Bisher konnten wir wahre wilde Form von Suss-Kartoffel nicht finden. Das ruhrt wohl davon her, dass wahrend fast alle wilden Ipomoea 30 Chromosomenzahl in 2n haben, der Suss-Kartoffel allein 90 in 2n hat. Also hatten wir die wilden Eltern von Suss-Kartoffel in solchen Formen mit 30 Chromosomezahl suchen sollen, deren Organe der minderen Chromosomenzahl entsprechend kleiner als der Suss-Kartoffel sind. In unserem Reich finden wir 15 Gattungen mit etwas 38 Arten, welche zu den Convolvulaceen gehoren. Von ihnen umfasst Ipomoea 12 Arten. Der Autor suchte die verwandtschaftliche Beziehung zwischen unseren wildwachsenden Ipomoea und dem Suss-Kartoffel zu finden. Obgleich der Suss-Kartoffel von amerikanischem Ursprung ist, konnte der Autor auch in unserer Flora eine in enger Beziehung mit dem Suss-Kartoffel stehende Ipomoea-Art finden. Das ist Ipomoea sepiaria KOEN. Diese I. sepiaria wachst in Tropen am Sudende von Formosa, aber der Autor konnte ihre Eigenschaften mit der des Suss-Kartoffels genan vergleichen, indem er sie hier (Hirosima in der japanischen Hauptinsel Honsu) kultivierte. Der Chromosomenzehl von Suss-Kartoffel ist, wie oben erwahnt, 90 in 2n und die des Ipomoea sepiaria ist 30 in 2n, wie fast alle anderen Ipomoea. Diese Tatsache entspricht der Verschiedenheit zwischen den beiden Pflanzen, d.i. alle Organe des Suss-Kartoffels sind etwas grosser als die der I. sepiaria. Aber fast alle anderen Eigenschaften als die Grosse sind in beiden dieselben. Wenn man den Chromosomenzahl von I. sepiaria auf irgend eine Methode zu Hexaploid (90) vermehrt, so kann man erwarten, dass diese hexaploide I. sepiaria dem Suss-Kartoffel noch naher kommen wird. Man kann daher behaupten, dass genetische Elemente von Suss-Kartoffel nicht nur in der Neuen Welt, sondern auch in Indo-Malaysien und pazifischen Inseln verbreitet sind.

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Cotyledon morphology of Convolvulaceae seedlings from seaborne seeds was studied in Japan for identification at seedling stage. Mature cotyledonary leaves of seedlings found on the driftline were studied in twelve species encompassing four genera of Calystegia, Ipomoea, Operculina. Stictocardia. The characters examined include cotyledon colour, basal-apical notch distance, shape and dimensions. Characters of the cotyledonary leaves of each Convolvulaceae species examined were described and usefulness for identification at seedlings stage are confirmed. The cotyledonary leave of Calystegia soldanella which has not apical cleft is quite differ from other species, while those of Ipomoea, Operculina and Stictocardia are beloved.

