JPH01124322A - アカネ科植物の組織培養方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアカネ科植物の組織培養方法に関し、特にプル
プリン等のアンスラキノン系色素を効率よく生産するこ
とのできるアカネ科植物の組織培養方法に関する。

〔従来の技術］ アカネ科植物、例えばアカネ類の根菫には、プルプリン
等のアンスラキノン系色素が含有されており、この色素
類は例えば、染料などに利用されその需要は大きい。

しかしながら、これら天然で生育したアカネ科植物から
プルプリン等のアンスラキノン系色素を直接採取する方
法は、該アカネ科植物の生育等が自然環境や天候に左右
されまた該植物の収集にも時間と手間がかかるため、有
利な方法とは言えない。そこでこれに代わる方法として
、例えば、Ａｇｒｉｃ、　Ｂｉｏｌ、　Ｃｈｅｎ＋、　
４８巻６０３〜６１０頁（１９８４年）、Ｐｌａｎｔ　
Ｃｅ１ｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　３巻５１〜５４頁（１９８４
年）等に記載されているように、アカネ科植物の組織培
養方法がいくつか提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこれら従来公知の組織培養方法においても、該方
法によって得られる培養細胞から生産される目的物のア
ンスラキノン系色素の収量は低いという欠点がある。

かかる背景のもとに、本発明者等はアカネ科植物を組織
培養する従来公知の方法を改良して、プルプリン等のア
ンスラキノン系色素を効率よく生産する方法について鋭
意検討した。

［問題点を解決するための手段］ その結果、下記方法を採用すればプルプリン等のアンス
ラキノン系色素を多量に含有する培養細胞が得られるこ
とを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明のアカネ科植物の組織培養方法は、ア
カネ科植物の組織培養方法において、総窒素に対するア
ンモニアの割合が５〜３０％である培地を用いることを
特徴とする。

ここに総窒素濃度とは培地中に含まれるアンモニア態窒
素および硝酸態窒素のモル濃度の和であり、総窒素に対
するアンモニアの割合とは前記総窒素濃度に対するアン
モニア態窒素の割合を百分率で示したものである。

本発明の方法において用いられるアカネ科植物としては
、例えばアカネ（Ｒｕｂｉａ　ａｋａｎｅ　Ｎａｋａｉ
）、セイヨウアカネ（Ｒ，ｔｉｎｃｔｏｒｕ＋ｓ　Ｌ、
）、クルマバアカネ（Ｒ，ｃａｒｄｉｆｏｌｉａ　Ｌ、
）　、、アカネ科植物（Ｒ，ｊｅｓｏｅｎｓ　１５Ｍ１
ｙａｂｅ　ｅｔ　Ｍｉｙａｋｅ）およびオオキヌタソウ
（Ｒ，ｃｈｉ−ｎｅｎｓｉｓ　Ｒｅｇｅｌ）等のアカネ
属の植物を挙げられる。

本発明ではこれら植物の中では特にアカネを用いること
が好ましい。

本発明のアカネ科植物の組織培養に用いられる培地とし
ては、従来から知られている植物の組織培養に使用され
ている培地において、窒素源の濃度及び組成を特定の範
囲にしたことを特徴とする培地が使用される。アカネ科
植物の組織培養に用いられた前記文献に記載されている
培地の総窒素源濃度に対するアンモニアの割合は３３〜
３５％であり、総窒素濃度は３０〜６０ｍＭである。こ
のような従来の培地ではアカネ科植物によるプリプリン
等のアンスラキノン系色素の産生量が不充分であること
を認めた。本発明で使用される培地を調製するに当たっ
て総窒素に対するアンモニアの割合を５〜３０％にする
ことが必要であり、この中でも特に１０〜３０％にする
ことが好ましい。さらに総窒素濃度については６０ｍＭ
未満、好ましくは５０ｍＭ以下することによりプルプリ
ン等の産生量を高めることができる。

本発明による窒素源の組成を有する培地を用いる限り、
培地中の窒素源以外の成分を必要に応じて広い濃度範囲
で変化させて使用することができる。ここで、アカネ科
植物の組繊培養に当たっての窒素源の効果について述べ
ると、培地中の総窒素に対するアンモニアの割合を５％
以下にした場合には該組織培養によって得られる未分化
の培養細胞（以後、これをカルスということがある）に
含まれるプルプリン等のアンスラキノン系色素の生成量
が減少する。また培地中の総窒素に対するアンモニアの
割合が３０％を超えると色素の生成量が減少する。総窒
素の濃度を６０ｍＭ以上にした場合、上記のアンモニア
の割合にすることによ−る効果が減少する上に植物細胞
に窒素過多による障害が発生し色素の産生量が減少する
。

