【諸言】組織培養における照明光の強度や質(波長)が培養植物体からのシュート形成や発根，またシュート成長やカルス成長に影響を及ぼすとの報告は少なからずあるが、ウィルスフリー苗生産を目的とした茎頂培養における最適培養光源を検討した本格的な報告は見当たらない.本報告は，ニンニクのウイルスフリー苗生産を目的とした茎頂培養における，培養光源の種類とニンニク小植物の栄養成長及び球の形成・肥大との関係を検討したものである

曲  英華

高樹  英明

Yamagata University Academic Repository

山形大学紀要(農学)第11巻第3号 :523-527.平成4年 l月Bull. Yamagata Univ.， Agr. Sci.， 1 (3) : 523-527. Jan. 1992 ニンニクの茎頂培養における小植物の栄養成長と球の形成・肥大に及ぼす培養光源の影響高樹英明・曲 英華(山形大学農学部議菜園芸学研究室)(平成 3年9月2日受理)Effects of Light Quality on Vegetative Growth and Bulbing of Plantlets in Garlic Shoot Tip Cultures Hideaki T AKAGI and Ying-hua Qu Laboratory of Vegetable Crop Science， Faculty of Agriculture， Yamagata University， Tsuruoka 997， Japan (Received September 2， 1991) Summary Light source promoting i叫仇trobulbing and vegetative growth was investigated of plantlets from shoot tips of garlic cIoves of cv. 'White roppen' induced by low temperatures before excising the shoot tips. Addition of incandescent lamps to f1uorescent lamps， and any f1uorescent lamps emitting far-red light promoted bulbing under 16-h photoperiods. A kind of f1uorescent lamp strongly emitting blue light promoted bulbing to some extent. Any f1uorescent lamps emitting litle or no far-red light promoted vegetative growth of shoots of plantlets， inhibiting bulbing. 緒 言処理によって著しく促進されるが6.8) 低温処理効果が強くあらわれると，光処理の効果があったとしてもそれ組織培養における照明光の強度や質(波長)が培養植 が小さい場合にはマスクされてしまうことも考えられる物体からのシュート形成や発根，またシュート成長やカ ので，低温処理の程度を前記のようにやや弱めとした4)ルス成長に影響を及ぼすとの報告は少なからずあるが培地はショ糖3%，寒天0.8%濃度のB5培地を使用し1.2) ウイルスフリー苗生産を目的とした茎頂培養にお た7) 植物成長調節物質として，オーキシン3-indole-ける最適培養光源を検討した本格的な報告は見当たらな butyric acidの 0.3μMとサイトカイニン2-isopentenyl.い.本報告は，ニンニクのウイルスフリー苗生産を目的 adenineの 30μMを添加した7.8) 培養試験管 (1茎頂/とした茎頂培養における，培養光源の種類とニンニク小試験管)として初代培養(60日間)では 25mmゆX100mm，植物の栄養成長及び球の形成・肥大との関係を検討した 継代培養 (33日間)では 25mmゆX'200mmを用い，ポものである. リプロピレン製の半透明のキャップを使用した.培地量材料及び方法は初代，継代とも 10mlとし，同じ組成の培地で継代した.培養恒温器にはほぼ立方体の形状のものを用い，光1990年7月収穫後20"C以上の室温で貯蔵した青森県産 源を上面及び3側面ないし4側面(すなわち全側面)にニンニク品種‘ホワイト六片'の1個平均重 16.1gの側球を1991年 1月23日から 1.Cで33日間低温処理した後に，葉原基1-l.5個を付けた茎頂組織片を切り出して培養した.In仇troでの球の形成・肥大は供試球の低温設置して，温度を21.Cに調節した.