研究報告/第72号

農業・園芸総合研究所研究報告

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第72号：2004年3月発行

第72号抄録
セリの新品種の育成と生態的特性の解明に関する研究
遠藤柳子
Development of New Cultivar and Studies on Ecological Character of Oenanthe javanica
Ryuko ENDO

本研究では,非対称細胞融合法や培養変異を利用して,新規のセリ科野菜やセリの新品種を育成しようとした。また,育成したセリの新品種を供試して生態的特性を調べ,育成親や在来系統と比較しようとした。

1. セリでは葉柄,セルリーでは胚軸,アシタバでは葉柄を供試して,不定胚を高頻度で形成するカルス(embryogenic callus)の形成とembryogenic callusからの不定胚形成に及ぼす培地条件と培養環境の影響を検討した。その結果,セリのカルス形成には0.1mg/l 2,4-Dと30～50g/lしょ糖を添加したMS培地を用いて明所で培養する方法が適し,不定胚形成には10g/lしょ糖を添加した2～1倍濃度のMS培地を用いて25～30℃で培養する方法が適していた。セルリーのカルス形成には0.1mg/l2,4-Dと0.01～0.1mg/l BAまたは0.5mg/l 2,4-Dと0.1mg/l BAと30～40g/lしょ糖を添加したMS培地を用いる方法が適し,不定胚形成には10～50g/lしょ糖を添加したMS培地を用いて30℃で培養する方法が適していた。アシタバのカルス形成には1.0mg/l 2,4-Dと40g/lしょ糖を添加したMS培地を用いて暗所で培養する方法が適し,不定胚形成には10～50g/lしょ糖を添加したMS培地を用いて20～30℃で培養する方法が適していた。
2. セルリーのカルスをナース細胞として用いてセリのプロトプラストを培養すると,初期のコロニー形成が促進され,その後のコロニー形成も阻害されなかった。セルリーのカルスを振盪培養した培養濾液を調整培地として用いてセリのプロトプラストを培養すると,初期のコロニー形成は促進されたが,培養開始後60～90日にはコロニー形成が著しく阻害された。調整培地を作成するために行うセルリーのカルス培養期間としては,7～28日の範囲内で長いほど初期のコロニー形成が促進された。また,調整培地のコロニー形成促進効果は熱処理や室温ないし低温での保存を行っても維持された。
