Departmental Bulletin Paper Chromosome doubling of a colchicaceous intergeneric hybrid by spindle toxin treatments

Yamakawa, Miki  ,  Kishimoto, Tomonari  ,  Sato, Takeru  ,  Saito, Tomoka  ,  Amano, Junji  ,  Otani, Masahiro  ,  Nakano, Masaru  ,  山川, 美樹  ,  岸本, 智成  ,  佐藤, 武  ,  齋藤, 友花  ,  天野, 淳二  ,  大谷, 真広  ,  中野, 優

68pp.25 - 30 , 2016-02 , 新潟大学農学部
The family Colchicaceae contains some important ornamental plants, such as Gloriosa spp. and Sandersonia aurantiaca. We have produced various intergeneric hybrid plants in this family in order to obtain wide variability in horticultural traits and to develop novel cultivars. In the present study, we examined chromosome doubling of a diploid intergeneric hybrid between L. modesta and G. superba 'Lutea' (Lit×Gsu-1; 2n=2x=22) for fertility restoration and for further widening the variability. Shoot apical segments harvested from in vitro shoot cultures were treated with various concentrations of amiprophos-methyl (APM; 10, 20 or 40 mg L^<-1>), colchicine (COL; 100, 500 or 1000 mg L^<-1>) or oryzalin (ORY; 5, 10 or 20 mg L^<-1>) for 24 h. Two months after spindle toxin treatment, the highest percentage apical segments with shoot elongation (80.0%) was obtained in 10 mg L^<-1> APM treatment. Flow cytometry analysis of elongated shoots showed that a solid tetraploid (4x) was obtained from 40 mg L^<-1> APM treatment and ploidy chimeras (2x+4x) were obtained from treatments with 10 or 20 mg L^<-1> APM and 5 or 10 mg L^<-1> ORY. Tetraploid and polyploidy chimera shoots showed compact forms with reduced internodes compared with diploid shoots.
コルチカム科には、グロリオーサやサンダーソニアなど、重要な花き園芸植物が含まれている。我々は、園芸形質の拡大および新奇品種の育成のために、これまでコルチカム科内で様々な属間雑種を作出してきた。本研究では、稔性の回復および更なる園芸形質の拡大を目的として、コルチカム科の二倍体属間雑種であるリットニア × グロリオーサ‘ルテア’(Littonia modesta × Gloriosa superba ‘Lutea’;Lit × Gsu-1;2n=2x=22)の染色体倍加を試みた。シュート増殖培養物のシュートから茎頂を含む切片を調製し、様々な濃度のアミプロホスメチル(APM;10、20 または 40 mg L^<-1>)、オリザリン(ORY;5、10 または 20mg L^<-1>)またはコルヒチン(COL;100、500 または 1000 mg L^<-1>)を添加した液体培地で 24 時間振とう処理した。紡錘糸形成阻害剤処理2ヵ月後、10 mg L^<-1> APM 処理区において最も効率的に茎頂切片からシュートが伸長した。伸長したシュートの葉組織を用いてフローサイトメトリー分析を行ったところ、40 mg L^<-1> APM 処理区で四倍体(4x)のシュートが、また、10 または 20 mg L^<-1> APM および 5 または 10 mg L^<-1> ORY 試験区で倍数性キメラ(2x+4x)のシュートが確認された。これらの四倍体および倍数性キメラのシュートは、二倍体のシュートと比較して、節間が短縮したコンパクトな草姿を示した。

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