培養開始当初の8日間は全処理区 (20茎頂/区)とも植物用蛍光灯ホモルクス育成用 PGで照明し，その後は後述する種々の蛍光灯照明ないし!蛍光灯と白熱灯の混合照明とした.なお，培523 102 山形大学紀要(農学)第11巻第3号養開始後28日間は12時間日長としたが，以後の32日間及蛍光灯演色 AAA電球色(色温度 2700K) L-EDL (全倶uび継代培養の期間は16時間日長とした. 面から照明);処理7“電球色+青色側面照明は高i寅供試光源、はすべて松下電器産業(株)製で，側面には20 色形蛍光灯演色 AAA電球色 L-EDL(3側面から照明)， ワット蛍光灯を 9cm間隔で4本 (/1側面)，上面には 上面からの照明はカラー蛍光灯青色 B(植物体上方 3210ワット蛍光灯を 4本あるいは40ワット白熱電球を 4個 cmから照明).これらの蛍光灯の分光特性を第 1図に(33 x 35 cm)設置した処理 1一一略称、“パルック 示した.また，精養試験管を置いた場所での光合成有効パルック蛍光灯 3波長形昼白色(色温度 5000K)EX-N 光量子放射束密度 (PPFD)を第 1表に示した，放射計は(3側面から照明一一3側面照明では残りの 1側面は蛍 ライカ一社 (LI-COR)の modelLI-185B (本体)に model光灯無設置);処理 2“フルホワイトフルホワイト蛍 LI-190SB (センサー)を装着したものを使用した.光灯(昼白色蛍光灯，色温度5000K) N (3側面から照 なお，本実験では実用的な結果を得ることを目的とし明);処理 3“ホモルクス植物用蛍光灯ホモルクス育 て，供試蛍光灯のワット数(側面は20ワット，上面は10成用 PG(3側面から照明);処理4"AAA昼白色高 ワット)と設置本数(側面，上面とも 4本/面)をそろ演色形蛍光灯演色 AAA昼白色(色温度 5000K)N-EDL えて各光源の効果を比較Lた.光源の種類による光強度(全側面から照明);処理5“パルック+白熱電球側面 の差異を調整しなかったので，第1表に示されるように照明はパルァク蛍光灯3波長形昼白色 EX-N(3側面か処理区間の光強度 (PPFD値)にかなりの差が見られた.ら照明)，上面からの!照明は電照用(白熱)電球みのり(植処理 3の PPFD値が他区に較べてかなり低い値を示し物体上方 35'cmから照明);処理6 “電球色高演色形 たが，これは供試した蛍光灯ホモルクスが他の蛍光灯に1∞ Parukku 叫ロ帽;> z 50 帽U ~ 04005∞ 6∞ Wavelength(nm) 。1∞号80P 。ω〉号 40a却。Homorukusu 4∞ 5∞“m Wavelength(nm) Furuhowaito 1ω 。ロ言1200 ，~ 80 司~4O 7ω 150 0 2 司;>1∞ 叫P . 号50E国AAA natural daylight 5∞ ωo 71∞ Wavelength(nm) ???? 、 ，?， ?? 『??7ω 。ωo 5∞ ωo 7∞ Wavelength(nm) 0 4∞ 5∞ ωo 7∞ Wavelength(nm) Blue 。1∞号802惨60 U 主 40号20~ 0 400 .)∞ ωo Wavelength(nm) 7∞ Fig. 1. Spectral radiant power distribution of light sources (the fluorescent lamps of Matsushita Elec. tric Industrial Co" Ltd). Parukku : 3-narrow band emission fluorescent lamp， natural daylight (5000 K， Ra 84) ， EX-N. Furuhowaito: natural daylight fluorescent lamp (5000 K. Ra 72) ， N. Homorukusu : 2-wide band fluorescent lamp for plant growth， PG. AAA natural daylight: color rendering improved fluorescent lamp， natural daylight (5000 K， Ra 99) ， N-EDL. AAA incandescent : color rendering improved fluorescent lamp， incandescent-light-colored fluores. cent lamp (2700 K， Ra 95)， L-EDL. Blue : blue-colored fluorescent lamp， B 524 103 ニンニクの茎頂培養一一高樹・曲Table 1. Photosynthetic photon flux dens町 (PPFD，μEm-2sec-1)at the ce此ersin culture chambers. Light source Direction of measurement Treatment Average 146.3 140.0 74.3 222.3 156.。