JP2000093168A - Induction of pigment cell of curcuma plant, and production of pigment from the pigment cell - Google Patents

Induction of pigment cell of curcuma plant, and production of pigment from the pigment cell

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JP2000093168A JP10286055A JP28605598A JP2000093168A JP 2000093168 A JP2000093168 A JP 2000093168A JP 10286055 A JP10286055 A JP 10286055A JP 28605598 A JP28605598 A JP 28605598A JP 2000093168 A JP2000093168 A JP 2000093168A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for inducing a pigment cell producing a pigment of a plant belonging to the genus Curcuma, and further to provide a method for producing the pigment from the pigment cell. SOLUTION: This method for inducing a pigment cell of a plant belonging to the genus Curcuma comprises using an amorphous tissue at a middle stage of the undifferentiated cell induced from the callus of the plant belonging to the genus Curcuma and the differentiated tissue in the pigment-producing tissue cultivation of the plant belonging to the genus Curcuma. The method for inducing the pigment cell in the cultured tissue of the plant belonging to the genus Curcuma comprises (1) a step for inducing the callus by culturing a section of the plant belonging to the genus Curcuma by using a medium containing auxins and cytokinins, (2) a step for inducing the amorphous tissue by culturing the obtained callus by using the medium containing the auxins and the cytokinins, and (3) a step for inducing the pigment cell in the obtained amorphous tissue.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、クルクマ属(Cu
rcuma)植物の色素を産生する色素細胞を組織培養
によって誘導する方法、及び当該色素細胞から色素を採
取してクルクマ属植物の色素を効率よく生産する方法に
関するものである。更に詳しくは、本発明は、クルクマ
属植物のカルスから誘導した未分化細胞と分化組織の中
間段階にある不定形組織を用いることによって、クルク
マ属植物の培養組織中に色素細胞を誘導、形成する方
法、及び当該色素細胞を利用して色素を量産する方法に
関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the genus Curcuma ( Cu
The present invention relates to a method for inducing pigment cells that produce pigments of a plant by tissue culture, and a method for collecting pigments from the pigment cells to efficiently produce pigments of a Curcuma plant. More specifically, the present invention uses a non-differentiated cell derived from the callus of a Curcuma plant and an amorphous tissue at an intermediate stage of a differentiated tissue to induce and form pigment cells in a cultured tissue of the Curcuma plant. The present invention relates to a method and a method for mass-producing a dye using the dye cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、合成系からより安全性の高い天然
系の製品へのニーズの高まりが顕著であり、環境にやさ
しい天然素材の利用技術の開発が活発化する傾向にあ
る。このような状況の中にあって、天然色素である植物
色素への関心が高まりつつあることから、植物の培養組
織を用いて植物色素を生産する技術が注目されており、
これまでに、種々の植物を対象に研究がなされ、種々の
技術が報告されている(BIO INDUSTRY,V
ol.7,No.10,p.5−11 (199
0))。一般に、植物の培養組織を利用して植物色素を
生産することのメリットは種々あるが、主に、次の点; 1)特定の植物組織を利用するため、品種のばらつきが
ないこと、 2)栽培植物の場合のような、栽培中の罹病、天候不良
による生育不良等の危険性がないこと、 3)本来、植物は、根や葉などの特定の器官で色素を産
生することから、色素産生組織以外は不必要な部分とな
り、色素の生産効率が悪いが、培養組織を利用すること
により、このような効率の悪さを改善することができる
こと、等が挙げられる。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a remarkable increase in demand for natural products with higher safety from synthetic products, and the development of environmentally friendly techniques for utilizing natural materials has been activated. Under these circumstances, there has been increasing interest in plant pigments, which are natural pigments.Therefore, techniques for producing plant pigments using plant tissue cultures have attracted attention,
So far, various plants have been studied, and various techniques have been reported (BIO INDUSTRY, V).
ol. 7, No. 10, p. 5-11 (199
0)). In general, there are various merits of producing plant pigments using plant culture tissues, but mainly the following points: 1) There is no variation among varieties because a specific plant tissue is used; 2) As in the case of cultivated plants, there is no risk of disease during cultivation, poor growth due to bad weather, etc. 3) Naturally, plants produce pigments in specific organs such as roots and leaves. Except for the production tissue, it becomes an unnecessary part and the production efficiency of the dye is poor. However, such inefficiency can be improved by using a cultured tissue.

