JP2009000013A - 植物細胞塊の培養方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、植物細胞塊を液体培地中で培養する方法を提供し、この方法は、培養開始後7日目に、破断した植物細胞塊が20%以下であり、かつ沈降した植物細胞塊が20%以下であるように培養することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
[1]植物細胞塊を液体培地中で培養する方法であって、培養開始後7日目に、破断した植物細胞塊が20%以下であり、かつ沈降した植物細胞塊が20%以下であるように培養することを特徴とする、培養方法。
[2]培養開始時に、粒径3〜40mmの植物細胞塊を、液体培地に対する細胞塊湿重量が4〜8(重量/容積)%となるように接種することを特徴とする、上記[1]記載の方法。
[3]植物細胞塊の沈降速度が、4m/min以下であることを特徴とする、上記[2]記載の方法。
[4]培養に使用する培養槽内の各点の流速が、0.005m/s以上3.0m/s以下であることを特徴とする、上記[1]記載の方法。
[5]エアレーション及び/又は攪拌翼による攪拌操作を含む、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。
[6]植物細胞塊がカルスである、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]植物細胞塊が薬用人参に由来する、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
まず、本発明の対象となる植物体は、液体培養可能なものであれば、特に限定はない。これまで液体培養の実績があるものとしては、有用な二次代謝産物を産生する植物、例えば、生薬類(例えば、サポニン、アルカロイド類、ベルベリン、スコポリン、植物ステロール等)を生産する植物(例えば、薬用人参、ニチニチソウ、ヒヨス、オウレン、ベラドンナ等)や、化粧品・食品原料となる色素や多糖体(例えば、アントシアニン、ベニバナ色素、アカネ色素、サフラン色素、フラボン類等)を生産する植物(例えば、ブルーベリー、紅花、セイヨウアカネ、サフラン等)、或いは医薬品原体を生産する植物などがあげられるが、それらに限定されない。例えば、薬用人参では、おたね人参(Panax ginseng)、チクセツ人参(Panax japonicus)、アメリカ人参(Panax quinquefolium)、田七人参(Panax notoginseng)、シベリア人参(Eleutherococcus senticosus)は古来より有用生薬として珍重され広く利用されている。薬効としては古くから強壮、長生などが言われ、現在では血糖降下作用、鎮静、興奮、利尿作用などが明らかにされている。
簡潔にいえば、分化した植物体の一部の組織(例えば、根、茎、葉の切片、種子、生長点、胚、花粉等)表面を、必要に応じて70%アルコールや1%次亜塩素酸ナトリウム溶液等を用いて滅菌した後、メス等を用いて適当な大きさの組織片(例えば薬用人参の場合、約1〜約5mm角の根切片)を切り出し、クリーンベンチ等を用いた無菌操作により、該組織片を予め滅菌したカルス誘導培地に播種して適当な条件下で無菌培養する。
サイトカイニン類としては、例えば、カイネチン、ベンジルアデニン(BA)、ゼアチン等が挙げられるが、それらに限定されない。サイトカイニン類は、例えば、約0.1〜約10ppmの濃度で培地に添加され得る。
合成植物ホルモンの多くは培地とともにオートクレーブ滅菌可能であるが、IAAやゼアチン等の天然植物ホルモンは熱に不安定であるので、フィルター滅菌したものをオートクレーブ後の培地に添加することにより、カルス誘導培地を調製することが望ましい。
液体培地の粘度は0.9〜100mPa・S、好ましくは0.9〜20mPa・S、より好ましくは0.9〜5mPa・Sである。
破断した細胞(%)=(1−収穫乾燥固形分/接種乾燥固形分)×100
細胞の破断が起こると細胞が増殖できず、収穫乾燥固形分は接種乾燥固形分よりも小さくなるため、破断した細胞の割合を示す値はプラスとなる。一方、求めた値がマイナスとなることは、植物細胞塊が増殖したことを意味し、破断した細胞がないことを示す。
(カルスの調製)
おたね人参の組織を通常の植物組織培養法により培養し、カルスを発生させる。得られたカルスを液体培地に供して増殖させる。このカルス即ち種株は液体培養により無限増殖させることが可能である。
種株の培養条件としては、フラスコによる振盪培養(70〜100stroke/min)で効率よく収量を得るため、培地量は1Lフラスコ中450mlに設定した。培地としてはムラシゲ・スクーグ培地の培地成分を至適濃度に修正した修正培地を用い、植物ホルモンは、オーキシン類としてβ−インドール酪酸(IBA)を2ppm、サイトカイニン類としてカイネチンを0.2ppmの割合で含有させ、4週間、25℃で培養を行なった。
(カルスの培養)
5Lの小型ジャーファーメンターに、タービン翼を1枚取り付け、ガンボーグB5培地(タンク使用)を2.5L加え、121℃で20分間オートクレーブ滅菌した。この培地に、フラスコ培養した上記カルスを125g(湿重量)(培地に対する接種量5(w/v)%)を、無菌的に接種し、温度25℃で培養した。使用カルスは、粒径3〜40mm、沈降速度4m/min以下の範囲であることを接種前に確認した。培養条件、7日目及び30日目の破断率、沈降率、増殖倍率(収穫量/接種量)を表1に示す。
実施例1と同じ培養方法で、攪拌回転数を増加させて培養した結果並びに通気線速度を低下させて培養した結果を比較例として表2に示す。
25KLのジャーファーメンターに、直径100cmのタービン翼を1枚取り付け、ガンボーグB5培地(タンク使用)を20KL加え、121℃で20分間オートクレーブ滅菌した。この培地に、フラスコ培養した実施例1と同様のカルスを接種量5(w/v)%で無菌的に接種し、温度25℃で培養した。結果を表3に示す。
実施例1と同じ培養槽でドラフトチューブ(円筒)をつけ、エアレーションで培養した結果を表4に示す。
Claims (7)
- 植物細胞塊を液体培地中で培養する方法であって、培養開始後7日目に、破断した植物細胞塊が20%以下であり、かつ沈降した植物細胞塊が20%以下であるように培養することを特徴とする、培養方法。
- 培養開始時に、粒径3〜40mmの植物細胞塊を、液体培地に対する細胞塊湿重量が4〜8(重量/容積)%となるように接種することを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 植物細胞塊の沈降速度が、4m/min以下であることを特徴とする、請求項2記載の方法。
- 培養に使用する培養槽内の各点の流速が、0.005m/s以上3.0m/s以下であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- エアレーション及び/又は攪拌翼による攪拌操作を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 植物細胞塊がカルスである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 植物細胞塊が薬用人参に由来する、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
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