菊の茎頂培養における放射線照射の影響
Ⅰ 培養中の生育馬渕 敏夫＊，桑田 晃
Ⅰ緒 栄養繁殖による植物の育種では，自然に発生した突然変異体が数多く利用されているが，さらに最近では，各種の 放射線や化学物質を使用して積極的に有用な突然変異体の作出が試みられている、放射線は，原子力の開発にともな い，α一線，β一線，†’一線，Ⅹ一線，中性子などが使われている 高等植物では，分裂細腰であり embryonicな部分である胚や生長点が変異を生じヤすく，細胞集団のレベルにお ける放射線の影響は細胞数とそれらの細胞の齢によって反応が異なる‖ 最近，植物組織培養法の発達によって目的にあった簡便な培地が開発されつつある，しかし，−・般的には，脱分化 から再分化への移行がきわめて困難な場合が多い そこで筆者ら軋 菊を茎頂培養し，それに放射線を照射するこ．とにより，その影響をみ，あわせて培養中の生育， 圃場での生育を調査することによって変異体の作出につとめたい 本報では，培養中の生育について報告するい 本実験の実施にあたって，終始ご援助ご指導をいただいた農林省放射線育種場山下溶室長をはじめとする照射研究 室の方々，故狩野邦雄教授をはじめとする花井研究室の方々，をらびに香川農試佐藤義機技師に深く感謝する。 をお，本論文は日本育種学会第42回講演会において発表した ⅠⅠ材料および方法 菊の穂は，香川農試より提供を受けた供試した茎頂は，双眼解剖実体顕微鏡下で0・3mmxO，3mmxO5mmにで きるだけちかづけて切り，また葦の原基はできるだけ1｛ノ2枚しか付けをいようにLた培地の組成は，ハイポネノ クス1g／l，チアミン1mg／l，カイネチン05mg／l（発根用培地では，NAAlmg／lにおきかえる）寒天10g／l，薦糖30 g／g，pH＝5リ8（か−トクレーブ前）である（昔川）（15） 7月照射区では，菊品種「金天竜．（FigトA）を用いて，7月7日，9日に植付けし，7月13日より 600R／hで Fig‖lCultivarused A：Kin−tenryu，B：renryu−nO−aSa ＊現在の勤務先：徳島県脇町農業改良普及所照射を始めた試験区は，5KR，10KRおよび20KRであるり 照射には，虚林省放射線育種場のガンマ・−ル小一−・ムを使 用した．．照射後は，250C恒温室で16時間螢光灯照明を行った．その後は，逐次発根用培地へ移植した． 10月照射区では，菊品種「天竜の朝．（FigトB）を用いて，10月7日，9日に植付し，10月13日より700R／hで照 射した… 試験区，照射室および照射後の条件，取扱いは，7月照射区と同じである ⅠⅠⅠ結果および考察 培養中の生育状態は，Tablel，Fig．2−A，Bに示した．照射後5カ月目の生存数は，線量の増加とともに減少し， 20KR区で大きく減少した．松村（1961）（9）は，栄養繁殖するものは休眠種子に比して放射線の感受性が高いので， 人為突然変異の誘発には−・般に1∼2KRが適当で，放射線に対する抵抗性の強いものでも4∼5KRまでで十分であ ることを報告している．黄（1967）（8）は，日本小菊の乾燥種子に照射した場合の生存限界線量は20KRであるが，発 芽だけならば160KR照射した乾燥種子でも63％の発芽率があったことをみているい 菊の栄養体に照射した場合の限 界線量は，黄・（1967）（8）は4∼5KR，BowENら（1962）（2）は，43KIad としているり これらのことから菊は，放射 線に対する抵抗性が強いと考えられるが，本実験のような茎損培養という特殊条件下で，γ一線を照射した場合は，生 存限界線盈はほぼ10KRであると考えられる． 放射線感受性は植物の属や種によって差があることがFuJIIand MASTUhWRA（1958）（4）によって報告されてい る。さらに最近では，同一・種であっても変種や品種によって差があることがUKAIandYAMASHIIA（1969）（12）， TAKAGI（1969）（11）によって報告されている、 また本実験のように，人工培地を用いた場合には培地と品種との適合をも考慮しなければならないが，「■天竜の朝」 では，多くの汚染個体があったにもかかわらず，「金天竜．よりも多くの生存個体が得られた（Fig・2−A，B）・このこ とは，両品種の放射線感受性の差，照射時の茎頂の生理的条件の差異などに原因があると思われる． 本実験で軋 植付後の生育相のちがいによる放射線照射の影響をみるために，植付後3日冒，5日目に放射線を照 射したが，生存率，変異率，生長量をどにおいて明らかな傾向は見いだせなかった．これは，培地と品種との適合を 考慮しをければならないが，植付後3日目，5日目では生育相の明確な差異が生じうる間隔でなかったためであろう． これらのことから，頂芽，側芽，休眠芽，潜芽，冬至芽，ロゼット化した芽をどの様々な生理的条件のことなる茎頂 を用いて照射することによって，より変異の生じやすい生理的条件を見いだしうるであろう． Tablelに示すごとく，20KR区でカルス化がおこりやすい傾向がみられた．