【0003】このような技術的背景の中で、植物色素の
生産方法に関しては、従来技術として、例えば、植物組
織を、カルス等の未分化細胞の状態で培養して色素を生
産する技術や、これと反対に、不定胚等の分化組織の状
態で培養して色素を生産する技術が典型的な方法として
知られている。それらの具体例をいくつか挙げると、カ
ルス等の未分化細胞から色素を生産する方法として、例
えば、ツルムラサキを組織培養して得た細胞塊から赤色
色素を製造する方法(特開昭61−166396)、ベ
ニ花植物から誘導・増殖した細胞から赤紅色色素を製造
する方法(特開昭62−179392)、サツマイモを
組織培養して誘導されるカルスから赤色色素を製造する
方法(特開昭63−233993)、ラベンダーの細胞
を組織培養してラベンダーの青色色素を生産する方法に
用いる培地(特開平3−206881)、ベニバナの黄
色色素生産組織の培養法(特公平6−4027)、ラク
チュカ属に属する植物を組織培養して得られた培養物か
ら黄色色素を採取、製造する方法(特開平7−1551
90)、などが報告されている。また、不定胚等の分化
組織から色素を生産する方法として、例えば、オエノセ
ラ属の植物から分化誘導される胚状体から紫色素を製造
する方法(特開昭62−210992)、ベニバナ組織
から紅色の花弁を分化させ、紅色色素を生産する方法
(特開平2−276581)、などの報告があり、その
他枚挙にいとまがない。
[0003] In such a technical background, regarding a method of producing a plant pigment, as a conventional technique, for example, a technique of producing a pigment by culturing a plant tissue in the state of undifferentiated cells such as callus, On the contrary, a technique of producing a pigment by culturing in a differentiated tissue state such as an adventitious embryo is known as a typical method. Some specific examples thereof include a method for producing a dye from undifferentiated cells such as callus, for example, a method for producing a red dye from a cell mass obtained by tissue culture of T. murasaki (Japanese Patent Laid-Open No. 166396/1986). ), A method for producing a red-red pigment from cells derived and proliferated from a flower of a red flower (JP-A-62-179392), and a method for producing a red pigment from callus induced by tissue-cultivating sweet potato (JP-A-63) Medium used for producing lavender blue pigment by tissue culture of lavender cells (JP-A-3-206881), cultivation method of safflower yellow pigment-producing tissue (Japanese Patent Publication No. 6-4027), genus Lactuca For collecting and producing a yellow pigment from a culture obtained by tissue culture of a plant belonging to the group (JP-A-7-1551)
90), and so on. Examples of a method for producing a pigment from a differentiated tissue such as an adventitious embryo include, for example, a method for producing a purple pigment from an embryoid differentiated from a plant of the genus Oenocera (Japanese Patent Laid-Open No. 62-21092), And a method of differentiating petals to produce a red pigment (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-276581).

【0004】しかし、上記従来技術にかかわらず、これ
までに、本発明のターメリック等のクルクマ属植物の色
素細胞誘導方法のように、クルクマ属植物のカルスから
未分化細胞と分化組織の中間段階にある不定形組織を形
成させた後、当該不定形組織に色素細胞の分化を誘導す
る技術は全く知られていない。尚、植物の培養組織が色
素細胞を形成する条件は植物の種類によって大きく異な
り、例えば、ターメリックの場合、カルスの状態で培養
を続けても色素細胞は形成されない。
However, irrespective of the above-mentioned prior art, a method for inducing pigment cells of a curcuma genus plant such as turmeric according to the present invention has so far been carried out from the callus of a curcuma plant to an intermediate stage between undifferentiated cells and differentiated tissues. After forming a certain amorphous tissue, there is no known technique for inducing pigment cell differentiation in the amorphous tissue. The conditions under which the cultured tissue of a plant forms pigment cells vary greatly depending on the type of plant. For example, in the case of turmeric, pigment cells are not formed even if culture is continued in a callus state.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者は、各種の植物の中で、クルクマ属植物、
主に、ターメリック(Curcuma longa)を
材料として使用し、当該植物から黄色色素を組織培養に
よって生産する技術を開発することを目標として鋭意研
究を重ねる中で、クルクマ属植物のカルスから誘導した
未分化細胞と分化組織の中間段階にある不定形組織を使
用すること、特に、培地中に特定の植物ホルモン(オー
キシンとサイトカイニン)を添加して、未分化細胞と分
化組織の中間段階にある組織(以下、「不定形組織」と
いう。)を形成させた後、好ましくはオーキシンを添加
しない培地で色素細胞分化の誘導を試みることによっ
て、培養組織中に色素を産生する色素細胞が形成される
ことを見い出し、更に研究を重ねて、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明は、クルクマ属植物の培養組織
中に色素を産生する色素細胞を誘導、形成する方法を提
供することを目的とするものである。また、本発明は、
誘導された上記色素細胞から色素を採取、量産する方法
を提供することを目的とするものである。
Under such circumstances, the present inventor has proposed that among various plants, the curcuma plant,
Primarily using turmeric ( Curcuma longa ) as a material and conducting intensive studies with the aim of developing a technique for producing a yellow pigment from the plant by tissue culture, undifferentiated plants derived from the callus of Curcuma plants The use of amorphous tissue at the intermediate stage between cells and differentiated tissue, especially the addition of certain plant hormones (auxin and cytokinin) to the culture medium to allow the tissue at the intermediate stage between undifferentiated cells and differentiated tissue (hereinafter After the formation of pigment cells, a pigment-producing pigment cell is formed in the cultured tissue by trying to induce pigment cell differentiation preferably in a medium to which auxin is not added. After further research, the present invention was completed. That is, an object of the present invention is to provide a method for inducing and forming a pigment-producing pigment cell in a cultured tissue of a Curcuma plant. Also, the present invention
It is an object of the present invention to provide a method for collecting and mass-producing a dye from the induced pigment cells.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 (1)クルクマ属植物の色素生産組織培養において、ク
ルクマ属植物のカルスから誘導した未分化細胞と分化組
織の中間段階にある不定形組織を用いることを特徴とす
るクルクマ属植物の色素細胞の誘導方法。 (2)クルクマ属植物の培養組織中に色素細胞を誘導す
る方法であって、以下の工程; a.クルクマ属植物の組織片を、オーキシン類とサイト
カイニン類を含有せしめた培地を用いて培養し、カルス
を誘導する工程、 b.得られたカルスを、オーキシン類とサイトカイニン
類を含有せしめた培地を用いて培養し、不定形組織を誘
導する工程、 c.得られた不定形組織に色素細胞を誘導する工程、を
含むクルクマ属植物の色素細胞の誘導方法。 (3)クルクマ属植物から組織培養によって得られたカ
ルスを、オーキシン類とサイトカイニン類を含有せしめ
た培地を用いて培養し、不定形組織を誘導した後、当該
不定形組織に色素細胞を誘導することを特徴とするクル
クマ属植物の色素細胞の誘導方法。 (4)不定形組織をオーキシン類を含有しない培地を用
いて培養し、色素細胞を誘導する前記(2)又は(3)
に記載の誘導方法。 (5)クルクマ属植物がターメリックである前記
(1)、(2)又は(3)に記載の誘導方法。 (6)前記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の方法
により誘導された色素細胞から色素を採取することを特
徴とするクルクマ属植物の色素の生産方法。
The present invention for solving the above-mentioned problems comprises the following technical means. (1) Inducing pigment cells of a genus Curcuma, which comprises using an undifferentiated cell derived from the callus of the genus Curcuma and an amorphous tissue at an intermediate stage of the differentiated tissue in the culture of the pigment-producing tissue of the Curcuma genus Method. (2) A method for inducing pigment cells in a cultured tissue of a Curcuma genus plant, comprising the following steps: a. A step of culturing a tissue piece of a Curcuma plant using a medium containing auxins and cytokinins to induce callus; b. Culturing the obtained callus using a medium containing auxins and cytokinins to induce an amorphous tissue, c. A method for inducing pigment cells in a Curcuma plant, which comprises the step of inducing pigment cells in the obtained amorphous tissue. (3) Callus obtained by tissue culture from a Curcuma genus plant is cultured using a medium containing auxins and cytokinins to induce an amorphous tissue, and then induces pigment cells in the amorphous tissue. A method for inducing a pigment cell of a Curcuma plant, comprising the steps of: (4) The above-mentioned (2) or (3), wherein the amorphous tissue is cultured using a medium containing no auxins to induce pigment cells.
The guidance method described in 1. (5) The induction method according to (1), (2) or (3), wherein the Curcuma plant is turmeric. (6) A method for producing a pigment of a genus Curcuma, wherein the pigment is collected from a pigment cell induced by the method according to any one of (1) to (5).

