Adventitious Root

Methods for Rooting Microshoots

増殖段階で根を形成しないマイクロショットには、不定根システムを開始し成長するための特別な処理を施す必要があります。 発根の容易さと成功率によって、特定の品種にどの方法を使用するかが決まる。 より費用対効果の高い方法は、試験管内でマイクロシュートを発根させることである。 試験管内発根は、発根培地への試験管内移し替えの手間を省き、馴化を早め、微小繁殖をより効率的にする。 試験管内発根は、試験管内発根や順化施設が不足している場合、試験管内発根で成功率が低い場合、実験室マネージャーの判断で使用されます。 発根や初期発育を促進するために試験管内条件を用いる場合、培地の成分や培養条件の変更が容易である。 栄養塩の配合はそのままでもよいし、変更してもよいし、しばしば半分の強さのマクロ塩に減らしてもよいし、通気性の蓋の使用により相対湿度を下げてもよい(図5)。 光と温度の培養条件は発根のために変更することができる。 多くのマイクロシュートは発根のために一定期間暗所で培養した後、明所条件に移す。

図5. 外科用マイクロポアテープは、発根される新芽のこの容器に通気性を与える;これは、相対湿度を下げ、新しい植物を温室環境に準備させるのに役立つ。 通常、マイクロモル濃度のIBAおよび/またはNAAがオートクレーブ処理前に培地に加えられる。 オーキシンの濃度は、品種によって異なる。 この情報は、Google Scholar http://scholar.google.com/のような学術的な検索エンジンを使ってオンラインで入手できるのが一般的である。 通常、植物の名前、「vitro」、「root」(または不定根)という言葉を検索文字列に入れると、具体的な情報が得られます。 特定の植物について文献が不足している場合は、近縁種を検索して、その反応を調べる。

不定根の発生を刺激するオーキシンの濃度が同じであれば、発根を抑制することができると認識されているので、2つの培地を用いるアプローチも行われている。 Cotinus coggygriaのマイクロシュートを10 µM IBAを含む培地で5日間培養した後、オーキシンを含まない培地に移植すると、100%発根した。一方、10 µM IBAを含む培地で連続培養すると40%しか発根しなかった(Metivier et al., 2007). Padilla and Burgos (2010)は、オリーブのマイクロシュートを4 µM IBAまで含む培地で2週間培養し、その後オーキシンを含まない基底培地に移植したところ、品種にもよるが65-93%発根した。

いくつかのケースでは、マイクロシュートにIBA溶液を基底浸漬として1分以上適用している。 発根中または発根前に暗くしておくと、発根の成功率やマイクロショット間の発根の同期性を高めることができる。 発根中あるいは発根前に暗くしておくと、発根の成功率が高まり、微小根同士の発根の同期性が高まる。 クルミのマイクロシュートをエティオール化した場合、発根はグリーンシュートからの発根よりも速く、良好であった(Leslie et al. 1μMのフロログルシノールと1.4μMのIBAを含む半強度ムラシゲ・スクーグ培地で4~7日間暗黒にした後、明条件下で培養すると、明所のみや暗所でより長い期間培養した場合よりも「デリシャス」アップルのマイクロシュートの発根は良好である(Zimmerman、1984)。 MM106」リンゴ台木の微小根を 4 µM IBA を含む培地で 0-10 日間暗黒培養したところ、組織学的調査により、発根は暗黒の最初の 3 日間 以内に起こり、7 日目には円錐状の根原基が見えることがわかった(Naija et al.、2008)。 暗所での処理のタイミングは重要であり、作物や遺伝子型ごとに決定する必要があるかもしれない。それでも、発根の成功を大幅に高めることができる。

マクロカットが霧中の温室培地で発根するのと同様に、マイクロシュートの頂部に光を当て、培地の基底部を暗闇にすると最もよく発根する種もある。 培地を暗くするには、培養容器の外側を培地の高さよりやや上まで黒く塗り、滅菌ポリカーボネート顆粒などの光を除く物質で覆うか、活性炭を加えて培地自体を暗くすればよい。 1148>

