Development of highly efficient plant tissue culture media using enhanced vegetative reproduction with the addition of high concentrations of copper sulphate.

通过添加高浓度硫酸铜来增强营养繁殖，开发高效植物组织培养基。

• 批准号: 22K05576
• 负责人: 大坪 憲弘
• 金额: $ 1.5万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05576/
• 关键词: 植物組織培養; 硫酸銅; 栄養繁殖性; トレニア; ユーストマ; ポインセチア; 高硫酸銅培地; 栄養繁殖性強化; 脱分化・再分化; ゲノム編集

培地への高濃度硫酸銅添加により各組織からの分化や増殖が効率化されるのかを多数種の植物を用いて検討した。木本1種を含む5種10系統の無菌培養植物（トレニア、ユーストマ、ポインセチア、キク、マンデビラ各2系統）について、CuSO4濃度を0.1-100 μMに変化させたMS培地に挿し芽を行い、培養過程での増殖能や形態などの変化と培養物長期維持の可能性について調査した。その結果、トレニアでは‘Crown Violet’および‘Summer Wave Blue’とも25-100 μＭで通常のMS培地と比較して旺盛な増殖が見られ、9 cmシャーレ移植後2ヶ月で全容積まで増殖し、そのまま最長6ヶ月間維持可能であった。増殖個体は草丈数cm程度のスプラウト状で、葉形も丸みを帯びるなどの形態変化が見られたが、密植を解除すると通常の形態に復帰したことから、植物の短期間での増殖と維持管理の効率化・省力化に有効な培養手法となることがわかった。一方、ユーストマ、ポインセチア、キクでは5-25 μMで地上部あるいは根の増殖が促進される傾向が見られたが、100 μＭでは一部で生育が抑制され、組織や培地の褐変が早まるなどの影響が見られた。これらのうちユーストマとポインセチアについては、10 μＭ以下での添加の効果を詳細に解析し、形質転換の各ステップで用いる培地それぞれについてカルス誘導と増殖、不定芽誘導を効率化する至適濃度を決定した（２年目の予定項目を一部前倒しで完了）。マンデビラでは硫酸銅添加による影響はほとんど観察されなかったが、木本であり増殖が非常に遅いこと、茎頂と腋芽以外では増殖しない（栄養繁殖性が低い）ことなどがその理由として考えられた。これについては、より低濃度での長期間の施用効果を見るなどのアプローチを検討している。

The high concentration of copper sulfate added to the culture medium caused the differentiation and propagation of various tissues to be reduced, and most species of plants were examined. 1 species of woody plants, including 5 species and 10 systems of aseptically cultured plants (2 systems each), were investigated for their growth ability, morphology, and long-term maintenance in MS culture at CuSO4 concentrations ranging from 0.1 to 100 μM. The results were as follows: "Crown Violet" and "Summer Wave Blue" were 25-100 μM, and MS culture was more vigorous than usual. The growth rate was 9 cm. The growth rate was 2 months after transplantation, and the growth rate was maintained for up to 6 months. The growth of individual plants in the form of grass, leaves and seeds, the growth of plants in the short term, the maintenance of plants, the efficiency and labor saving of cultivation methods, and the transformation of plant morphology. The growth of roots in the ground was promoted at 5-25 μM. The growth of roots in the ground was inhibited at 100 μM. The optimal concentration for induction and adventitious bud induction was determined by analyzing the effect of addition below 10 μM in detail, and the effect of physical and qualitative transformation of each site was determined (part of the 2-year project was completed). The reasons why the effect of the addition of copper sulfate on the growth of trees is very serious, and the growth beyond the top of stems and axillary buds is very serious (the breeding fertility is low) are well documented. The results of long-term application of these drugs at low concentrations are discussed.