このカルス化は，放射線障尊から回 復する過程で生じたものか，その他の原因によるものかは不明である． 7月照射区，10月照射区で出現した変異はTable2に示した‖ 7月照射5KR3日目区で1個体，10月照射20KR 3日目で2個体の葉緑素突然変異体（Fig3−A，B）が出現したが，これらはいずれもキメラであった。黄（1969）（8） 軋 菊の種子にⅩ一線を照射して得られた葉緑素突然変異はキメラのものと完全な変異体の二つの型があることをみ ている．また，7月照射20KR5日目区で金縁の奇形薬をもった個体が1個体出現した．この個体の菓は，欠刻がな く，葉が厚く，硬い感じがしていた爪他にも，金縁の薬をもった個体が出現したが，これらはいずれも鉢上げ以前， または圃場で正常な葉形になったことから培養条件下における一㌧時的を変異と思われる．
放射線の形態形成への影響については，山口（1968）（14），DowICK and ELBAYOMI（1966）（3）などの研究がある． すなわち，山口（1968）（14）は，照射後の茎葵形成は，線乱 線盈率，照射された茎葉の生育段階で異をり，薬の生成 量，節間の長さ，集序夜どに変化がみられることを指摘している．また，DowICK arldELBAYOMI（1966）（8）は， 菊に0．1∼2KRのγ一線，Ⅹ一線を照射したとき，葉形と菓の大きさが変化し，線盈の増加とともに薬は小さくなり， じょうご形にをることを報告している．本実験では，培養中に，彼らが指摘したような変化は認められをかった． Table3に示したよぅに，照射区では，ほとんどの茎頂で，1個の茎頂から多くの芽が出て増殖し得た．しかし， 対照区では，まれに1個の茎頂から2芽が得られたが，ほとんどの茎頂では，1個の茎頂から1芽しか得られなかっ た．しかも，照射区でのこのような増殖の現象は，早期に鉢上げできなかった個体ほど顕著にあらわれた・この現象は， HACCtUS andREICHERT（1963）（5）が観察したように放射線降書の回復過程でおこったのか，または，BEN−JAACOV and LANGHANS（1972）（1）が報告したようを培養条件によっておこったのかは不明である．すをわち，HACCIUS andREICHERT（1963）（5〉は，帯化枝，叉状分岐，側枝の多発吼 放射線障書の回復のとき，茎端に新しい分裂組戯 が二つ以上相互に接近して生じ，多くの枝が一・斉に発現してくるためであろうと報告している．これに関連して，茎
Tablel．PlantletgIOWthafteIirIadiationonamedium
The丘IStObservation（2）
Treatment No．of
NoけOf shoottlpS 慧J￡1s（1， 慧ttlpS 慧欝i一 （a）
No．of No．of SboottlpS t s（8，died Irfadiation e 0 0 0 0 0 0 0 3 2 2 1 5 9 0 0 9 5 0 8 9 8 2 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 2 1 〇 55 101020200n C July （Kin−tenTyu） 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ 3 1 0 0 9 1 0 4 5 0 4 9 7 3 2 2 2 2 1 2 1 0 0 0 0 0 0 0 ウJ 3 3 3 3 3 2 1 〇 55101020200nt C October （TenIyu−nO−aSa） Tablel．（continued） Thesecondobservation（4） TIeatment NoいOf No．of ShoottlpS t s（8，died IrIadiationDays e
芸tlng 0 ウー 7 0 6 3 0 0 4 6 0 ⊂﹂ 6 0 7 8 0U 9 5 2 0 4 6 3 9 0 5 8 ︶ ︶ ︶ ︶ ︶ ︶ ︶ 2 0 0 0 1 0 0 ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ l 1 0 0 5 3 0 ウJ 2 2 1 2 0 0 0 55 101020200n C July （Kin−tenryu） 2 0 0 5 6 4 0 9 6 5 1／ ■1 4 0 7 9 9 8 3 4 0 9 4 9 1 6 2 3 1 2 1 2 1 1 l l 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ ︵ 3 0 0 0 8 JT O 〇 1 55 101020200n C October （Tenryu−nO−aSa）Notes：（l）Kin−tenryuandTenryu−nO−aSaWeIeObservedat．Jul19andNovl14respectively
