地を連続的又は非連続的な供給する一方、培
養槽の他方より培養液を連続的又は非連続的に抜き出し
て培養槽中の培養液を更新させることにより組織培養の
全期間中培養液の浸透圧を２〜８気圧に保つて球根植物
を培養する方法を用いることもできる。

本発明では前記方法によつて得られる球根植物の子球、
球根は、これらを更に多数のリン片あるいは切片に分離
して、本発明の方法によつて培養することにより品質の
優れた該植物の子球、球根を大量に増殖することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明に係わる液体培地の浸透圧を培養の実質的な全期
間中２〜８気圧の範囲に保つて球根植物を組織培養する
方法によれば、従来法に比べて子球、球根の形状が優れ
かつ生育が安定した高品質の種苗が多数得られ効率良く
増殖することが出来る。

〔実施例〕

以下本発明の方法を実施例によつて具体的に説明する。

実施例１ 鉄砲ユリ球根の鱗片を70％エタノールおよび次亜塩素酸
ナトリウム水溶液（有効塩素濃度１％）で殺菌した後、
無菌水で洗浄した。シヨ糖40g/l、ナフタレン酢酸0.02m
g/lおよび浸透圧調節剤としてソルビトール80g/lを含有
するpH6.0の無菌のリンスマイヤー・スクーグの培養液
（組成を第１表に示す）を無菌水で２倍に希釈した２倍
希釈液を調製した。この培養液の浸透圧を凝固点降下法
で測定したところ、7.5気圧であつた。グラスフイルタ
ーを取付けたガス通気管付培養槽（容積500ml）に上記
鱗片50枚と上記培養液250mlを入れ除菌フイルターを通
過させた無菌空気を3ml/分の速度で通気しながら25℃、
暗所で50日間培養した。

図１に示したように形状の優れた117球の小球根が得ら
れた。該培養期間中、培養液の浸透圧は図３に示すよう
に7.5気圧から徐々に低下して5.3気圧になつた。この球
根50球を40℃で乾燥して含水率を調べたところ77％であ
つた。残りの球根は通常の栽培によつて生育開花させる
ことができ、生育安定性に優れていた。

実施例２ 実施例１で、ソルビトールの添加量を25g/lとすること
以外は該実施例と同様に行つた。その結果、50日間の培
養で形状の優れた121球の小球根が分化した。該培養期
間中、培養液の浸透圧は図３に示すように4.0気圧から
徐々に低下して2.1気圧になつた。

実施例３ 実施例１で、ソルビトールの添加量を50g/lとすること
および培養期間中培養液の浸透圧が低下した際にソルビ
トールを適宜量添加して培養液の浸透圧を図３に示すよ
うに5.0〜6.0気圧に保つ以外は実施例と同様に行つた。
その結果、50日間の培養で120球の生育が安定し形状の
優れた小球根が分化した。

実施例４ 実施例１で、ソルビトールの添加量を33g/lとするこ
と、培養液量を50mlにすること、および培養期間中の培
養液の浸透圧を図３に示すように4.0〜5.0気圧に伴うよ
うにソルビトールおよび新鮮な培養液を適宜供給する一
方、培養槽の他方より培養液を適宜抜き出す以外は実施
例１と同様に行つた。その結果、50日間の培養で形状の
優れた119球の小球根が分化した。

実施例５ 実施例１で、ソルビトールの添加量を8g/lとすること、
培養液量を50mlにすることおよび培養期間中の培養液の
浸透圧が3.0気圧を保つようにソルビトールおよび新鮮
な上記培養液を連続的に供給する一方、培養槽の他方よ
り培養液を連続的に抜き出す以外は実施例１と同様に行
つた。その結果、50日間の培養で形状の優れた123球の
小球根が分化した。

実施例６ 鉄砲ユリ球根の鱗片を70％エタノールおよび次亜塩素酸
ナトリウム水溶液（有効塩素濃度１％）で殺菌して無菌
水で洗浄後、約2mm幅に切断した。この切断鱗片1gを用
いる以外は実施例５と同様に行つたところ上記切断鱗片
1gから120〜160球の形状の優れた小球根が分化した。

実施例７ 実施例１で培養液をシヨ糖50g/l、ナフタレン酢酸0.01m
g/l、ベンジルアデニン0.02mg/l、浸透圧調節剤として
ソルビトール35g/lを含むリンスマイヤー・スクーグの
培養液の11/3倍に希釈した希釈液（浸透圧7.0気圧）に
代えた以外は実施例１と同様に培養した。その結果、12
3球の形状の優れた小球根が分化した。該培養液の浸透
圧は7.0気圧から徐々に低下して3.7気圧になつた。

比較例１ 実施例１で記載の液体培地の代わりにナフタレン酢酸0.
01mg/lを含む滅菌水（浸透圧0atm）を用いて培養したと
ころ、107球の小球根が分化した。得られた球根の写真
を図２に示した。球根の品質が劣つていた。

比較例２ 実施例１と同様にして得られた無菌のリン片50枚とナフ
タレン酢酸0.01mg/l、シヨ糖30g/lを含有するpH6.0の無
菌のリンスマイヤー・スクーグの液体培地250ml（浸透
圧4.2atm）とを用いて実施例１と同様に培養したところ
113球の小球根が分化した。培養後の培地の浸透圧は1.3
atmであつた。これらの球根の多くは写真２と同様の形
状を示し、球根の品質が劣つていた。

比較例３ 実施例１で浸透圧調節剤ソルビトール量を100g/lに代え
た以外は実施例１と同様に行つた。その結果図２に示し
たのとほぼ同じ形状の良くない小球根73球が分化した。
該培養期間中、培養液の浸透圧は図３に示したように8.
8気圧から徐々に低下して7.4気圧になつた。実施例１と
比べて形成球根数は38％低下した。

比較例４ 実施例１で浸透圧調節剤ソルビトール量を120g/lに代え
た以外は実施例１と同様に行つた。その結果図２に示し
たのとほぼ同じ形状の良くない小球根55球が分化した。
該培養期間中、培養液の浸透圧は図３に示したように1
0.0気圧から徐々に低下して9.0気圧になつた。実施例１
と比べて形成球根数は53％低下した。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の培養方法によつて得られた鉄砲ユリの球
根の真上からみた形態を示す写真である。図２は培養の
期間中、培地の浸透圧を0atmとして培養した比較例１で
得られた鉄砲ユリの球根の真横からみた形態を示す写真
である。 図３は本発明の実施例および比較例で示した培養の際の
培養液の浸透圧の経時変化を示したグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】器官として鱗茎球根を有する植物の組織片
   または培養細胞を液体培地を用いて組織培養して該植物
   の種苗を増殖するに際して、該組織培養の実質的な全期
   間中、培養液の浸透圧を２〜８気圧に保つて組織培養を
   することを特徴とする、器官として鱗茎球根を有する植
   物の増殖方法。
2. 【請求項２】浸透圧を浸透圧調節剤の添加によつて調整
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の器官
   として鱗茎球根を有する植物の増殖方法。
3. 【請求項３】培養液の更新条件下で組織培養することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の器
   官として鱗茎球根を有する植物の増殖方法。