ポケットK No.14:組織培養技術

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すべての人が異なってユニークであるのと同じように、各植物もそうです。 いくつかは、より良い色、収量、または害虫抵抗性のような特性を持っています。 何年もの間、科学者たちは、これらの優れた個人の正確なコピーを作成できるようにする方法を探してきました。

植物は通常、有性生殖によって種子を形成することによって繁殖する。 すなわち、花の卵細胞は、植物の雄しべからの花粉によって受精される。 これらの性細胞のそれぞれは、DNAの形態の遺伝物質を含む。 有性生殖の間、両方の親からのDNAは新しい予測不可能な方法で結合され、ユニークな植物を作り出します。

この予測不可能性は、望ましい特性を持つ植物を繁殖させるために慎重な温室作業に数年かかる可能性があるため、植物育種家にとって問題で 私たちの多くは、すべての植物が種子から成長すると考えています。 しかし、研究者は現在、種子のない植物の正確なコピーを成長させるいくつかの方法を開発している。 そして、彼らは今、”組織培養”と呼ばれる方法を介してこれをやっています。

組織培養とは何ですか？

組織培養（TC）は、特別に配合された栄養培地上で植物細胞、組織、または器官を培養することである。 適切な条件下では、植物全体を単一の細胞から再生することができます。 植物組織培養は、30年以上にわたって存在してきた技術である。 組織培養は、無病、高品質の植栽材料の生産と多くの均一な植物の迅速な生産のための発展途上国のための重要な技術として見られています。

組織培養の一形態であるマイクロプロパゲーションは、分布と大規模な植え付けを容易にするために植え付け材料の量を増加させる。 このようにして、何千もの植物のコピーを短時間で生産することができます。 微小伝播植物は、より迅速に確立し、より活発に成長し、背が高く、より短く、より均一な生産サイクルを有し、従来の伝播植物よりも高い収率を生成することが観察される。

植物組織培養は簡単な技術であり、多くの発展途上国がすでにそれを習得しています。 その適用は生殖不能の仕事場、養樹園および温室および訓練されたマンパワーだけを要求する。 残念なことに、組織培養は労働集約的であり、時間がかかり、コストがかかる可能性があります。 組織培養で栽培されている発展途上国にとって重要な植物は、油ヤシ、オオバコ、松、バナナ、日付、ナス、ホホバ、パイナップル、ゴムの木、キャッサバ、山芋、サツマイモ、トマトである。 このアプリケーションは、アフリカの伝統的なバイオテクノロジーの最も一般的に適用される形です。

アジアにおけるTC技術の使用

  • 組織培養は、東南アジアでよく成長することが知られている蘭種や雑種のニーズに合わせて洗練されています。 タイ、シンガポール、マレーシアの経験から判断すると、装飾や切り花の貿易は、小さな生産者のための外国為替と追加収入の実質的な源です。
  • タイでは、組織培養を用いて、成長が遅く環境に敏感な蘭を再現しています。 タイは東南アジアにおける組織培養のリーダーであり、年間50万本の植物を生産しています。 これらのほとんどは、国が世界で全体とカット蘭の最大の輸出国になるのを助けてきた蘭、です。
  • バナナの質量伝播のためにシュート培養技術によるマイクロパゲーションが開発されました。 フィリピンでは、これはバナナのウイルスの病気への制御アプローチとして使用されます:バナナbunchy上のウイルス(BBTV)およびバナナbractのモザイクウイルス(BBrMV)

ケニアの小規模バナナ生産者のためのTC技術の利点（出典: ISAAA)

ケニアでは、熱帯および亜熱帯の発展途上国の多くの地域と同様に、バナナは非常に重要な食用作物です。 しかし、過去20年間では、広範な土壌劣化とバナナ果樹園の害虫や病気の侵入によるバナナ生産の急速な減少がありました。 これらの問題は、感染した吸盤を使用して新しいバナナ植物を伝播する一般的な慣行によってさらに悪化した。 この状況は、バナナ生産地域の食糧安全保障、雇用、所得を脅かしていました。 組織培養技術は、そのような材料の十分な品質と量を提供するための適切な選択肢と考えられていた。

