オオムギの子葉鞘細胞系を利用し, マイクロインジェクション法による外来遺伝子の導入と in situ 検出法を組合わせ, 高等植物における遺伝子発現解析システムを確立した. 導入する外来遺伝子としては, GUS遺伝子およびTMVの外被蛋白質遺伝子を使用し, CaMVの35SプロモーターとNOSターミネーターに接続して子葉鞘細胞に注入した. 導入遺伝子の転写は, フォトビオチン標識したアンチセンスmRNAプローブをプリッキング法で二次導入し, in situ ハイブリダイゼーションによって検出した. また, 遺伝子の翻訳産物については, 遺伝子導入細胞に一次抗体 (抗TMV抗体もしくはGUS抗体) を注入し, さらに酵素標識抗体を二次注入して検出した. 以上の結果, 子葉鞘細胞に導入した遺伝子の発現が転写ならびに翻訳の段階で検出され, その検出頻度は導入遺伝子の種類にかかわらず80%以上であった. 同様の結果は, in vitro で合成したmRNAを注入した場合にも認められ, 本法が高等植物の細胞レベルにおける遺伝子発現解析システムとして有効であることが示された.

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Increases in benzophenanthridine alkaloids occurred in suspension cultures of Eschscholtzia californica cells treated with elicitor from yeast extract. Elicitation at different growth stages showed that the volumetric alkaloid production was highest when yeast extract elicitor was dosed at day 6 from inoculation which was the exponential growth stage. Elicitation at this stage increased alkaloid production when it was compared to the maximum alkaloid production without elicitation. Elicitation also decreased the time required to accumulate alkaloids to a certain level.

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アスパラガスの腋芽と2mmの茎端より再生した個体の染色体数はすべて2n=20で安定していた. 腋芽より誘導したカルス細胞の染色体数は供試した3品種・系統とも変異を示したが, 変異の幅は供試系統により異なった. GKと56×22pのカルスの染色体数は10以下から50以上に変異したのに対し, MW500Wのカルスは2n=10～30の変異であった. どの系統も倍数性の値が多く出現する傾向が認められた. 継代培養を続けることによりGKと56×22pでは変異が大きく拡大し, 100以上の染色体数も観察された. 染色体数の多い細胞は大きく, 核数も増加しており, 不正常な細胞分裂の可能性が示唆された. 他方, MW500Wでは継代培養による染色体数変異の拡大は認められず, ほとんどが1核で, 旺盛に分裂する小さな細胞が多かった. この様なカルスからは2倍体 (2n=20) の個体のみ再分化したが, 大幅な染色体数変異を示し, 大型の細胞が多く含まれていた56×22pのカルスからは異数体も出現した.

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植物組織培養手法を用いた植物育種をおこなうためには, 不定芽・不定胚を誘導する植物体再分化系の確立が必要である. 本実験は, ホウレンソウ品種のサンライトを用い, 胚軸からのカルスの誘導, 植物体再分化, 及び再分化カルスの組織学的観察をおこなった.
胚軸からのカルスの誘導は, MS培地にNAA 7mg/l添加しておこなった. 得られたカルスをIAA 0.1mg/l添加した培地で前培養した後に, ホルモンフリー培地に継代する事により不定芽が得られた. 一方, 再分化植物体は, 胚軸から誘導したカルスをIAA 1.0mg/lとGA₃ 1.0mg/l, IAA 5.0mg/lとGA₃ 0.1mg/l, またはIAA 5.0mg/lとGA₃ 1.0mg/lをそれぞれ添加した培地で前培養した後にホルモンフリー培地に継代する事により得られた. また, その組織学的観察により, 不定芽と不定根を連絡するように維管束組織が観察された.

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ナス (品種‘もぎ’,‘E12’) を供試し, 培地への活性炭の添加, 葯の採取時期および低温前処理の胚様体形成への影響を検討した.
1. 初代培地への活性炭の添加は花粉のカルス化を抑制し, 胚様体形成を促進した.
2. 葯の採取時期によって胚様体の形成率には大きな差異が認められた. 高温期 (6～10月) に採取した葯には胚様体の形成は認められなかったが, 低温期 (11～12月) に採取した葯には高率で胚様体の形成が認められた.
3. 花蕾への低温前処理の効果は葯の採取時期によって異なっていた. 10～11月には花蕾への低温前処理は胚様体の形成を促進したが, 12月には逆に阻害した.