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近年,細胞融合や遺伝子導入などバイオテクノロジーが,トマトやイネなどの作物の育種に応用され始めて,いくつかの成果が出てきている.オレンジとカラタチの体細胞雑種の「オレンジカラタチ中間母本農1号」やアメリカで遺伝子組換え植物として始めて売り出された「Flavr Savr^<TM>」はその主要な成果である.しかしながら,園芸植物種を多く含むIpomoea属植物では,バイオテクノロジーに関する研究がイネ,トウモロコシ,ジャガイモなどの主要作物に比べて大きく立ち遅れている状熊である.本論文では,Ipomoea属植物の中で,サツマイモとI trichocarpaについてバイオテクノロジーを利用した育種の可能性について論じた.本論文は,第1章の序論から第5章の総合考察まで,全5章から構成される.第1章の総合序論では,本論文の背景と目的,さらにバイオテクノロジーの植物育種への応用の可能性について例をあげて述べ, Ipomoea属植物種の育種におけるバイオテクノロジーの重要性を論じた.第2章では,バイオテクノロシー技術を確立する際の最も基本的な技術である培養組織からの植物体再生について検討した.その結果,サツマイモとその近縁野生種I trichocarpaの葉片由来カルスからの効率的な不定芽の再分化条件が明らかになった.サツマイモ品種中国25号の葉片出来カルスからの不定芽形成は,培養組織からの再分化の際に広く用いられているBAの添加によっては促進されず,再分化培地としては植物生長調節物質を添加しないLS培地が適当であった.その際,エチレン阻害剤であるAgNO_3をカルス誘導培地に2 mg/lの濃度で添加することによって極めて高い不定芽形成率を得ることができた.このことから,サツマイモではカルス誘導時のエチレンの発生を抑制することによって再分化能を持ったカルスを誘導することができることが示唆された.不定芽形成はABAによっても影響され,2 mg/I ABAをカルス誘導培地に添加して得られたカルスから高い頻度で不定芽が再分化した.I trichocarpaの葉片由来カルスからの不定芽形成は,再分化培地にBAを添加することによって促進することができ,サツマイモの場合と異なった傾向を示した. このことから,I trichocarpaは内生サイトカイニンの量がサツマイモと比べて低いと考えられた.また,I trichocarpaの場合,カルスから不定芽を得るのには,カルスから直接不定芽を誘導する方法と,カルスから再生した不定根,を,LSホルモンフリー培地に移植して不定根から不定芽を誘導する二通りの方法によって可能であった. Ipomoea属植物では,カルスからの不定根分化は,不定芽の分化に比べて比較的高頻度で生じるので,この不定根を経由した不定芽の再生方法によって,他のIpomoea属植物のカルスからの再生系を確立することの可能性が示唆された.第3章では,細胞融合やプロトプラストヘの遺伝子導入といったバイオテクノロジー技術の基礎となるプロトプラストの単離と培養についてサツマイモの葉肉組織と培養細胞を材料にしておこなった.その結果,葉肉組織からのプロトプラストの単離には,in vitro植物の展開葉の切片を,滅菌水に約16時間浸す前処理を行うことが有効であり,前処理を行わなかったものに比べて20倍以上の収量が得られた.葉肉プロトプラストと培養細胞由来プロトプラストは同様の比較的簡単な培養方法によって,効率良くカルス化することが可能であり,プロトプラスト由来カルスからの不定芽の形成は見られなかったが,不定根の再生が観察された.第4章では,野生型Agrobacterium rhizogenesによるサツマイモとI trichocarpaの形質転換を行った.その結果,ミキモピン型のバクテリアをサツマイモ数品種に接種した実験では,毛状根形成について品種間差異が認められ,さらに,サツマイモ品種中国25号に異なった系統のバクテリアを接種したところ,バクテリア間でも毛状根形成に差異が生じるのを確認できた.このことは,供試する植物材料に適したバクテリア系統を選択する.必要性があることを示唆しているサツマイモでは,ミキモピン型のバクテリアによって比較的高頻度に毛状根を誘導することができた.これに対して,I trichocarpaでは,バクテリア系統間での毛状根形成に著しい差異は認められず,全てのバクテリアにおいて80%以上の切片から毛状根が形成された.毛状根を植物ホルモンを含まないLS培地に移植することによって,サツマイモとI trichocarpaの両種の毛状根から不定芽を再生させることが可能であった.再生した形質転換体は,葉が波打つ,地上部が矮化するといったR_1プラスミドで形質転換した植物体に特徴的に見られる特性を示した.サツマイモでは,地上部の矮l化は,単位面積当たりに栽植できる株数の増加につながり,このことは単位面積当たりの収量の向上につながるために有用な形質と考えられた.

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ポリフェノールなどの有機成分を緩やかに溶出するココヤシチップを用い,木質バイオマスからの水溶性有機物がエンサイの成長に及ぼす影響を水耕条件で調査した.ココヤシチップを水耕養液に添加した区(ココヤシ区)と比較対照は水道水を用いた区(水耕区)の2つを設定した.草丈,茎径および茎と地上部の新鮮重は水耕に比べてココヤシ区の方が有意に高かった.また,ココヤシ区は水耕区に比べ,葉面積は約3倍,比葉面積は約2倍大きくなった.他方,植物の葉に含まれるクロロフィル量の指標であるSPAD値と光化学系IIの有効量子収率に差は認められなかった.これらのことから,ココヤシチップには,成長促進作用があることが示唆された.