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。クルクマ属植物 本発明においては、クルクマ属植物が対象とされる。当
該クルクマ属に属する植物としては、例えば、ターメリ
ック(Curcuma longa)、ガジュツ(Cu
rcuma zedoaria)、キョウオウ(Cur
cuma aromatica)、クルクマ・ペティオ
ラタ(Curcuma petiolata)が代表的
なものとして挙げられるが、当該属に属する植物であれ
ば全て対象とされる。
Next, the present invention will be described in more detail. Curcuma plants In the present invention, curcuma plants are targeted. Examples of the plants belonging to the genus Curcuma include turmeric ( Curcuma longa ) and gejutsu ( Cu
rcuma zedoaria ), Kyoto ( Cur )
cuma aromatica ) and Curcuma petiolata are typical examples, but all plants belonging to the genus are considered.

【0008】カルスの誘導工程 本発明は、クルクマ属植物の色素生産組織培養におい
て、クルクマ属植物のカルスから誘導した未分化細胞と
分化組織の中間段階にある不定形組織(図3、5及び8
参照)を用いること、当該不定形組織中に色素を産生す
る色素細胞を誘導、形成することを特徴とするものであ
り、当該カルス及び不定形組織を誘導する方法は如何な
る方法を利用してもよく、特に制限はない。本発明で
は、例えば、クルクマ属植物の組織片を、オーキシン類
とサイトカイニン類を含有せしめた固体培地に置床して
培養することにより、好適にカルスを誘導することがで
きる。この場合、植物体の組織片としては、通常の植物
体の適宜の器官の組織片を滅菌処理したもの、あるい
は、無菌幼苗、当該無菌幼苗を育成させた植物体の芽、
根、根茎、又は葉の切片などが好適に利用される。これ
らの中でも、特に芽の組織片が好ましい。本発明で用い
る培地としては、植物の組織培養に一般的に用いられる
培地でよい。具体的には、例えば、MS(Murash
ige & Skoog)培地、LS(Linsmai
er & Skoog)培地、B5培地、Nitsch
&Nitsch培地、Gamborg培地、White
培地、Tuleeke培地及びこれらの改変培地などを
用いることができる。
Callus Induction Step The present invention relates to the formation of an irregular-shaped tissue (FIGS. 3, 5 and 8) intermediate between an undifferentiated cell and a differentiated tissue derived from a callus of a Curcuma plant in a pigment-producing tissue culture of the Curcuma plant.
), And inducing and forming pigment cells that produce a pigment in the amorphous tissue. The method for inducing the callus and the amorphous tissue may be any method. Well, there is no particular limitation. In the present invention, for example, callus can be suitably induced by placing a tissue piece of a Curcuma plant on a solid medium containing auxins and cytokinins and culturing it. In this case, as a tissue piece of a plant, a tissue piece of an appropriate organ of a normal plant is sterilized, or a sterile seedling, a bud of a plant that has grown the sterile seedling,
Roots, rhizomes, leaf sections and the like are preferably used. Among these, a tissue piece of a bud is particularly preferable. The medium used in the present invention may be a medium generally used for plant tissue culture. Specifically, for example, MS (Murash
image & Skoog) medium, LS (Linsmai)
er & Skoog) medium, B5 medium, Nitsch
& Nitsch medium, Gamburg medium, White
A culture medium, a Tuleke medium and a modified medium thereof can be used.