本発明で使用される培地は、無機成分および炭素源を必
須成分とし、これに植物ホルモン類、ビタミン類および
アミノ酸類から選ばれる少なくとも１種類以上の成分を
添加した培地であり、更に必要に応じてこれ以外の他の
成分も併用使用することができる。

該培地の無機成分としては、窒素、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウム、イオウ、鉄、マンガン、亜鉛、ホウ
素、モリブデン、塩素、ナトリウム、ヨウ素、銅および
コバルト等の元素を含む無機塩を挙げることができ、具
体的には硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニ
ウム、リン酸１カリウム、リン酸２ナトリウム、塩化カ
リウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナト
リウム、硫酸第１鉄、硫酸第２鉄、硫酸マンガン、硫酸
銅、モリブデン酸ナトリウム、三酸化モリブデン、ヨウ
化カリウム、硫酸亜鉛、ホウ酸、塩化コバルト等の化合
物を例示できる。

該培地の炭素源としては、ショ糖等の炭水化物とその誘
導体、脂肪酸等の有機酸およびエタノール等の１級アル
コール等を例示できる。

該培地の植物ホルモンとしては、イントル酢酸（ＩＡＡ
）　、ナフタレン酢酸（ＮＡＡ）　、’　Ｐ−クロロフ
エノキシイソ酪酸および２，４−ジクロロフェノキシ酢
酸（２，４−Ｄ）等のオーキシン類およびカイネチン、
ゼアチンおよびベンジルアデニン等のサイトカイニン類
を例示できる。

該培地のビタミン類としては、ビオチン、チアミン（ビ
タミンＢ、）、ピリドキシン（ビタミンＢ６）、ピリド
キサール、ピリドキサミン、パントテン酸カルシウム、
アスコルビン酸（ビタミンＣ）、イノシトール、ニコチ
ン酸、ニコチン酸アミドおよびリボフラビン（ビタミン
Ｂ、）などを例示できる。

該培地のアミノ酸類としては、例えばグリシン、アラニ
ン、グルタミン酸、システィンおよびリジンなどを例示
できる。

本発明の前記培地は、通常は、前記無機成分を約０．１
μモル／ｌないし約１００ｍモル／２程度、前記炭素源
を約１　ｇ／ｌないし約１００ｇ／４２程度、前記植物
ホルモン類を０．０１μモル／ｌないし約２０μモル／
ｉ程度および前記ビタミン類と前記アミノ酸類をそれぞ
れ約０．１■／ｉないし約１５０ｍｇ／　１程度含ませ
て使用される。

本発明で使用できる前記培地は液体培地又は寒天を通常
０．５〜１％含有させた固体培地であるが、本発明では
液体培地を用いることが好ましい。

本発明の方法においては、アカネ科植物は前記培地を用
いて組織培養される。この場合の組織培養の方法につい
て以下詳述する。先ずアカネ科に属する植物の植物体、
例えば、根、生長点、葉、菫、果実、種子等から採取さ
れた組織片を、例えば、新植物組織培養（朝倉書店１９
７９年版）、２１頁に記載されている寒天で固めた、リ
ンスマイヤースクーグの培地（ＲＭ−１９６５）上に置
床して、１０〜３５°Ｃで７〜３０日間程度培養するこ
とによって該組織片の一部をカルス化させる。このよう
にして得られるアカネ科植物のカルスを、通常知られて
いる方法によって継代培養すると、カルスの生育速度が
漸次高まる。次に二〇カルスを増殖に適した培地、例え
ば、新植物組織培養（朝倉書店１９７９年版）、２１頁
に記載されているリンスマイヤースクーグの培地（以後
これを培地Ａと呼ぶことがある）に移して更に増殖させ
るとカルスの生育速度は更に高められ安定化したカルス
が得られる。本発明の方法では、このようにして得られ
る安定化したカルスを本発明の前記培地（以後これを培
地Ｂと呼ぶことがある）に添加して更に培養が行われる
。

本発明の方法において、前記安定化したカルスを前記培
地Ｂ中で培養する際の該カルスの初期濃度としては、該
濃度を広い範囲で変えることができるが、通常は、本発
明の前記培地Ｂの１２に対して該カルスを新鮮なときの
重量で表示して約１ないし約２００ｇ程度、好ましくは
約１０ないし約４０ｇ程度添加するのが望ましい。

