緑化修復用樹種ホホバ雌株の選択的増殖技術の開発

世界規模の砂漠化は深刻な問題であり、砂漠化を防ぐための世界的なプロジェクトとして、様々な乾燥耐性植物の植林による緑化が進められています。しかし、植林された植物に経済的価値が低いとプロジェクト後は放置され、薪用に伐採される事例がほとんどです。そこで乾燥耐性を有するだけでなく、経済的価値の高い植物としてホホバ（Simmondsia chinensis）が緑化修復用樹種として期待されています。しかし、雌雄異株植物であるホホバは、厳しい乾燥条件における雌株率は17％に低下し、播種から開花・結実まで5-6年を要するため、種子生産の面から雌株優良株の増殖が求められています。そこで、雌雄判別と植物体再生・増殖条件を検討しました。

4種類の10merプライマー（OPBC-11, OPX-05, OPAL-20, OPAR-08）を用いたPCRにより、雄株特異的なDNA領域を増幅し、電気泳動により雄株特異的なバンドを検出することに成功した（図１）。その結果、形態学的に雌雄判別が不可能な実生の段階で、早期雌雄判別可能なDNA分析法を開発した。
野外で生育中のホホバ植物体を材料に用い、4-8月に採取した新梢を表面殺菌（中性洗剤溶液で洗浄した後、70％エタノールに1分間、続いて、有効塩素濃度1.0％の次亜塩素酸ナトリウム溶液に20分間浸漬）して用意した外植片を3％（w/v）スクロース、0.7％（w/v）寒天、0.5mg L^-1ゼアチン（iZ）添加MS寒天培地で8週間培養すると無菌率84.0％で15.0芽を有する6.0mmの長さのシュートが3.6本得られる培養系を確立した（図2）。さらに、再生した無菌の幼植物体のシュートから外植片を調整し、3％（w/v）スクロース、0.7％（w/v）寒天、5.0mg L^-1ベンジルアデニン（BA）、0.5 mg L^-1インドール酪酸（IBA）添加MS培地で8週間培養すると28.9芽を有する5.1mmの長さのシュートが6.3本得られるin vitro増殖系を確立した（図3，4）。このようにして得られたシュートを1,000mg L^-1インドール酪酸（IBA）溶液にディッピング処理した後、3％（w/v）スクロース、0.7％（w/v）寒天を添加したホルモンフリーMS培地に置床し、8週間培養することにより、50.0％のシュートから発根が認められ、完全な植物体への再生が可能となった。
以上の結果から、修士論文で確立したホホバ雌雄判別法と判別後のホホバ雌株のin vitro増殖法は、従来の繁殖法に代わる効率の高い繁殖法として利用が期待される。

本研究により、DNAマーカーを利用したホホバ雌株の早期判別技術を確立、野外植物から無菌シュート再生に成功し、効率的なin vitro増殖法を開発した。また、ディッピング法によりシュートからの発根に成功し、完全な植物体に再生することに成功した。本技術の確立は、ホホバ雌株の選択的な増殖を可能とし、緑化修復用樹種としての利用を推進する成果と期待している。