イネ葯培養における異なる培養時期への^<60>Coガンマー線照射の影響 Effect of ^<60>Co Gamma-ray irradiation at Different Culture Stages on Rice Anther Culture

遺伝変異の拡大と固定を目的に,イネの葯培養系への放射線照射を試みた.しかし,単に培養系への照射といっても,培養細胞は脱分化から再分化へと様々な段階を経ており,その各段階で放射線照射効果が異なることが予想された.そこで,イネ品種日本晴の葯培養(二段階法)の培養直前期,脱分化期,および再分化期に^<60>Coガンマー線照射を行い,そのカルス形成および再分化に与える影響の比較を行った。その結果,カルス形成に関して,脱分化期照射により培養直前期照射でその阻害効果が大きく,脱分化期照射においてもその初期(葯置床2日目)と後期(葯置床7日目)で比較すると,初期照射でより大きな阻害効果が認められた(Table 1).このようなカルス形成阻害効果の差は,照射された時期に小胞子がもつ細胞数によっているものと思われた。照射された小胞子内の細胞のうち,それほど障害を受けなかった細胞が分裂を続けカルス化するため,小胞子が照射時に帯つ細胞が多ければ多いほど,その補償効果によりカルス形成率が高くなるものと思われた。カルス誘導過程の組織学的観察(Fig.1)により,培養直前期,葯置床2日目および7日目の小胞子は,それぞれ1個,2個および多数の細胞を含んでいた。また再分化に関しても同様な補償効果が認められ(Table 2),培養直前期照射および再分化期照射で再分化阻害効果が認められた。脱分化期照射は,再分化に関してはほとんど影響を与えないようであった。本実験において,カルス形成率及び緑色植物体再分化率に加えて,置床葯数あたりの緑色再分化体が誘導された葯の数を,置床葯効率(Plating anther efficiency(PAE))とし,放射線感受性の比較のための指標とした。置床葯効率を指標とした場合,培養直前期で放射線感受性がいちばん高く,次いで再分化期であり,脱分化期では感受性がいちばん低かった。それぞれの置床葯効率に関する放射線半減線量は,約6Gy,20〜25Gyおよび50Gy以上であった。

Gamma-ray irradiation was applied at different stages of rice anther culture. In rice anther culture we could divide three stages, namely (1) anthers prior to plating (ante-culture stage), (2) anthers plated on callus induction medium (dedifferentiation stage) and (3) induced calli plated on regeneration medium (regeneration stage). Irradiation at the ante-culture stage decreased the rate of callus formation and regeneration of green plantlets. During the dedifferentiation stage, irradiation also decreased the rate of callus formation, but did not affect the regeneration of green plantlets. Irradiation during the regeneration stage reduced the regeneration of green plantlets. In this study, we defined the number of anthers which regenerated green plantlets per number of plated anthers as plating anther efficiency (PAE). We used the PAE value as an index of radiation sensitivity of cell in vitro in anther culture because the PAE value is related to the callus formation rate and regeneration rate, and reflects the efficiency to obtain regenerated plants. Based on the PAE values, radiation sensitivity was the highest at the ante-culture stage, followed by the regeneration stage, and the lowest during the dedifferentiation stage. The RD_<50> values for PAE were about 6 Gy, more than 50 Gy and 20-25 Gy at the ante-culture, dedifferentiation and regeneration stages, respectively.