アーモンド、モモ、オリーブ(Rugini, 1988)およびリンゴ(Mencuccini and Rugini, 1993)の発根は、暗所または照明下で培養した対照と比較して、マイクロシュートの基部のみを暗くすることによって増加することが示された。 しかし、別の研究において、Mencuccini と Rugini(1993)は、基底部の暗 化はアーモンド、アプリコット、クリ、ホホバ、オリーブのマイクロシュートの発根にはほとんど効果がなく、クルミ には阻害的であることを報告した。 したがって、発根成功率が望ましい値を下回っている場合、底面暗色化が有効である可能性がある。 発根率が同程度であれば、試験管内発根よりも試験管内発根の方が効率的で費用対効果が高い場合がある(レバ、2011)。 材料、準備時間、培地のオートクレーブ処理、培養物の移し替えや移動のための労力、培養スペースなどのため、試験管内での発根の場合はコストが高くなる。 温室への移動は試験管内発根と試験管外発根でほぼ同じであり、移植に要する時間は、微細根がある場合は同等かより遅くなる(図4および図6)。 試験管外発根で効率が上がる。 クルミのマイクロプランの根の品質は、ゲル化した培地でのin vitroよりも霧の下でex vitroで根を形成した方が優れていると報告されている(Leslie et al.、2010)

図6. (a)および(b)順化のために高い相対湿度下に置かれる前の水苔ピート温室培地への移植の準備ができた試験管内発根ミクロ増殖サクラ植物体。 (c)温室順化の第一段階として植え付けられたサクランボ小植物体。 (d)温室内の高相対湿度下に置かれる前に平らに植えられたクルミ小植物体。

試験管発根は、試験管発根を改善することができます。 Gardenia jasminoidesのin vitro microshootsは10日で発根したが、ex vitro microshootsの14日と比較すると、in vitroで発根したmicroshootsは80%生存したのに対し、ex vitroで発根したすべてのmicroshootは馴化で生存した (Hatzilazarou et al., 2006)。 試験管内で発根したマイクロシュートの生存率が試験管外で発根したマイクロシュートよりも低いことは、クルミでも報告されている(Leslie et al.、2010)。

試験管外発根のために、発根培地に植える前にマイクロシュートをオーキシンで処理することが必要であると思われる。 ピスタチオのマイクロシュートをタルク中で2%のIBAで処理したものは、対照の48%の発根に対し、79%で試験管内発根した(Benmahioul et al., 2012) 。

改良された試験管内発根は、マイクロシュートの基底部に液体ディップで塗布したオーキシンでも得ることができる。 250μMのIBAで15分間パルスすると、対照のマイクロショットでは発根しなかったのに対し、樹木種Melia azedarachのマイクロショットの90%が発根した(Husain and Anis, 2009)。 588 µM IBAの水溶液に2時間浸すと、Malus zumiのマイクロシュートが90%発根し、コントロールの発根は20%でした (Xu et al., 2008)

おそらく幼若に戻るため、試験管内で増殖する時間を長くするとマイクロシュートの発根が増加する可能性があります。 Leva and Petruccelli (2012)は、7回までの発根をテストし、発根が7回目のサブカルチャー後に最適であることを発見しました。

施設、種、出荷方法、顧客の需要、および経営者の好みはすべて、マイクロシュートの発根方法を決定づけます。 発根が非常に容易な種や、シュート増殖期に発根する種は、試験管外環境に迅速に順応させることができます。 照明、オーキシン処理、試験管内または試験管外での発根、その他の要因に関して特別な注意を払うのは、難しい種です。 発根が難しいクローンは、発根が効率的な生産の妨げとなるため、顧客からより高い価格を要求されます。 発根は、能力の獲得、発根、その後の根の成長という多段階のプロセスとしてアプローチすれば、改善することができます。 特に発根が難しいクローンでは、これらのステップをすべて考慮し、対処する必要があります