Front 116Y 105Y 52Y 212X 120Y Rear ???????????????。??Right & left 168 148 80 225 170 Above 105 137 80 212 130 189.5 112.3 176X 85Y 204 138 200 126 178 100 Parukku Furuhowaito Homorukusu AAA natural daylight Parukku 十Incandescentlamp AAA incandescent AAA incandescent +Blue no. ??????6 7 Z See the caption of figure 1. Y No lamp at the front sides of the chambers of the treatment number 1， 2， 3， 5 and 7. X Four fluorescent lamps per side were set at the front sides of the chambers of the treatment number 4 and 6. ルック区であった(第2表).一方，栄養成長が最も劣ったのは「パルック+白熱電球」区で，次いで AAA昼白色区が劣ったフルホワイト，電球色 r電球色+青色」の3区は栄養成長の程度が前記の優良グループと劣悪グループの中間であった.側芽及ぴ不定芽の発生は全般的に少なく，側校数は処理聞に有意、差が認められなかった(第2表). 根の成長根重，根長，根数のいずれにおいてもAAA昼白色区が最大で，次いで 「電球色+青色」区が大きく，これに電球色と「パルック+白熱電球」の両区比較してワット数の割には PPFD値が小さいためである.処理5と7は混合照明区であるが，両区の側面照明の蛍光灯のワット数、本数は処理1，2， 3と同様にした.処理4と6は装置の関係上蛍光灯の側面照明を 4面全面としたため，蛍光灯の使用本数が処理1. 2. 3より25%多くなり， PPFD値がかなり大きくなった.シュートの成長小植物のシュートの栄養成長(重さ，長さ，展業数)はホモルクス区が最も良好で，次いでパ果結Table 2. Vegetative growth of plantlet shoots. No. of lateral shoots No. of expanded leaves Shoot length (mm) Shoot fresh weight(mg) Treatment no: 0.9 a 0.6 a 1.3 a 0.9a 1.2 a 1.3 a 1.1 a 4.6a 4.6a 4.8a 4.3ab 4.1 b 4.4 ab 4.6ab 77.9 ab 81.0 ab 93.6a 62.3 bc 57.8 c 68.9 bc 71. 7 bc 298.5 abY 257.7 abc 329.8a 231.4 bc 201.1 c 275.0 abc 258.4 abc ?????????Data are expressed as means of 16 to 19 plantlets Z See table 1. Y There is no significant difference at 5 % level between means added the same alphabet 525 調査時点での側枝の球形成率は約 5割にとどまった.貯蔵葉形成節位の低いことは球形成の促進を示すが，この節位の最も低かったのは「パルック+白熱電球」区で r電球色+青色J. AAA昼白色，電球色の3区がこれに続いた(第4表).一方，ホモルクス区は節位が最も高く，次いでパルック区が高く，フルホワイト区がこれに続いた.球形成指数の大きいことは球形成時期の早いことと球成熟の進んでいることを示すが，これの最も大きかったのは「パルック+白熱電球」区で，次いで AAA昼白色区であり，これに「電球色+青色J. 電球色の両区が続いた (第4表).パルック，ホモルクスの両区は球形成が最も遅く，フルホワイト区が次いで遅かった.球重はAAA昼白色 rパルック+白熱電球J. r電球色+青色」の3区が最大で，電球色区もこれらとほとんど同じであった(第4表).次いで球重が一段と小さくなってフルホワイト区，さらにイ、きくなってノTルック区が続いた.