3. 新規のセリ科野菜を育成することを目的に,セリとハマボウフウまたはセルリーとの非対称細胞融合を行った。80kRの軟X線を照射したセリのプロトプラストと,10mM IOAで処理したハマボウフウまたはセルリーのプロトプラストに細胞融合処理を行った結果,カルスやシュートが得られた。得られたカルスを供試してRAPD分析を行ったところ,60系統のカルス中47系統で雑種性が示された。そのうちの6系統についてサザンブロット分析を行ったところ,雑種カルスであることが確認された。セリとハマボウフウの非対称細胞融合で得られた5系統の雑種カルスではセリの一部の染色体と二～四倍性のハマボウフウの染色体から構成され,セリとセルリーの非対称細胞融合で得られた1系統の雑種カルスではセルリーの染色体のみから構成されていた。非対称細胞融合カルスから形成されたシュートは発根しないため,独立した個体に育たなかった。
4. 品質は良いがセリ葉枯病に罹病しやすい‘島根みどり’のセリ葉枯病抵抗性個体を得ることを目的として,セリ葉枯病菌の培養濾液から作成した抽出液を用いてセリのカルスと不定胚の選抜を行った。その結果,50倍濃縮液相当の培養濾液抽出液を添加した培地で,培養後1日に褐変した不定胚を選抜して育成した1個体がセリ葉枯病に抵抗性を示した。この選抜個体は育成親の‘島根みどり’(園試系)と比べて,小葉当たりの病斑数,全葉に占める病変部の面積率および病斑当たりの分生子殻数が少なく,‘飯野川系’と同程度の抵抗性を示した。外部形態は‘島根みどり’(園試系)と差が認められなかった。この選抜個体は,種苗法に基づき品種登録を出願したところ,‘みやぎVWD1号’として2002年3月25日に登録が認められた。
5. 新品種‘みやぎVWD1号’を供試して自然条件下における生育状態を調べ,導入先の異なる‘島根みどり’の収集系統と比較した。その結果,系統によりやや異なったが,ランナーの発生が盛んになる時期は5月中～下旬,基部節間の伸長開始が急速に進む時期は5月上～中旬,着蕾時期は7月中～下旬で,新品種‘みやぎVWD1号’と‘島根みどり’(園試系)に大きな違いは認められなかった。12月に収穫する作型で‘島根みどり’の各系統を比べると,草丈やランナーの発生状況,茎葉の色に違いが認められたが,新品種‘みやぎVWD1号’の草丈や1株重は系統内では中程度で,葉や葉柄に赤みを生ぜず,育成親の‘島根みどり’(園試系)と同じく,良好な品質を示した。
6. 新品種‘みやぎVWD1号’を供試して,日長が温室内で栽培されたセリのランナーの発生や,基部節間の伸長,着蕾などに及ぼす影響を調べることを目的として,10月にプランターに植え付けて自然条件下で育て,11月6日から翌年の3月27日にかけて最低気温を10℃,日長時間を8時間または24時間に調節した温室に搬入した。その結果,いずれの時期に搬入しても,ランナーの発生に及ぼす日長の影響は認められなかった。節間の伸長は,いずれの時期に搬入しても,長日によって促進された。搬入から節間伸長を開始するまでの日数は搬入時期が遅れるほど早まり,日長時間と系統間の差も小さくなった。いずれの系統においても,8時間日長では24時間日長に比べて節間長が短く,着蕾は24時間日長でのみ認められ,8時間日長では7月上旬まで育てても着蕾しなかった。新品種‘みやぎVWD1号’と‘島根みどり’(園試系)の日長反応に大きな違いは認められなかった。