【0009】カルスを誘導するために用いるオーキシン
類とサイトカイニン類のうち、オーキシン類としては、
2,4−ジクロロフェノキシ酢酸(2,4−D)、α−
ナフチル酢酸(NAA)、インドール酢酸(IAA)、
インドール酪酸(IBA)などが挙げられる。また、サ
イトカイニン類としては、フルフリルアミノプリン(カ
イネチン)、ベンジルアデニン(BA)、イソペンテニ
ルアミノプリン(2iP)などが挙げられる。カルスの
誘導に必要なオーキシン類の濃度としては、0.1〜1
0mg/lが好適なものとして挙げられ、また、サイト
カイニン類の濃度としては、0.1〜50mg/lが好
適なものとして挙げられる。
[0009] Of the auxins and cytokinins used to induce callus, auxins include:
2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), α-
Naphthyl acetic acid (NAA), indole acetic acid (IAA),
And indolebutyric acid (IBA). Examples of cytokinins include furfurylaminopurine (kinetin), benzyladenine (BA), and isopentenylaminopurine (2iP). The concentration of auxins required for callus induction ranges from 0.1 to 1
0 mg / l is preferred, and the concentration of cytokinins is preferably 0.1 to 50 mg / l.

【0010】前記の培地に、植物ホルモンの他に、炭素
源として、ショ糖、ブドウ糖、果糖などの組織培養に一
般に用いられる糖類を使用することができる。また、糖
類の濃度としては、1〜10g/lが好適なものとして
挙げられる。また、水酸化カリウム、塩酸などの水溶液
を適宜加えて培地をpH5〜6程度に調整することが好
ましい。このような成分を含有せしめた培地に、支持材
料として、例えば、寒天0.5〜10重量%を添加し、
常法により滅菌処理した後、固体化させてカルス誘導固
体培地を調製することができる。尚、前記の支持材料と
しては、寒天に限らず、それと同効のものであれば、ジ
ェランガムなど、適宜のものが利用できる。
In the above-mentioned medium, saccharides generally used for tissue culture, such as sucrose, glucose and fructose, can be used as a carbon source in addition to plant hormones. The concentration of the saccharide is preferably 1 to 10 g / l. It is also preferable to adjust the pH of the medium to about 5 to 6 by appropriately adding an aqueous solution such as potassium hydroxide or hydrochloric acid. As a support material, for example, 0.5 to 10% by weight of agar is added to a medium containing such components,
After sterilization by a conventional method, the mixture is solidified to prepare a callus-derived solid medium. The support material is not limited to agar, and any suitable material such as gellan gum can be used as long as it has the same effect.

【0011】前記のクルクマ属植物体の組織片を、当該
カルス誘導固体培地に置床し、培養することにより、カ
ルスを誘導することができるが、この場合、20〜30
℃の温度条件で約2〜3ヶ月程度培養するのがよい。
尚、カルスの誘導に当たっては、暗条件下、あるいは光
照射条件下のいずれでもよい。また、本発明で用いるカ
ルスとしては、植物体組織片の培養により得たカルスを
継代増殖させたものを用いることもできる。
[0011] Callus can be induced by placing the above tissue piece of the Curcuma plant on the callus-inducing solid medium and culturing it.
It is preferable to culture at a temperature of about ° C for about 2 to 3 months.
The callus may be induced under either dark conditions or light irradiation conditions. In addition, as the callus used in the present invention, a callus obtained by subculturing callus obtained by culturing a plant tissue piece can be used.