ホモルクス区は球重が最小で最大グループの3区に比べて著しく球重が小きかった最初に.AAA昼白色と電球色の両区の蛍光灯の設置本数を他区より多くしたことによる影響について検討してお く.この両区は光合成の点で有利と考えられ，他区並みの設置本数にした場合に比較して成長量の若干の増加が期待される.しかし，形態形成効果の点については，この程度の光強度の差では明白な違いは生じないと考えられる.結果の項の記述で上記の事情による修正の必要が考えられるのは，この両光i原で成長が比較的促進された根の成長と球重の2項目であろう.根の成長は AAA昼白色区が最大であったが，次位の「電球色+青色」区より値がかなり大きかったので上記の修正を考慮しでも順位の逆転はないと考えられる.電球色区は3番目に成長が良いグループに入っていたが，その次のグループとは成長差がかなりあったので これも順位の逆転はないと考えられる.次に球重に関しては.AAA昼白色，電球色の両区は他の2区とともに最大グループに属していたが，次位のフルホワイト区との聞にはかなり大きな差があったので，蛍光灯の設置本数を同じにした場合でもAAA昼白色，電球色の両区はフルホワイト区よりは球重が大きくなると考えられる. しかし，蛍光灯の設置本数を同じにした場合，球重が最大の4処理区の問での順位は，前項の“結果"で記した順位とは少し異なると推第 3号山形大学紀要 (農学)第11巻104 が続いた(第3表).パルック，フルホワイト，クスの3区は根の成長が最も劣った.琢の形成・肥大 培養93日後までに全処理区の小植物のほとんど全て (98.5%)が主軸の基部に各1個の貯蔵葉を形成し，処理区間に(主軸の)球形成率の差異は認められなかった.なお，側校では貯蔵葉形成が遅れ，同ホモルTable 3. Growth of plantlet roots Root no. Length of the longest root (mm) Root fresh weight(mg) Treatment no.' 察考Data are expressed as means of 16 to 19 plantlets. Z See table l. Y There is no significant difference at 5 % level be. tween means added the same alphabet 1.2 ab 1.2 ab 0.8 b 1.6 a 1.4 ab 1.3 ab 1.5 ab 4.6 bc 5.0 bc 4.0 c 8.4a 6.3 abc 6.5 abc 7.1 ab 4.2 cY 4.3 c 5.8 bc 13.1 a 8.8 abc 8.9abc 9.4ab ??????「???Table 4. Bulbing of plantlets. Bulbing ratioW Bulb fresh weight(mg) Node-order of storage leafx Treatment no.' 2.28 d 2.86 cd 2.36 d 3.79 ab 4.17 a 3.36 bc 3.41 bc 48.4 bc 58.4 ab 31.5 c 78.1 a 78.0a 73.7 a 77.1 a 6.06 bcY 5.74ab 6.25 c 5.59 ab 5.35 a 5.61 ab 5.56 a ??????????526 Data are expressed as means of 16 to 19 plantlets. Z See table 1 Y There is no significant difference at 5 % level be. tween means added the same alphabet. X Node-order at which a storage leaf was formed. This value is one plus number of foliage leaves formed be. fore a storage leaf W Bulb diameter/neck diameter ニンニクの茎頂培養一一高樹・曲 105 定される.すなわち，その場合は以下のような順位にな 側球から切り出した茎頂を培養した.培養小植物の切ると推定される.“球重は「パルック+白熱電球J. r電球色+青色J. AAA昼白色の 3区が最大で，電球色区がこれに続いた.さらに球重が一段と小さくなってフルホワイト区が続いた.以下に以上の修正を踏まえて考察することにする.タマネギ9)やニンニク 3)の球の形成・肥大は長日条件によって促進されるが，その効果は日長を延長する光源の光質によって異なり，遠赤色光を含む光の効果が高く，また青色光を含む光にも効果のあることが知られている.