植物組織培養

伝統的に、農家は 何世代にもわたって 作物を交配させ、より多くの収穫量、より大きな種子、より甘い果実、より強い耐病性など、望ましい形質を 持つ作物を生産してきました。接ぎ木や他家受粉 を行うことで、様々な新品種の作物を 作り出すことができます。しかし、これらの手法は 時間がかかる上に不特定であるため、望ましい形質が排除されてしまう 可能性があります。その代わりとして、植物組織培養などの インビトロ技術を使えば、望ましい形質を持つ 植物のクローンを素早く 大量に生産できます。この技術は「全能性」に 基づいています。全能性とは、植物の一部に 適切な成長調節剤と 環境を与えることで、そこから完全な植物を 発生させる能力です。使用する植物の部分、または外植片によって 組織培養技術は いくつかの種類に 区別されます。例えば、カルス培養では 培地に置かれた 外植組織が急速に 細胞分裂を行い、カルスと呼ばれる 未分化の細胞の 塊を形成します。オーキシンやサイトカイニンなどの 植物ホルモンは 植物の成長の制御で 様々な役割を果たし、カルスが多様な 植物の部位へと 分化するのを助けます。オーキシンよりも サイトカイニンの 濃度を高くすると シュートが形成され、その逆で、オーキシンの 濃度を高くすると 根が形成されます。両方のホルモンの 同じ濃度にすると、根とシュートが形成され、若い植物が生み出されます。農業では、植物に 深刻な病気を 引き起こすウイルスは 大きな悩みの種です。ウイルスに感染していない 植物を作るには、分裂組織培養が特に有用です。この手法では、急速に 分裂している茎頂を 外植片として使用します。このような茎頂は、通常 ウイルスに感染していません。植物組織培養は、望ましい植物を クローンできるだけでなく、遺伝子組み換えも 容易に行うことができます。遺伝子組み換えの 一種では、植物の健康、大きさ、収穫量を向上させる 可能性のある遺伝子を 作物に組み込みます。組み込まれた遺伝子は 子孫に受け継がれ、望ましい形質を持った植物が 生産されるため、さらに組織培養をする必要もありません。例えば、除草剤耐性 遺伝子が組み込まれた 遺伝子組み換え（GM)トウモロコシは、米国内の農家で 広く栽培されています。この組み換えによって、除草剤を散布しても、作物に影響を与えることなく 雑草だけを枯らすことができます。