本発明の組織培養における培養温度としては、通常は、
約１０ないし約３５°Ｃ１この中でも特に約２３ないし
約２８°Ｃが好適であり、該温度を約１０℃未満にする
とカルスの増殖速度は小さ（、また該温度を３５°Ｃ以
上にしたときも同様にカルスの増殖速度は小さくなる。

本発明の組織培養を行うに当たっては、光は必ずしも必
要ではないが、光の照射はプルプリン等の色素の生成を
妨げない。

本発明の方法においては、培地に液体培地を用いた場合
には培養終了後カルスをデカンテーションあるいは濾過
等の方法によって培地Ｂから分離し、次に該カルスから
目的とするプルプリン等のアンスラキノン系色素を従来
から知られている天然品のオウレン、オウバク等に適用
されている抽出等の方法によって分離することができる
。本発明に係わるアンスラキノン系色素としてはプルプ
リンの他にシェードプルプリン、アリザリン等を例示で
きる。

本発明の方法は、液体培地を用いるとタンク等を利用し
た大量培養が可能である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明する。

実施例１〜３および比較例１〜３ 組織培養の培地成分が第１表に示す組成を有するリンス
マイヤー・スクーグの液体培地（証記培地Ａに相当）を
寒天で固めた固体培地（寒天１重量％）に、前もって２
％アンチホルミン溶液あるいは７０％エタノール溶液等
で滅菌処理したアカネの葉の一部を置床し、２５°Ｃで
暗所にて静置培養してアカネのカルスを得た。次にこの
アカネのカルスを、上記と同様の条件で、リンスマイヤ
ー・スクーグの液体培地（上記培地Ａ）で、１４日毎に
植えつぎ、ロータリーシェーカー上で旋回培養（振幅２
５ｍ、１０１００ｒｐ　Ｌ／て、該カルスの生育速度を
速め、安定化したアカネカルスを得た。

一方、これとは別に先の液体培地Ａにおいて窒素源とし
て硝酸ナトリウムと硝酸アンモニウムを用い該化合物の
培地に加える量をそれぞれ変えて総窒素濃度およびそれ
に対するアンモニアの割合を第２表に示す如くそれぞれ
変えた以外は液体培地Ａと同一成分組成の液体培地（前
記した本発明の培地Ｂに相当する）をそれぞれ調製した
。次にこの液体培地の２０ｍｆを、それぞれ別個の内容
積１００ｄのエルレンマイヤーフラスコに取り、これら
を１２０°Ｃで１０分間保持して滅菌処理を施したそれ
ぞれの液体培地に、先に得た所の成育速度の高められた
新鮮な安定化したアカネカルスをそれぞれ０．４０ｇ添
加して、２５゛Ｃで１４日間ロータリーシェーカー上で
旋回培養（振幅２５圓、１０１００ｒｐ　ｌ、た。

培養後のアカネカルスは濾過により一採取し、４゜°Ｃ
で１夜風乾したのちその乾燥重量を測定し、液体培地１
！当たりに換算した培養細胞の生育重量を求めた。プル
プリン等の色素は、得られた乾燥カルスをエタノール等
を用いて抽出し、アルカリを加え発色させた後５１６ｎ
ｍで比色を行い標準品と比較定量することによって測定
した。この結果を第２表に示した。

（来夏以下余白） 第１表 表中記載の成分の残りは水 表中Ｍはモル／ｌを示す 本培地の総窒素濃度は３９＋２１＝６０ｍＭであり、総
窒素に対するアンモニアの割合は１００Ｘ２１／６０＝
３５％である。

〔発明の効果〕

本発明のアカネ科植物の組織培養方法によればカルスの
増殖が速やかで、プルプリン等のアンスラキノン系色素
の含量も多くなるので、該色素を大量に効率良く生産す
ることができる。

出願人　三井石油化学工業株式会社 代理人　弁理士　平　木　祐　輔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アカネ科植物の組織培養方法において、培地に含ま
   れる総窒素に対するアンモニアの割合が５〜３０％であ
   る培地を用いることを特徴とするアカネ科植物の組織培
   養方法。 ２、総窒素の濃度が６０ｍＭ未満である特許請求の範囲
   第１項記載のアカネ科植物の組織培養方法。 ３、用いる植物がアカネ（Ｒｕｂｉａ　ａｋａｎｅ　Ｎ
   ａｋａｉ）であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載アカネ科植物の組織培養方法