以上の結果,本研究では,古くから食用に供されているが品種の育成がほとんど行われていないセリについて,培養変異を利用してセリ葉枯病抵抗性の新品種‘みやぎVWD1号’を育成し,その生態的特性について調べた。

今後は,育成した新品種‘みやぎVWD1号’と生態的特性を活用することによって,セリの栽培管理や調製作業が省力化され,さらに新しい品種が育成されると期待される。

＜Summary＞

In this study, an attempt was made to produce a new vegetable of the Umbelliferae family and a disease-resistant variety of Oenanthe javanica. Using this newly bred variety, the ecological character of O. javanica was studied and compared with native strains.

1. Using the petiole of O. javanica and Angelica keiskei, hypocotyle of Apium graveolens for explants, the optimum conditions for embryogenic callus formation and embryogenesis from the callus were examined. Embryogenic callus of O. javanica was obtained on MS medium containing 0.1mg/l 2, 4-D and 30～50g/l sucrose under light. Embryogenesis from the embryogenic callus of O. javanica occurred on 2～1×MS medium containing 10g/l sucrose at 25～30?. Embryogenic callus of A. graveolens was obtained on MS medium containing 30～40g/l sucrose and 0.1mg/l 2, 4-D, 0.01～0.1mg/l BA or 0.5mg/l 2, 4-D, 0.1mg/l BA. Embryogenesis from the embryogenic callus of A. graveolens occurred on MS medium containing 10～50g/l sucrose at 30?. Embryogenic callus of A. keiskei was obtained on MS medium containing 1.0mg/l 2, 4-D and 40g/l sucrose in darkness. Embryogenesis from the embryogenic callus of A. keiskei occurred on MS medium containing 10～50g/l sucrose at 20～30?.
2. When O. javanica protoplasts were cultured with celery‘soup-celery' calli as nurse cells, colony formation obviously increased in the early days of culture, and no impediment occurred thereafter. Conditioned medium, prepared from celery suspension culture, also increased the colony formation in the early days of O. javanica protoplast cultures. When protoplast cultures using conditioned medium were continued to 60-90 days, colony formation was impeded. Between days 7 and 28, the longer the period of celery suspension culture for preparing conditioned medium, the greater the number of O. javanica protoplast colonies formed. When the conditioned medium was stored at -20? to room temperature or boiled at 121?, the conditioning effect on colony formation was maintained.
3. In order to produce new vegetable, asymmetric somatic hybridization between O. javanica and Glehnia littoralis or Apium graveolens was carried out. Protoplasts of O. javanica were X-irradiated at 80kR, and those of G. littoralis and A. graveolens were treated with 10mM iodoacetamide at room temperature for 20 min. After each treatment, the mixed protoplasts were electro-fused and cultured. Forty-seven calli from sixty calli were confirmed as hybrid calli by RAPD analysis. Six selected calli were determined to be hybrid by means of Southern blot analysis. Five hybrid calli between O. javanica and G. littoralis contained a few chromosome of O. javanica and 2-4x chromosome of G. littoralis. As well, one hybrid callus between O. javanica and A. graveolens contained 2x chromosome of A. graveolens only. The regenerated embryos and shoots were abnormal and could not grow to plantlets.
4. In order to obtain plants resistant to water dropwort leaf blight, calli and embryos were selected for reaction to the culture filtlates of Septoria apiicola. A marketable strain but susceptible to S. apiicola, ‘Shimane-midori-ensi-kei', were used for mother plants in order to obtain resistant plants. Embryos which were browned in medium containing 50-fold culture filtrates the day after transplanting were selected, and seven of them grew to　plant. When they were assessed for resistance to S. apiicola conidia inoculation, one plant showed resistance to the disease. Compared with‘Shimane-midori',　the selected plant showed smaller numbers of symptoms per leaf and picnidia per symptom, and a lower rate of brown spots per leaf. The disease resistance of selected plant was the same as that of‘Iinogawa-kei', and its phenotype was not different from‘Shimane-midori-ensi-kei '. This selected plant was registered as a variety ‘Miyagi VWD 1'.
5. The ecological characteristics of‘Miyagi VWD 1’and the strains of‘Simane-midori’which were collected from other growers were investigated under natural conditions. Though several differences were observed among the strains, runners occurred vigorously in all strains from mid- to late May. Internodes began to elongate in the early to middle of May, and buds appeared from mid- to late July. The difference of‘Miyagi VWD 1’and the mother strain‘Simane-midori-ensi-kei’was slight. When harvested in December, the difference of plant hight, runner development, and leaf and stem colors were observed among the strains of ‘Simane-midori’. ‘Miyagi VWD 1’and the mother strain‘Simane-midori-ensi-kei’both indicated middle levels of plant hight and weight, and anthocyanin did not appear in the leaves and petioles.
6. Using‘Miyagi VWD 1’and other strains, the effect of photoperiod on the growth of O. javanica was investigated. Nursery shoots were planted in plant boxes on October 6, and grown under natural ambient temperature and a natural photoperiod. From November to March, plant boxes were set in a greenhouse in which a minimum temperature of 10℃and an 8- or 24-hr photoperiod were maintained. Runner development was not affected by photoperiod. Elongation of the basal internode was facilitated by a 24-hr photoperiod. Late transfer to the greenhouse promoted elongation of the internode. Flower buds were formed only under the 24-hr photoperiod. The effect of photoperiod on the growth of‘Miyagi VWD 1’was same as that on the mother strain‘Simane-midori-ensi-kei’.

Though O. javanica is a traditional crop, cross breeding has not been conducted. In this study, a new variety ‘Miyagi VWD 1’, resistant to water dropwort leaf blight, was selected from‘Shimane-Midori-ensi-kei’using somaclonal variation, and its ecological character was studied.
The new variety‘Miyagi VWD 1’and this study of its ecological character will be useful for labor saving in the cultivation and in the breeding of O. javanica.