（2）Kin−tenryuandTenryu−nO−aSaWereObservedatJul28andNov・・14respectively（3）（）showsthenumberofshoottipswithcallusdiedornecrosiscallus
（4）Kin−tenryuandTenryu−nO−aSaWereObservedatAug‖29andDec・24respectively・Fig。2Growthat5monthsoldonamediumafterplantlng A：Kin−tenIyu，B：Tenryu−nO−aSa 3 3daysafterplantlng 3daysafterplantlng 5 5daysafteIPlantlng 5daysafterplantlng a：5KR， b：10KR， C：20KR， d：5KR， e：10KR， f−：20KR， g：ContIOl
Table2．Kindandnumber ofmutantsona medium Treatment
No of mutants
Dosage hradiationK
（R） Kind ofmutant Remarks
chlorophyll mutant l chimera
malfbrmedleaf 1
Chlorophyllmutant 2 chimera
．Jul‖ 5
．Jul 20
Fig3Chlorophyllmutant
A：Kin−tenryu，B：Temyu−nO−aSa
Table3h Numberofplantletsaftertransplantation
Treatment
No“of Noof No。Of NoofsurVivals
ttlpS SurVivals’1’ tSplantlng 。（2）
hadiation 芸e
l ︻J 1 3 ウJ 6 8 2 ︻′ 1 1 4 1 30 30 30 30 30 30 20 4 6 3 9 0 5 8 0 55 1 1020200n C ．July （Kin−tenryu） 5 6 0 4 7 2 8 2 4 ■〇 〇 3 9 9 4 9 1 6 2 3 1 2 1 2 1 1 0 0 0 0 0 0 0 3 3 ウJ 3 3 3 2 3 5 3 ■．つ ︵乃▼一う 0 55 101020200n C OctobeI （TenIyu−nO−aSa） Notes：（1）ObseIVationat5monthsoldafterplanting （2）NumberofplantletstransplantedtopotbeforeNov”21・・ （3）TotalnumberobservedbeforeDec”10 頂培養を増殖に利用したBEN−JAACOVand LANGHANS（1972）（1）軋 菊をM＆S培地で1年間に10万本に増殖さ せることに成功している すでに，植物組織培養法を育種学の研究に利用した報告は，HAZAMA（1961）（6），山辺・山田（1972）（18），ⅠIZUKA ら（1972）（7）をどがある．本実験で吼 葡を茎頂培養し，それに放射線を照射して，培地での生育状態を観察することにより，放射線感受性，葉緑素突然変異，奇形賓の出現，カルス化，増魔の現象凌どについて新しいいくつかの知 見が得られた‖ さらに，今後は圃場での生育の結果をまたねばならをいが，長田（1972）（10）が指摘したように培養技 術を基礎とする植物育種の可能性に期待がもたれる． ⅠⅤ 摘 要 ヤr、 （1）高等植物では，胚ヤ生長点などの分裂組織が放射線の影響を受けヤすく，それがため種々の状態の変異を呈 する．本実験では，菊の「金天竜．「天竜の朝．の両品種を用い，ハイポネックス1g／J．チアミン1mg／J，カイ ネチン0か5mg／㌃寒天10g／ら靡糖30g／gの組成の培地で茎損培養し，一・定期間後に放射線を照射して突然変異
l− の誘起を試みた．一7月照射区では「金天竜．を，10月照射区では「天竜の朝．を用いて，いずれも5KR，10KR
および20KR区を設け，また植付後3日臥 5日目にγ一線を照射した． （2）7月照射区，10月照射区ともに，照射後5カ月冒の培養申での生存数は，鹿屋の増加とともに減少Lた．茎 頂培養下の照射における生存限界線畳は10KRであると思われる （3）7月照射区，10月照射区ともに，20KR区でカルス化がおこりやすい傾向がみられた （4）培養中に，7月照射5KR3日日区で1個体，10月照射20KR3日冒区で2個体の葉緑素突然変異体が出現 したが，いづれもキメラであった、7月照射20KR5日目区で全線の奇形をもった個体が出現した （5）放射線照射と形態形成との間に，明らかを関連は見られなかった （6） 7月照射区，10月照射区ともに，照射区では1偶の茎頂から多くの芽が出て，顕著を増殖の現象がみられた． 引 用 文 献 （1）BEN・JAACOV，J，LANGHANS，RW。： Rapidmultiplication of chrysanthemum plants by
stem−tip proliferation，Horlscience，7（3）”289， 290（1972）