【0012】不定形組織の誘導工程 本発明では、前記のようにして得られたカルスを、オー
キシン類とサイトカイニン類を含有せしめた培地を用い
て培養し、これによって、不定形組織を誘導する。ここ
で、不定形組織とは、未分化細胞と分化組織の中間段階
にある組織であり、ある程度の組織分化が進んでいるも
のの、胚などの完全な組織にまでは分化していないもの
をいう。ここで用いる培地は、前記のような植物の組織
培養に普通に用いられる培地でよい。また、不定形組織
を誘導するために用いるオーキシン類とサイトカイニン
類としては、前記と同様のものを用いることができる。
不定形組織の誘導に必要なオーキシン類の濃度として
は、0.1〜10mg/lが好適なものとして挙げら
れ、また、サイトカイニン類の濃度としては、0.1〜
50mg/lが好適なものとして挙げられる。
Step of Inducing Amorphous Tissue In the present invention, the callus obtained as described above is cultured in a medium containing auxins and cytokinins, thereby inducing an amorphous tissue. Here, the amorphous tissue is a tissue at an intermediate stage between an undifferentiated cell and a differentiated tissue, and is a tissue that has undergone a certain degree of tissue differentiation, but has not differentiated into a complete tissue such as an embryo. . The medium used here may be a medium commonly used for tissue culture of plants as described above. As the auxins and cytokinins used to induce the amorphous tissue, the same ones as described above can be used.
A suitable concentration of auxins required for inducing amorphous tissue is 0.1 to 10 mg / l, and a concentration of cytokinins is 0.1 to 10 mg / l.
A suitable value is 50 mg / l.

【0013】前記の培地に植物ホルモンの他に、炭素源
として、前記のような糖類を使用することができる。ま
た、上記糖類の濃度としては、1〜10g/lが好適な
ものとして挙げられる。このような成分を含有せしめた
培地に、常法により滅菌処理を施して、不定形組織誘導
培地(液体培地)を調製することができる。前記のカル
スを、当該不定形組織誘導培地中に加え、好適には振と
う条件下、例えば、10〜150rpm程度の振とう条
件下で培養することにより、不定形組織を誘導させるこ
とができる。この場合、20〜30℃の温度条件で、約
2ヶ月程度培養することにより、不定形組織を誘導する
ことができる。尚、不定形組織の誘導に当たっては、暗
条件下、あるいは光照射条件下のいずれでもよい。尚、
不定形組織の誘導においては、2〜3週間に1度の割合
で、培養物を新しい培地に移し換えることが望ましい。
また、本発明で色素細胞を誘導するために用いる不定形
組織としては、前記のようにして得た不定形組織を更に
継代増殖させたものを用いることもできる。
In addition to the plant hormones, the above-mentioned saccharides can be used as a carbon source in the medium. The concentration of the saccharide is preferably 1 to 10 g / l. The medium containing such components can be sterilized by a conventional method to prepare an amorphous tissue induction medium (liquid medium). An amorphous tissue can be induced by adding the callus to the amorphous tissue-inducing medium and culturing the culture under shaking conditions, for example, about 10 to 150 rpm. In this case, an amorphous tissue can be induced by culturing at a temperature of 20 to 30 ° C. for about 2 months. The induction of the amorphous tissue may be performed under either a dark condition or a light irradiation condition. still,
In the induction of amorphous tissue, it is desirable to transfer the culture to a fresh medium once every two to three weeks.
In addition, as the amorphous tissue used for inducing the pigment cells in the present invention, the amorphous tissue obtained as described above, which is further subcultured, can be used.

【0014】色素細胞の誘導工程 次に、前記のようにして得られた不定形組織を、例え
ば、液体培地を用いて培養することにより、不定形組織
中にクルクマ属植物の色素を産生する色素細胞を誘導、
形成させることができる。色素細胞の誘導に用いる培地
としては、前記の不定形組織誘導培地と同様のものを用
い得るが、不定形組織中に好適に色素細胞を誘導、形成
させる上では、オーキシン類(特に2,4−D)を含有
させないことが好ましい。また、サイトカイニン類は含
有させなくてもよいが、含有させてもよい。
Pigment Cell Inducing Step Next, the amorphous tissue obtained as described above is cultured, for example, using a liquid medium, so that the pigment that produces the pigment of the genus Curcuma in the amorphous tissue is obtained. Induce cells,
Can be formed. As the medium used for inducing the pigment cells, the same medium as the above-mentioned one for inducing the amorphous tissue can be used. However, in order to induce and form the pigment cells in the amorphous tissue, auxins (particularly 2, 4 -D) is preferably not contained. Although cytokinins need not be contained, they may be contained.

【0015】前記の不定形組織を、当該色素細胞誘導培
地中に加え、好適には振とう条件下、例えば、10〜1
50rpm程度の振とう条件下で培養することにより、
色素細胞を誘導することができる。この場合、20〜3
0℃の温度条件で培養することにより、約6週間後くら
いから色素細胞が形成されるようになる。また、好適に
色素細胞を誘導する上では、暗条件下で培養することが
好ましい。色素細胞の誘導においては、2〜3週間に1
度の割合で、不定形組織を新しい培地に移し換えること
が望ましい。
[0015] The above-mentioned amorphous tissue is added to the pigment cell induction medium, and preferably under shaking conditions, for example, 10 to 1
By culturing under shaking conditions of about 50 rpm,
Pigment cells can be induced. In this case, 20-3
By culturing at a temperature of 0 ° C., pigment cells start to form about 6 weeks later. In order to suitably induce pigment cells, it is preferable to culture under dark conditions. In the induction of pigment cells, once every 2-3 weeks
At a certain rate, it is desirable to transfer the amorphous tissue to a fresh medium.