ニンニクではこれらを含まない光では効果がほとんどない3) 本実験の供試光源のうち遠赤色光の放射が強いのは「パルック+白熱電球」混合光源のみであったが，この区の球の形成 ・肥大は最も優れていた r電球色+青色J. AAA昼白色，電球色の各区は「パルック+白熱電球」区に次いで球の形成・肥大が良好であったが，これはこれら 3区の光源が遠赤色光をある程度放射しているからと考えられる.一方，パルックとホモルクスの両区は球の形成・肥大が最も劣った.これはこれら両区の光源には遠赤色光放射がほとんどなく，また青色光放射も弱いためと考えられる.フルホワイトには遠赤色光放射がほとんどないが，球の形成・肥大はパルック，ホモルクス等より若干優れた.これはフルホワイトの青色光放射が前記の2光源より強いためと考えられる.シュートの栄養成長に対する光源の作用は大体において球の形成・肥大に対する作用と反対の関係にあった.ニンニクでは球の形成・肥大が進むと植物の栄養成長が衰え，ついには停止するが，球の形成も花芽形成も起らないといつまでも栄養成長を続ける性質4)があるので，球の形成・肥大に不適な光源下ではシュートの栄養成長が進み，結果として栄養成長が促進されたのであろう.また，逆の場合には(球の形成・肥大が促進される光源下では).結果として栄養成長が判制されたのであろう.根の成長と光質との関係は，遠赤色光放射のある光源で成長が比較的良好であったが，遠赤色光と青色光を共に放射する光源では根の成長が一層優れたと言える.ニンニクの茎頂培養では，培養光源の形態形成に及ぼす影響が以上に記したように大きいので，培養の目的(シュート成長促進か.in vitro球形成促進か)によって光源を使い分けることが望ましい.摘 要ニンニク品種‘ホワイト六片'の低温前処理を行ったvitroでの球の形成・肥大は，蛍光灯に白熱灯を混合照明 (16h日長)するか，遠赤色光放射のある蛍光灯の単独照明下で促進されたまた，青色光を比較的強く放射する蛍光灯の単独照明下でも球の形成・肥大がやや促進された 遠赤色光放射のほとんどない蛍光灯照明下では球の形成・肥大は遅れたが，シュートの栄養成長カf促進された.引用文献1)富士原和宏・古在豊樹. 1989.培養容器内光環境.山口彦之・高山真策・大野辰美 編著.最新植物工学要覧.p.241-242. R & Dプランニング.東京.2) Read， P. E. 1990. Environmental effects in micropro-pagation. p.95-125. In P. V. Ammirato， D. A. Evans， W. R. Sharp and Y. P. S. Bajaj (eds.) Handbook of plant cel culture， voL 5， ornamental species. McGraw-Hil Publishing Company， New York. 3)高樹英明・青葉高. 1976. ニンニクの球形成に関する研究(第5報)補光期の光源の種類が生育と球および花序の形成に及ぼす影響.山形大学紀要(農学).7 (3) : 401-418. 4)高樹英明. 1979.ニンニクの球形成と休眠に関する研究.山形大学紀要(農学).8 (2)別冊 :507-599. 5)高樹英明・水上克朗・柴田千鶴子. 1989. ニンニクの茎頂の生長と不定芽発生に及ぼすオーキシンとサイトカイニンの影響.国学雑58巻別冊2: 234-235. 6)高樹英明.1990.ニンニクの芽の組織培養における栄養分，生長調節物質及び温度の影響.山形大学紀要(農学). 11 (1) : 187-200. 7)高樹英明・水上克朗. 1990. ニンニクの茎頂培養における小植物の栄養生長と側校発生に及ぼす無機多量要素，オーキシン並ぴにサイトカイニン濃度の影響.園学雑59巻別冊2: 326-327. 8)高樹英明・曲 英華.1991.ニンニクの側 vitro小りん茎生産に及ぽす低温前処理，生長調節物質及び日長の影響.閤学雑60巻別冊1: 224-225. 9)寺分元一. 1965. タマネギの鱗茎形成に関する研究(第 1報)鱗茎形成と生育とに及ぼす光質の影響.園学雑.34 (3) : 196-204. 527 

ニンニク ノ ケイチョウ バイヨウ ニオケル ショウショクブツ ノ エイヨウ セイチョウ ト キュウ ノ ケイセイ ヒダイ ニ オヨボス バイヨウ コウゲン ノ エイキョウ

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ニンニクノケイチョウバイヨウニオケルショウショクブツノエイヨウセイチョウトキュウノケイセイヒダイニオヨボスバイヨウコウゲンノエイキョウ

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