（2）Bo、YEN，HJM・，CAWSE，PA，DICK，MlJl：
Theinduction of sportsin chrysanthemum
usingbygammaradiation，RadiationBotany， 1．、297−303（1962） （3）DowICK，GJ，ELBAYOMZ，A：TheinductionofmutationsinchrysanthemumusingX−and
gamma radiation，E14｝hγtica，15・204−210 （1966） （4）FuJI inplants，Ⅰ，DeterminationofLD−50in culti− vatedplants，ノ砂JGinetits，33（12）388−397 （1958） （5）HACCIUS，B，REICm症T，H： Restitutions−erscheinungenan Paanzlichen Meristemen
nachR6Tltgenbestrahlung，飽nta，60“298∼306（1963）
（6）HAZAMA，K：Theeffect of gammaradiation
on the mulberry embryo cultivatedin a
mediumcontainingascorbicacidIn，Eff占cts ofionizingRadiationsonSeeds，IA且A，Vienna， 41ト417（1963） （7）ⅠIZtJKA，MリMATSUMOIO，E．，Dot，A．．，MADRIGAL， R，，FuKUSHIMA，A：TubulaIfloret cultureof chrysanthemumandcinerariainvitro‖Jqi，．J Ge乃e￡よcゞ4も（2）．79−87（1973） （8）黄 敏展：Ⅹ線照射による菊の変異，主に花色 に関する研究け 京都大学農学部所業花井園芸学 研究室‖ 学位論文（1967） （9）松村帝二：人為突然変異の誘発に関する研究． 育雑，11（2），124−129（1961） （10）長田敏行：プロトプラストよりの植物再生．化 学と生物，10（4），272−274（1972） （11）TAKAGI，Y∴ Thesecondtypeofgamma−ray SenSitivegeners2insoybeanGlγCinema2：（L） Gα∽刑αダよβJdβγ〝砂0SよαNo．8，83−94（1969）． （12）UKAT，Y，YAMASHITA，A：Varietial differ−encesinradiationsensitivitywithspecialrefer−
encetodi鮎rentaspectswithdi鮎rent crops． Cα椚∽αβe揖ぶγ〝ゆ0ゞよαNo．8，69−81（1969） （13）山辺仁子，山田卓三：放射線の培養細胞および 分化におよぼす影響，植物組織培養シンポジウ ム発表要旨，23（1972） （14）山口彦之：高等植物の分裂組織，放射線細胞生 物学，373−385，朝倉召店，東京，（196軋 （15）昔川健一・：茎頂培養における簡便培地の検索に 関する研究，香川大学農学部花井園芸学研究亀 卒業論文（1969）RADIATION EFFECTS ON THE SHOOT TIP CULTURE OF CHRYSANTHEMUM
Toshio MABU（ブHIand Hikaru KuwADA
Sllmmary
（1）Inordertomakeclear・thee鮪ctsoftheradiationonmeristemofembryoandgrowing
POlntetC”Whicharesensitivetotheradiationinhigherplants，aSWellastoinducethemutants，gamma−raySOf5KR〉10KRand20KRwer・eirradiatedtotheirshoottlPCultureofchrySanthe−
mumThecomponentof．themediumconsists ofHyponexlg／1，Thiaminelmg／l，Kinetin
O”5mg／1，AgarlOg／1，Sucrose30g／llCultivars usedwereKin−tenryuandTenryu−nO−aSa at
JulyandOctoberrespectively”Thegamma−raySWereirradiatedat3and5daysafterplanti喝
on the medium in both cultivars
（2）Thenumberofsurvivalsatthe5monthsoldafterirradiationdecreasedinproportion
totheincreaseofdosag・einbothcultivars
（3）Theshoottipsirradiatedbygamma−raySOf’20KRinbothcultivarsshowedthetendency
ofcallusformation．