【0016】色素の採取工程 前記のようにして誘導されたクルクマ属植物の色素を産
生する色素細胞からは、適宜の手段で色素を採取するこ
とが可能であり、例えば、有機溶剤などを用いて効率よ
く色素を抽出することができる。当該色素を抽出するた
めの有機溶剤としては、例えば、アセトニトリル、エー
テル、ヘキサン、酢酸エチルなどを用いることができ
る。色素の採取方法は通常の採取方法を用いればよく、
特に制限はない。採取された色素は、植物組織由来の天
然色素として、食品用、化粧品用、衣料品用など、種々
の製品分野の着色剤の有効成分として広く用いることが
できる。
Pigment Collection Step From the pigment cells that produce the pigment of the Curcuma genus plant induced as described above, the pigment can be collected by any appropriate means. The pigment can be efficiently extracted. As an organic solvent for extracting the pigment, for example, acetonitrile, ether, hexane, ethyl acetate, and the like can be used. The dye can be collected by a normal method.
There is no particular limitation. The collected pigment can be widely used as a natural pigment derived from plant tissue and as an active ingredient of a coloring agent in various product fields such as for food, cosmetics, and clothing.

【0017】[0017]

【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明は当該実施例によって何ら限定される
ものではない。 実施例 (1)カルスの誘導 ターメリック(Curcuma longa)根茎の腋
芽を含む部分をブロック状に切り出し、当該ブロックを
5%次亜塩素酸ナトリウム溶液で10分間滅菌した後、
滅菌水で洗浄した。クリーンベンチ内で、当該ブロック
から無菌的に約2〜3mm角の成長点を含む部位を切り
出し、これをカルス誘導固体培地に置床した。ここで、
カルス誘導固体培地としては、MS培地に2,4−D
1mg/l、BA 1mg/l、シュークロース3重量
%、寒天0.9重量%を加え、pH5.8に調整し、オ
ートクレーブによる滅菌処理を行ったものを使用した。
培養は、室温25℃、照度約3,000ルクス、16時
間日長の照射条件下で行った。培養開始後約60日で、
上記の成長点を含む部位から表面が凹凸形状を有するカ
ルスが誘導された。誘導されたカルス(写真)を図1、
4及び7に示す。カルスの断面から、表皮構造が明らか
でないことが分かる(図7)。
Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the examples. Example (1) Induction of Callus A portion containing axillary buds of a turmeric ( Curcuma longa ) rhizome is cut into a block, and the block is sterilized with a 5% sodium hypochlorite solution for 10 minutes.
Washed with sterile water. In a clean bench, a site containing a growth point of about 2 to 3 mm square was cut out from the block aseptically and placed on a callus-derived solid medium. here,
As a callus-inducing solid medium, 2,4-D
1 mg / l, 1 mg / l BA, 3% by weight of sucrose, 0.9% by weight of agar were added to adjust the pH to 5.8, and sterilized with an autoclave was used.
The cultivation was performed under the irradiation conditions of a room temperature of 25 ° C., an illuminance of about 3,000 lux and a photoperiod of 16 hours. About 60 days after the start of culture,
A callus having an uneven surface was induced from the site including the growth point. Figure 1 shows the induced callus (photo).
4 and 7. It can be seen from the cross section of the callus that the epidermal structure is not clear (FIG. 7).

【0018】(2)カルスの継代培養 上記(1)において誘導されたカルスを、上記のカルス
誘導固体培地と同一の培地を用いて、同一条件下で培養
し、21日おきに新しい培地に移植して、カルスの継代
培養を行った。
(2) Subculture of callus The callus induced in the above (1) is cultured under the same conditions and in the same medium as the above-mentioned callus-derived solid medium, and replaced with a new medium every 21 days. After transplantation, callus was subcultured.

【0019】(3)不定形組織の誘導 上記(2)において、継代培養を行ったカルスについて
不定形組織誘導液体培地を用いて振とう培養を行った。
ここで、不定形組織誘導液体培地としては、MS培地に
2,4−D 1mg/l、BA 1mg/l、シューク
ロース3重量%を加え、pH5.8に調整し、オートク
レーブによる滅菌処理を行ったものを使用した。培養
は、カルスを新鮮重で9g摂取して、上記の液体培地8
0mlを入れた300ml容の三角フラスコ内に加え、
室温25℃、照度約3,000ルクス、16時間日長の
照射条件下に、振とう回転数120rpmの条件で行
い、また、当該カルスを14日おきに新しい培地を入れ
たフラスコに移し換えながら行った。上記の液体培地に
よる培養開始後約28日で、3〜4層程度の細胞層より
なる表皮構造が認められる、表面が滑面形状を有する不
定形組織が誘導された。誘導された不定形組織(写真)
を図2、5及び8に示す。不定形組織の断面から、3〜
4層の細胞層が表皮を構成していることが分かる(図
8)。
(3) Induction of amorphous tissue In the above (2), the subcultured calli were subjected to shaking culture using an amorphous tissue-inducing liquid medium.
Here, as the amorphous tissue-inducing liquid medium, 1 mg / l of 2,4-D, 1 mg / l of BA, and 3% by weight of sucrose were added to MS medium, adjusted to pH 5.8, and sterilized by an autoclave. Was used. Culture was performed by ingesting 9 g of callus with fresh weight and applying the liquid medium 8 described above.
Into a 300 ml Erlenmeyer flask containing 0 ml,
The irradiation was performed at a room temperature of 25 ° C., an illuminance of about 3,000 lux, and a photoperiod of 16 hours under a condition of a shaking rotation speed of 120 rpm, and the callus was transferred to a flask containing a fresh medium every 14 days. went. About 28 days after the start of the culture in the above liquid medium, an amorphous tissue having a smooth surface with a surface structure consisting of about 3 to 4 cell layers was induced. Induced amorphous tissue (photo)
Are shown in FIGS. 3 to 3
It can be seen that the four cell layers constitute the epidermis (FIG. 8).

