ユリ科植物におけるマイクロプロトプラストを用いた形質導入のための基礎的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660024
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 中野 優 新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (00262460)
• Keywords: マイクロプロトプラスト / ユリ科植物 / 細胞融合 / プロトプラスト / ユリ / アガパンサス / ムスカリ / ホトトギス類

Research Abstract

本研究においては,マイクロプロトプラストを用いた形質導入をユリ科花卉園芸植物の育種に応用することを最終目的として,その前段階として以下の3点について検討を行った.
(1)カルスおよび懸濁細胞培養系の確立
アガパンサスおよびムスカリにおいて高い植物体再生能力を保持したカルス培養系を確立し,また,オオバギボウシにおいて高い植物体再生能力を保持した懸濁細胞培養系を確立した.
(2)プロトプラスト培養系の確立
(1)で誘導されたカルスを材料に用いて,アガパンサスおよびムスカリにおけるプロトプラスト培養系を確立した.しかしながら,現在までのところ,両植物種におけるプロトプラストからのカルス形成およびプロトプラスト由来カルスからの植物体再生に関する効率は十分に高いとは言い難く,今後は培地条件などをさらに検討する必要があると考えられた.
(3)マイクロトプラスト調製方法の確立
ヘメロカリスの懸濁培養細胞を材料に用いて体細胞由来マイクロプロトプラストの調製方法を確立し,一方,テッポウユリの減数分裂時の花粉母細胞を材料に用いて配偶子由来マイクロプロトプラストの調製方法を確立した.体細胞由来マイクロプロトプラストの調製と配偶子由来マイクロプロトプラストの調製とを比較すると,ユリ科花卉園芸植物においては後者の方がより実用的であると考えられた.
本研究ではマイクロプロトプラスト融合による染色体添加系統の作出までは至らなかったが,ここで確立されたカルスおよび懸濁細胞培養系,プロトプラスト培養系,およびマイクロプロトプラストの調整方法は,今後,ユリ科花卉園芸植物においてマイクロプロトプラストを用いた形質導入を行う際に非常に有用であると考えられる.

Research Products

• [Publications] Sakae Suzuki: "Organogenesis and somatic embryogenesis from callus cultures in Muscari armeniacum Leichtl.ex Bak."In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant. 37. 382-387 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Saito: "Flow cytometric analysis of partially synchronized suspension cultures of Hemerocallis hybrida"Plant Biotechnology. 18. 229-231 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Saito: "Partial synchronization of cell division and micronucleation in suspension-cultured cells of Hemerocallis hybrida : the effects of hydroxyurea and various spindle toxins"Breeding Science. 51. 285-291 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Saito: "Isolation and characterization of microprotoplasts from propyzamide-treated cell suspension cultures of Hemerocallis hybrida"Breeding Science. 52. 51-56 (2002)
• [Publications] Sakae Suzuki: "Embryogenic callus induction from leaf explants of the Liliaceous ornamental plant, Agapanthus praecox ssp. orientalis(Leighton)Leighton. Histological study and response to selective agents"Scientia Horticulturae. 95. 123-132 (2002)
• [Publications] Hiroyuki Saito: "Plant regeneration from suspension cultures of Hosta sieboldiana(Lodd.)Engl."Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 71. 23-28 (2002)
• [Publications] Hiroyuki Saito: "Isolation and characterization of gametic microprotoplasts from developing microspores of Lilium longiflorum for partial genome transfer in the Liliaceous ornamentals"Sexual Plant Reproduction. 15. 179-185 (2002)
• [Publications] Hiroyuki Saito: "Preparation of microprotoplasts for partial genome transfer via microprotoplast fusion in Liliaceous ornamental plants"Japan Agricultural Research Quarterly. 36. 129-135 (2002)
• [Publications] Masaru Nakano: "Regeneration of diploid and tetraploid plants from callus-derived protoplasts of Agapanthus praecox ssp.orientalis(Leighton)Leighton"Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 72. 63-69 (2003)