多くの人が、扱いにくい (または成長が難しい) 植物と液体クロマトグラフィーという 2 つの一見異なる概念について聞いたことがあります。植物組織培養または in vitro 培養は、無菌および制御された培養条件での植物の成長、増殖、および操作を可能にし、非常に少量の出発材料しか必要としない貴重な技術です。植物は、通常は寒天ベースの成長培地で成長し、成長を促進およびサポートするために、炭素、微量および多量栄養素が補充されます.
それらが成長する培地には、多くの場合、植物成長調節剤または植物ホルモンと呼ばれるさまざまな植物成長調節化学物質が追加されており、植物を特定の成長パターンに向けるために使用できます。最も一般的に使用されるクラスは、最初に発見された PGR であるオーキシンとサイトカイニンです。これら 2 つの調節因子のバランスは、植物の成長を導く上で極めて重要であると判断され、1957 年に Skoog と Miller によってタバコの葉の培養で説明されました。生産を撃つための低オーキシンと高サイトカイニン;そして、この 2 つのバランスがとれて、カルスと呼ばれる組織の一種である未分化細胞の塊が生成されます。
植物組織培養は、全能性の概念に基づいています。これは、単一の植物細胞が脱分化して他のタイプの細胞に再分化し、最終的には植物体全体に分化する能力を持つ現象です。このため、外植片と見なされる親植物の 1 枚の葉から、数千または数百万もの植物を繁殖させることができます。大きな枝や根の挿し木を必要とする従来の繁殖方法と比較して、組織培養は、利用できる材料が限られている植物を繁殖させるための魅力的な技術になります。絶滅の危機に瀕している植物はそのようなグループの 1 つであり、これらの植物をより多く生産することが明らかに望ましいためです。
残念ながら、すべての植物が Skoog と Miller によって最初に確立された原則を順守しているわけではなく、不均衡に薬用植物や絶滅の危機に瀕している植物は、他の種と比較してこれらの原則を容易に順守しない傾向があります。一見すると予想外かもしれませんが、これらの種は特殊な特性や成長要件を持っていることが多いため、そもそも絶滅の危機に瀕したり、薬用になったりする可能性があるため、これは論理的です.従来の方法では、この問題を解決するために、オーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、ジャスモン酸、
ラボでは、組織内のこれらのホルモンの内因性レベルを変更する試みで、さまざまな阻害剤を使用することもあります。たとえば、自然にすでに高いオーキシン レベルを持っている植物は、シュートの生成に対してより耐性があるか、追加に対してより敏感である可能性があります。オーキシンの補給。植物化学の複雑さは、これが時間のかかる、そして最終的には費用がかかる無駄な努力になる可能性があることを意味します.
文字通りカラー (「クロム」) ライティング (「グラフィー」) を意味します。平均的な人のクロマトグラフィーの経験は、小学校で遭遇する簡単な実験にまで及ぶ場合があります。この実験では、黒のマーカーを分離して、コーヒー フィルター上のこのインクを構成する虹色の色を確認します。 、または CSI や法医学ファイルなどの人気のある犯罪捜査番組の参考資料です。しかし、この技術は何十年にもわたって研究や商業実験室で使用されてきました.化学者に関連することが最も多いですが、この技術は1800年代後半に植物学者Mikhail Tsvetによって植物の光合成色素を分離する目的で最初に定義されました.キサントフィル（黄色）、カロテノイド（オレンジ）、クロロフィル（緑色）。この技術では、一般にシリカが充填されたカラムで混合物から化合物を分離し、分離された化合物を検出器に入れて、これらの化合物を測定および識別することができます。
扱いにくい植物の繁殖
私たちの最近の研究では、これら2つの概念をまとめて、最初に内因性植物成長調節因子のレベルを定量化し、これを繁殖努力の出発点として使用することにより、難治性植物の繁殖の問題に対する新しいアプローチを提案しました。これを行うために、これらの化合物を分析するためのシンプルで効率的かつ低コストの方法を開発しました。この方法は、比較的安価な機器を使用し、溶媒を簡単に廃棄でき、広範な化学のバックグラウンドを必要としません。これらすべてが、これらの技術の実装を希望する植物組織培養ラボにとって大きな障害となっています。
植物組織は、最初に急速冷凍され、粉砕され、50 % の酸性化メタノールで抽出され、超音波処理によって抽出されます。ろ過および希釈後、サンプルは分析の準備が整います。この方法では、液体クロマトグラフィーと質量分析による検出を使用して、3 つのサイトカイニン (ゼアチン、ベンジルアミノプリン (BA)、6-(γ,γ- ジメチルアリルアミノ)プリン (2-iP)、オーキシン (インドール-3-酢酸; IAA)、ジベレリン酸 (GA3)、アブシジン酸 (ABA)、ジャスモン酸 (JA)、サリチル酸 (SA)、および JA の前駆体:12-オキソフィトジエン酸 ( OPDA) および JA の活性型:ジャスモン酸イソロイシン (JA-Ile)、および一般にアスピリンとして知られるサリチル酸誘導体アセチルサリチル酸 (ASA)。次に、サンプルは、移動相成分:10 mM 酢酸アンモニウム、pH 9.0、および 100 % メタノールを使用した勾配法を使用する液体クロマトグラフィーによって分離されます。
分析対象物は、強化された選択性と優れた感度を可能にする単一イオン記録を使用して検出されます。このメソッドは、薬用植物 (甘いヨモギ、フェンネル、セントジョンズ ワート)、商用種 (ジャガイモとバナナ)、観賞用植物 (アフリカ バイオレット) および樹木を含む 8 つの植物種にわたって、複数日にわたって繰り返し注入し、抽出物を調製することによって検証されました。 (アメリカニレ) と 3 つの組織タイプ (シュート、根、種子)。精度、精度、再現性に優れていることが判明したため、他のラボでも簡単に再現できるはずです。
さらに、3 つの誘導体化合物 (JA-Ile、OPDA、および ASA) を含めることは、メソッドに既に含まれている化合物の測定に有用であることに加えて、さらに関連する化合物を追加するための出発点としても使用できることを示しています。メソッドがまだ包括的ではないラボでの化合物。
したがって、この方法は、多様な植物種の難治性を克服するための新しいアプローチに必要な技術的方法を提供します。これは、高価な、または特に有害な化学物質を必要とせず、さまざまな技術的経験を持つラボ全体で採用される可能性があります.
これらの調査結果は、ジャーナル Plant Cell, Tissue and Organ Culture .この作業は、グエルフ大学の Lauren A E Erland と Praveen K Saxena が主導しました。