【0020】(4)不定形組織の継代培養 上記(3)において誘導された不定形組織を、上記の不
定形組織誘導液体培地と同一の培地を用い、同一条件下
で培養し、14日おきに新しい培地に移し換えて、不定
形組織の継代培養を行った。
(4) Subculture of amorphous tissue The amorphous tissue induced in the above (3) was cultured in the same medium as the above-mentioned amorphous tissue-inducing liquid medium under the same conditions, and was cultured for 14 days. The medium was transferred to a new medium every other time, and subculture of the amorphous tissue was performed.

【0021】(5)色素細胞の誘導 上記(4)において、継代培養を行った不定形組織につ
いて色素細胞誘導液体培地を用いて振とう培養を行っ
た。ここで、色素細胞誘導液体培地としては、MS培地
にシュークロース3重量%を加え、pH5.8に調整し
たものを、オートクレーブによる滅菌処理を行って使用
した。培養は、不定形組織を新鮮重で3g摂取して、上
記の液体培地40mlを入れた300ml容の三角フラ
スコ内に加え、室温25℃、暗条件下に、振とう回転数
40rpmの条件で行い、また、当該カルスを14日お
きに新しい培地を入れたフラスコに移し換えながら行っ
た。上記の液体培地による培養開始後約42日で、不定
形組織中に黄色色素を蓄えた色素細胞が誘導された。色
素細胞が誘導された不定形組織(写真)を図3、6及び
9に示す。不定形組織の断面から、色素細胞が形成され
ていることが分かる(図9)。
(5) Induction of Pigment Cells In the above (4), the subcultured amorphous tissue was subjected to shaking culture using a pigment cell-inducing liquid medium. Here, as the pigment cell-inducing liquid medium, a medium adjusted to pH 5.8 by adding 3% by weight of sucrose to the MS medium was used after being sterilized by an autoclave. The culture was performed by taking 3 g of the amorphous tissue with fresh weight, adding it to a 300 ml Erlenmeyer flask containing 40 ml of the above liquid medium, and shaking at 40 rpm at room temperature and 25 ° C. in the dark. The callus was transferred every 14 days to a flask containing a fresh medium. Approximately 42 days after the start of the culture in the above liquid medium, pigment cells that had accumulated yellow pigment in the amorphous tissue were induced. Amorphous tissues (photographs) from which pigment cells have been induced are shown in FIGS. It can be seen from the cross section of the amorphous tissue that pigment cells have been formed (FIG. 9).

【0022】(6)色素の採取 このようにして得られた色素細胞に含まれている黄色色
素をアセトニトリルで抽出し、これを高速液体クロマト
グラフィーにより測定したところ、天然のターメリック
の根茎中に含まれているクルクミノイドとほぼ同様のリ
テンションタイムのピークが認められた。これにより、
当該黄色色素はクルクミノイド誘導体であると推定され
る。
(6) Collection of pigment The yellow pigment contained in the pigment cells thus obtained was extracted with acetonitrile and measured by high-performance liquid chromatography. The pigment was found to be contained in the natural turmeric rhizome. Almost the same retention time peaks as those of curcuminoids were observed. This allows
The yellow pigment is presumed to be a curcuminoid derivative.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、クルク
マ属植物のカルスから誘導した未分化細胞と分化組織の
中間段階にある不定形組織を利用して、クルクマ属植物
の培養組織中にクルクマ属植物の色素を産生する色素細
胞を誘導、形成させる方法、及び当該色素細胞から色素
を採取、生産する方法に係るものであり、本発明によれ
ば、1)クルクマ属植物の色素を産生する色素細胞を培
養組織中に誘導、形成させることができる、2)上記色
素細胞を用いて効率よく色素を採取、生産することがで
きる、3)クルクマ属植物の培養組織が効率よく色素細
胞を形成する条件を提供することができる、4)未分化
細胞と分化組織の中間段階にある不定形組織を用いた新
しい組織培養による色素細胞の分化、誘導方法を提供す
ることができる、という格別の効果が奏される。
Industrial Applicability As described in detail above, the present invention relates to the use of an indifferentiated cell derived from callus of a Curcuma genus plant and an amorphous tissue at an intermediate stage of a differentiated tissue in a curcuma plant culture tissue. The present invention relates to a method for inducing and forming a pigment cell that produces a pigment of a Curcuma plant, and a method for collecting and producing a pigment from the pigment cell. According to the present invention, 1) the pigment of a Curcuma plant is A pigment cell to be produced can be induced and formed in a cultured tissue. 2) A pigment can be efficiently collected and produced using the above pigment cell. 3) A cultured cell of a Curcuma genus plant can be efficiently pigmented. And 4) a method for differentiating and inducing pigment cells by new tissue culture using an amorphous tissue at an intermediate stage between an undifferentiated cell and a differentiated tissue. Special effect that is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ターメリックの培養組織から誘導されたカルス
(組織の写真)を示す。
FIG. 1 shows callus (tissue photograph) derived from turmeric cultured tissue.

