サボテンは美しい植物です。サボテン科に属し、独特の形態をしています。それらのクラド (植物の「茎」) と棘、およびそれらの花は、これらの植物が自然に発生する原住民による医療行為から、リビングルームをもう少し魅力的なものにするまで、さまざまな目的に使用されます.
サボテンは観賞用植物市場における世界的な傾向であるため、人々はこの需要を満たすためにサボテンを栽培するか、自然の生息地からサボテンを持ち出しています。したがって、サボテンの個体数は、人間の行動による生息地の荒廃に加えて、この違法な収集によって脅かされています.
では、サボテンの保護と栽培を同時に行うにはどうすればよいのでしょうか。サボテン科のメンバーで繁殖と保存の研究を行うことによって.
組織培養を行う理由
組織培養は、研究者がさまざまな研究のために実験室でさまざまな種類の生きた組織 (器官、細胞など) を培養できるようにする一連の技術です。したがって、植物組織培養は、実験室での植物器官 (葉、茎、根など)、組織 (分裂組織、カルスなど) および細胞の培養です。何のために？
この特定の研究の場合、in vitro 実験室で発芽した植物を使用した増殖は、間接的に自然個体群の完全性を保護しながら観賞用市場の需要を供給し、再導入イニシアチブのための植物を提供することができます。言い換えれば、自然集団で得られたいくつかのサボテンの果実から、植物組織培養研究所は観賞用市場の需要を満たす植物を生産することができ、人々は自然から直接植物を採取する必要はありません.
遺伝学にこだわる理由
遺伝的忠実度の研究は、マイクロプロパゲーション (植物組織培養ラボでの植物の生産) が、体細胞変異として知られる現象である、遺伝的に異なる植物を生成できることを示しています。この変異はいくつかの形で現れますが、ここでは植物の表現型、遺伝子型、またはエピジェネティックな特徴の変化として定義します。つまり、マイクロプロパゲーション研究で生成された植物は通常クローンであると想定されており、クローンはそれら自身とドナー植物の間で同一であると想定されているため、いかなる変化も予想外であるということです.
これらの体細胞変異は、植物の外観に違いをもたらさないか、より簡単に枯れるか、色が異なるか、不稔になるなどの原因となる可能性があります.それはほとんど予測不可能です。それは均一性と生産率を混乱させるだけでなく、植物の自然の生息地への再導入イニシアチブに実際の問題をもたらす可能性があるため、体細胞変異は通常、研究者が常に特定して回避しようとしているものです.
私たちが繁殖させたサボテンの突然変異をどのように見ることができますか?
DNA は微視的であり、植物細胞の核内に保持されているため、サボテンの一部から DNA を抽出して DNA 分子にアクセスする必要があります。次に、サボテンの DNA を含む溶液をきれいにして精製し (サボテンには炭水化物が多く含まれているため、高品質の DNA 抽出を行うことができません)、この DNA の領域を増幅する必要があります。その増幅は、DNA、Taq ポリメラーゼ、および検査したい特定の領域から何百万もの DNA フラグメントを作成するために必要なすべての「成分」を使用して、PCR (ポリメラーゼ連鎖反応) によって行われます。 DNA分子マーカーと呼ばれる特定の領域が変化を示すかは予測できないため、いくつかの異なるサボテンとそれぞれのクローンを使用して、いくつかの領域をテストする必要があります. Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) マーカー (反復 DNA 遺伝子座間の特定の DNA 領域) と連携することで、以前は多数のサボテンの体細胞変異を効率的に検出できたため、これらの領域を調査しました。
しかし DNA は分子です。 PCR プロセスを使用して調べたい領域を増幅した後、十分な量の DNA が得られます。これをゲルに入れると、電流を使って DNA 断片がゲル内で分離します (DNA は電気を帯びているため)。これを電気泳動と呼びます。私たちが分析するのは、電気泳動後にゲルに形成されたパターンです.DNAを染色し、UVライトを使用して実際にこれらのパターンを見て写真を撮ることができれば、それを見ることができます.サボテンとそのクローンのパターンが同じである場合、この領域にはバリエーションがないと見なされます。しかし、それらの間に異なるバンドパターンがある場合、それは突然変異が起こったことを意味します.
私たちが行ったことと発見したこと
調査した 2 種のサボテン、Micranthocereus flaviflorus 亜種。 デンシフローラス とM.ポリアンサス 亜種。 alvinii 、バイーア州でのみ自然に発生します。私たちの主な目標は、これらの種をマイクロプロパゲートし、再生した植物の遺伝的安定性を評価することでした。つまり、作成したクローンが実際にクローンであるか、またはそれらに何らかの突然変異があるかを確認したかったのです。そのために、in vitro から取得したシュートを 形態形成誘導のために、発芽した植物をMS/2（培地の一種）に接種した。形態形成は、植物が器官、またはこの場合はシュートを生成するプロセスです。これらのシュートはドナー植物から分離され、同じプロセスを繰り返しました。これは、3 つの連続したサブカルチャーで繰り返されました。
サボテンの新芽は、形態形成の可能性を保持しながらさらに新芽を生成し続けるだけでなく、その後の 3 回の伝播イベントの後、これをより速く行うことを観察しました。したがって、苗条を外植源として使用すると、 in vitro M の乗算。フラビフローラス とM.ポリアンサス それぞれ 90 日間と 60 日間の期間に最適化できます。
はい、サボテンは、実験室の状態であっても、非常にゆっくりと成長します.
電気泳動ゲルのパターンを調べたところ、両方の種のすべてのドナー植物が、調査した領域で目に見える体細胞変異のないシュートを生成したことがわかりました。これは、in vitro での高い遺伝的安定性を意味します。 /em> 3 つの連続したシュートのサブカルチャー中の伝播。
未来
この研究で研究した2つの種の形態形成の可能性と遺伝的忠実度を長期的に評価するために、より多くのサブカルチャーの研究が提案されています。植物が in vitro で過ごす時間が長くなるため、お勧めします。 そして、より多くの増殖サイクルが実行されるほど、体細胞変異が発生する可能性が高くなります.
私たちは、世界中での保護と繁殖の取り組みを支援するために、他のサボテン種の研究を奨励し、私たち全員がこれらの美しい植物を楽しみ、自然環境で繁栄できるようにします.
これらの調査結果は、2 種のミクランソセレウス バッケブの In vitro 増殖と遺伝的安定性というタイトルの記事に記載されています。 (サボテン科) ブラジルのバイーア州の固有種で、雑誌「Plant Cell, Tissue and Organ Culture」に掲載されています。この作業はバイア連邦大学の Laila Civatti が主導しました。