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ヤーコンの甘味資源作物としての特性が四国農業試験場で調査されている。1992年6月初め維管束が褐変して萎れる個体が発見された。発病株率は7月上旬まで急速に増加し,病勢は盛夏に停滞した。病斑部からの細菌の漏出は少なかったが白色,円形で中央部にくぼみのある集落の細菌が均一に分離された。分離細菌はジャガイモ塊茎切片を腐敗させ,茎への有傷接種でヤーコンを萎ちょうさせた。本細菌はグラム陰性,発酵性,硝酸塩の還元,インドール,アセトインの産生,レシチナーゼ,アルギニン脱炭酸酵素活性が陽性,メチルレッド試験が陰性で, 37°Cで生育し38°Cで生育しなかった。メリビオース,ラフィノース,イヌリンから酸を産生し, L-酒石酸,マロン酸を利用したが,マルトース,トレハロース, D-アラビノースは利用しなかった。以上から,本細菌をErwinia chrysanthemiと同定した。さらに, Dickeyにより提案されたE. chrysanthemiの細菌学的性質に基づくsubdivisionに照らし合わせると本菌はV群に類別される。病名としてヤーコン萎ちょう細菌病(bacterial wilt of yacon strawberry)を提案した。

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近年，白さび病菌目（Albuginales）では分子系統解析が盛んに行われ，その結果と形態や宿主との関係から，タデ科，ヒユ科およびスベリヒユ科寄生種をWilsoniana属，キク科寄生種をPustula属としたり（Thines and Spring, 2005），韓国産ナズナ寄生種（Albugo koreana Y.J. Choi, Thines & H.D. Shin, 2007）やシロイヌナズナ寄生種の一系統（A. laibachii Thines & Y.J. Choi, 2009）を新種としてアブラナ科寄生種A. candida (Pers.) Rousselから分割するなどの分類学的再編が行われてきた．一方，（Ipomoea）寄生種ではアサガオ類に寄生する2種の宿主特異性が報告されたが（Sato et al., 2009），詳細な分子系統解析は行われておらず，分子系統と寄生性の関係は明らかにされていない．そこで，国内で採集したIpomoea属植物上の生菌および海外の乾燥標本を用いて，rDNA ITS領域の塩基配列に基づき分子系統解析を行った．得られた系統樹では，形態に基づきA. ipomoeae-panduratae (Schwein.) Swingle，A. ipomoeae-hardwickii SawadaおよびA. ipomoeae-aquaticae Sawadaと同定された標本は，他の白さび病菌とは異なるclusterに所属し，各種は単独のcladeを形成した．また，前2種の標本は宿主ごとにsub-cladeにまとまり，ITS領域による分子系統はほぼ寄生性を反映することが明らかとなった．すなわち，A. ipomoeae-pandurataeに属するf. sp. lacunosae（マメアサガオ寄生系統）とf. sp. trilobae（ホシアサガオ寄生系統）および，A. ipomoeae-hardwickiiに属するf. sp. hederaceae（アメリカアサガオ寄生系統）とf. sp. nile（栽培アサガオ寄生系統）の各分化型間には，わずかであるがITS領域の塩基配列に差異が認められた．ただし，国内未確認のサツマイモ寄生種A. ipomoeae-pandurataeの標本は，サツマイモに寄生しないマメアサガオ寄生系統f. sp. lacunosaeと塩基配列が一致，あるいは高い類似性を示し，同領域が寄生性の差異を反映しない結果となった．今後，国内未確認のグンバイヒルガオ寄生種A. ipomoeae-pes-caprae Cif.も加えIpomoea属寄生種全体の系統関係を明らかにしたい．

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光条件がエンサイの花芽形成と伸長成長に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした．供試材料は，台湾で流通しているエンサイの在来系統である．試験に用いたクローン苗は植物育成用蛍光灯を用いて，光照射量が光合成有効光量子束密度（PPFD）200 μmol m^-2 s^-1の14時間明期条件下で栽培した．光スペクトル，照射時間及び光照射量を変えて，人工光を30日間照射した．実験1: 花芽形成と伸長生長に及ぼす光スペクトル及び照射時間の影響は，LED光源のみを用いて調べた．処理区は青色（B），緑色（G），赤色（R）区であり，照射時間はそれぞれ1日10，12，14時間とした．光照射量はすべての区で，クローンの頂端においてPPFD 200 μmol m^-2 s^-1となるよう調節した．実験2: 青色の光照射量が花芽形成に及ぼす影響をみるため，青色LEDのみを用いて，光照射量をクローンの頂端においてPPFDが50，100，150，200 μmol m^-2 s^-1となるように実験区を設けた．照射時間は1日あたり10，12時間照射の2条件とした．実験1の結果，草丈はいずれの照射時間でもB区で有意に高くなった．花芽はB区の10，12時間照射区において形成されたが，GとR区では形成されず，14時間照射区はいずれの処理区でも花芽形成は認められなかった．実験2の結果，花芽は10時間照射区の100，150，200 μmol m^-2 s^-1区および，12時間照射区の200 μmol m^-2 s^-1区で形成された．光照射量の増加に伴って，花芽形成までの日数は有意に短くなるとともに，花芽数は増加した．

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