適切な管理と畑の衛生により、農場レベルでの害虫や病気による収量損失が大幅に削減されています。 組織培養技術により、農家は以下のことにアクセスすることが可能になりました:

  • 早期成熟した優れたクリーン植栽材料の大量（従来のバナナと比較して12-16ヶ月2-3年）
  • バンチ重量が大きい（従来の材料と比較して30-45kg10-15kg）
  • 土地単位当たりの年間収量が高い（ヘクタール当たり40-60トンに対して15-20トン）

さらに、果樹園の設立と同時プランテーション開発の均一性により、マーケティングの調整が容易になりました。 それはまた、単に自給自足レベルから商業企業に成長しているバナナを変換する可能性を提供しました。 プロジェクトの費用便益分析からの有望な発見は、tcバナナの生産は、伝統的なバナナの生産よりも企業としてより報酬が高いということです。 このプロジェクトはまた、作物を傾向がある主に女性に利益をもたらし、ジェンダーのギャップを狭めるのに役立っています。

西アフリカのコメ農家のためのTC技術の利点（出典: WARDA）

何年もの間、科学者たちはアフリカのイネ種（Oryza glaberrima）の耐久性とアジアの種（Oryza sativa）の生産性を組み合わせることを夢見ていました。 しかし、二人はとても異なっています。 結果として得られた子孫はすべて無菌であったため、それらを横断する試みは失敗した。 1990年代、西アフリカ米開発協会（WARDA）の米育種家は、不妊症の問題を克服するためにバイオテクノロジーに目を向けました。 この努力の鍵は、農家がすでに高収量のアジアの品種のためにそれらを放棄して以来、絶滅に直面した1,500アフリカの米の種子を保持する遺伝子バン

農業研究の進歩は、科学者がこれら二つの種を横断するのを助けました。 二つの種の交差受精後、胚を除去し、”胚救助”として知られているプロセスを使用して人工培地上で成長させた。”得られた植物は、多くの場合、ほとんど無菌であるため、彼らは（バック交差として知られている）可能な限りサティバの親と再交配しました。 子孫の繁殖力が改善されると（しばしば数サイクルの逆交配の後）、葯培養を用いて雄性細胞（葯）の遺伝子補体を倍増させ、真の繁殖植物を産生する。

‘New Rice for Africa’（またはNERICA）と呼ばれる新しいriceの最初のものは1994年にテスト用に利用可能になり、それ以来多くの新しいラインが生成されています。 新しい植物のいくつかはglaberrimaからのローカル適応の特性とsativaの親の収穫の特性を結合した。

一般的に、ネリカには次のような特徴があります:

  • 成長初期に雑草を窒息させる広く垂れ下がった葉
  • 穂または”分岐”の枝で長く、400粒まで保持する穀物
  • 重い穀物の頭をしっかりと支え、保持するための強い茎を持つより多くの耕うん機
  • 米の収量は2と高い。
  • は、現在の品種よりも30—50日早く成熟し、農家は野菜や豆類の余分な作物を栽培することができます
  • ほとんどの米品種よりも高く、害虫に抵抗し、干ばつに耐えます
  • は、不妊で酸性の土壌でよく生育し、70%を占める。
  • 西アフリカの高地米面積の2％が、アフリカやアジアの両親

よりも2％多いボディビルディングタンパク質を持っています。

彼らの成功のために、ネリカはすぐに農家に採用されました。 2000年には、ギニアの約8,000haをカバーし、そのうち5000haは国家拡張庁の監督の下で20,000人の農家によって栽培されたと推定された。 2002年、ワルダは330,000haがネリカに植えられると予測した。

用語集

葯：花粉が形成され、貯蔵される主な男性の生殖構造。

頂端分裂組織 : 新しい細胞が形成される根または茎の先端。

DNA:遺伝情報が保存されている生物の細胞に見られる分子。

胚救助:種間交雑から生じた受精した未成熟胚を成体植物に再生するまで成長と発達を継続させるために使用される一連の組織培養技術。

雄しべ：花粉、葯、フィラメントを含む雄花部。

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*2006年十一月