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カラジウム (Caladium x hortulanum Birdsey) の不定芽原基集塊をホモジナイザーで破砕し, この破砕片からの植物体の再生及び効率的な大量増殖法について検討を行った. 品種‘キャンディダム・ジュニア’の完全に展開した葉身を外植体とし, 葉身切片をBA 1.0mg/l+NAA 1.0mg/lを含む修正MS固型培地で培養し, 不定芽原基集塊を誘導した. 不定芽原基集塊を無菌的にホモジナイザーで破砕し, 大きさ0.7～1.5mmの破砕片を得た. 破砕片を生長調節物質を含まない修正MS固型培地で培養すると, 約60日後に幼植物体が再生した. 一つの破砕片に形成される幼植物体は1～数個体で, 順化の際に幼植物体を分離することが容易であった. また, 破砕片をBA 1.0mg/l+NAA 1.0mg/lを含む修正MS液体培地で培養すると, 不定芽原基集塊が再形成され, この不定芽原基集塊はホモジナイザー破砕片の材料に再び用いることが可能であった. 再生した植物体には葉色の変異は認められなかった.

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アメリカフウカルスの生育およびタンニン類生産に及ぼすNH₄NO₃, カゼイン分解物ならびにアミノ酸 (グルタミン, グリシンおよびセリン) の効果について検討した. NAAおよび Kinetin 添加MS培地での培養において, NH₄NO₃の除去はカルス中のタンニン生産量を大きく増加させた. カゼイン分解物の添加は光照射下においてカルスの生育とタンニン生産に効果的であったが, アミノ酸の添加は照明下また暗黒下においてともに大きな効果は示さなかった.

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カンランのライゾームをエチレン阻害剤であるアミノエトキシビニルグリシン (AVG) とチオ硫酸銀 (STS) を添加したMS培地で培養した. AVGとSTSの処理でライゾームからのエチレン放散は抑制され, 放散量の少なかった区では小植物体が形成された. ライゾームからの小植物体形成はSTS 0.1μM区及びAVG 0.1～1μM区で促進された. 窒素塩類量の少ない植物体誘導用修正MS培地 (硝酸アンモニウム; 1/4倍, 硝酸カリウム; 1/2倍) でライゾームを培養すると, エチレン放散量が少なくなった.

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三種の異なった型 (pRiA4, pRi15834, pRi8196) のRiプラスミドを含む毛根病菌の感染によってチコリ (Cichorium intybus) の毛状根を得た. この毛状根をBA (1mg/l) を含むMS培地で培養したところ植物個体が再分化した. 形質転換は, 毛状根におけるアグロピンとマンノピンの存在及び再分化植物の葉におけるRiプラスミドT-DNAの内部断片の存在によって確認した. このトランスジェニック植物は長日条件下においてバーナリゼーション無しで花芽分化したが, 非形質転換個体では同じ条件下でも花芽分化を示さなかった. 一方, Riプラスミドの rolC 遺伝子のみを遺伝子導入ベクター (pBI101) にクローン化し, リーフディスク法によってチコリに導入したところ, このトランスジェニック植物では, 長日条件下においてバーナリゼーション無しで花芽分化した.

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Agrobacterium rhizogenes A4株を用いて形質転換した Hyoscyamus albus L. の毛状根を用いて, トロパンアルカロイドの生産および光照射下で培養した根の特質を調べた. 無機要素を1/2にし25-40mMのKNO₃を添加した Woody Plant 液体培地において良好なアルカロイドの生産が得られた. また, 本毛状根を1/2MS液体培地において16時間照明下で培養すると淡い緑色を呈した. B5液体培地に4mMの硫酸アンモニウムを添加すると, 1/2MS培地を用いた場合と同程度のクロロフィル含量が得られたが生育は改善されなかった. アンモニウムイオンがクロロフィル含量に影響を与えていることが考えられる. 本緑色毛状根を電子顕微鏡で観察した結果, 未成熟な葉緑体に近いものとアミロプラストに近いものとの二つのタイプの色素体が見いだされた.

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セイヨウアカネ (Rubia tinctorum L.) およびアカネ (R. akane Nakai) の植物根と液体懸濁培養細胞の成分について, フォトダイオードアレイ検出器付高速液体クロマトグラフィーによる比較を行った. 両植物において植物根と培養細胞のいずれの抽出物からも anthraquinone 類が検出されたが, 植物根と培養細胞では, 成分組成だけでなく anthraquinone 類の種類も異なっていた. 非 anthraquinone 類である mollugin は植物根のみから検出された. 一方, 培養細胞では munjistin や pseudopurpurin といった酸化度の進んだ anthraquinone 類の増加が認められた.

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セイヨウワサビ毛状根からの光誘導不定芽分化において, s-トリアジン型およびカーバメイト型抗サイトカイニンの効果を検討した. これら抗サイトカイニンを培地中に添加したところ, 不定芽分化は阻害された. 抗サイトカイニンと同時にベンジルアデニンを添加すると, 抗サイトカイニンによる阻害効果は回復した.

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