【図2】上記カルスを培養して誘導された不定形組織
(写真)を示す。
FIG. 2 shows an amorphous tissue (photograph) induced by culturing the callus.

【図3】上記不定形組織を培養して色素細胞が誘導され
た不定形組織(写真)を示す。
FIG. 3 shows an amorphous tissue (photograph) in which pigment cells are induced by culturing the amorphous tissue.

【図4】上記カルスの表面の凹凸形状(組織の写真)を
示す。
FIG. 4 shows an uneven shape (a photograph of a structure) on the surface of the callus.

【図5】上記不定形組織の表面の滑面(組織の写真)を
示す。
FIG. 5 shows a smooth surface (a photograph of the structure) of the surface of the irregular structure.

【図6】上記色素細胞が誘導された不定形組織の表面
(組織の写真)を示す。
FIG. 6 shows a surface (a photograph of a tissue) of an amorphous tissue from which the above-mentioned pigment cells were induced.

【図7】上記カルスの断面(細胞の写真)を示す。FIG. 7 shows a cross section (photograph of cells) of the callus.

【図8】上記不定形組織の断面(細胞の写真)を示す。FIG. 8 shows a cross section (photograph of cells) of the amorphous tissue.

【図9】上記色素細胞が誘導された不定形組織の断面の
色素細胞(写真)を示す。
FIG. 9 shows a pigment cell (photograph) in a cross section of an amorphous tissue from which the pigment cell has been induced.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クルクマ属植物の色素生産組織培養にお
いて、クルクマ属植物のカルスから誘導した未分化細胞
と分化組織の中間段階にある不定形組織を用いることを
特徴とするクルクマ属植物の色素細胞の誘導方法。
1. A pigment cell of a genus Curcuma, which comprises using an undifferentiated cell derived from a callus of a genus Curcuma and an amorphous tissue at an intermediate stage of a differentiated tissue in the culture of a pigment-producing tissue of a Curcuma genus plant. Induction method.
【請求項2】 クルクマ属植物の培養組織中に色素細胞
を誘導する方法であって、以下の工程; (1)クルクマ属植物の組織片を、オーキシン類とサイ
トカイニン類を含有せしめた培地を用いて培養し、カル
スを誘導する工程、(2)得られたカルスを、オーキシ
ン類とサイトカイニン類を含有せしめた培地を用いて培
養し、不定形組織を誘導する工程、(3)得られた不定
形組織に色素細胞を誘導する工程、を含むクルクマ属植
物の色素細胞の誘導方法。
2. A method for inducing pigment cells in a cultured tissue of a Curcuma genus plant, comprising the following steps: (1) using a medium containing an auxin and a cytokinin as a tissue fragment of the Curcuma plant; (2) culturing the obtained callus using a medium containing auxins and cytokinins to induce an amorphous tissue, and (3) culturing the callus. A method for inducing pigment cells of a genus Curcuma, comprising the step of inducing pigment cells in a fixed tissue.
【請求項3】 クルクマ属植物から組織培養によって得
られたカルスを、オーキシン類とサイトカイニン類を含
有せしめた培地を用いて培養し、不定形組織を誘導した
後、当該不定形組織に色素細胞を誘導することを特徴と
するクルクマ属植物の色素細胞の誘導方法。
3. A callus obtained by tissue culture from a Curcuma genus plant is cultured in a medium containing auxins and cytokinins to induce an amorphous tissue, and then, pigment cells are added to the amorphous tissue. A method for inducing pigment cells of a Curcuma genus plant, comprising inducing.
【請求項4】 不定形組織をオーキシン類を含有しない
培地を用いて培養し、色素細胞を誘導する請求項2又は
3に記載の誘導方法。
4. The method according to claim 2, wherein the amorphous tissue is cultured in a medium containing no auxins to induce pigment cells.
【請求項5】 クルクマ属植物がターメリックである請
求項1、2又は3に記載の誘導方法。
5. The induction method according to claim 1, wherein the Curcuma plant is turmeric.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の方
法により誘導された色素細胞から色素を採取することを
特徴とするクルクマ属植物の色素の生産方法。
6. A method for producing a pigment of a Curcuma plant, wherein the pigment is collected from a pigment cell induced by the method according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012125091A1 (en) * 2011-03-15 2012-09-20 Haseeb Adil Process for producing melanin using cultures of the genus nigella
CN110604056A (en) * 2019-09-30 2019-12-24 海南大学 Tissue culture method for curcuma wenyujin

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WO2012125091A1 (en) * 2011-03-15 2012-09-20 Haseeb Adil Process for producing melanin using cultures of the genus nigella
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