JPH03297380A - 培養装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は植物組織培養に用いられる培養装置に関する。

（従来の技術） 植物組織の培養を行なう場合、通常、第４図に示す如く
一連の培養工程によって植物組織から不定胚を形成して
いる。

そして、従来においては、上述した植物組織の脱分化か
ら不定胚の形成までの一連の培養工程を第５図に示す手
段によって行なっている。

この図に示す如く、この手段による培養工程は、カルス
化を行なう第１の工程と、このカルスを遊離細胞として
増殖する第２の工程、さらにこれら増殖した細胞を再分
化して不定胚を形成する第３の工程とから構成されてい
る。

第１の工程においては、脱分化ホルモン、基質を含む寒
天培地を加温して液状として試験管１０１に注入し、こ
れを冷却して固化した寒天培地１０２の上に植物の組織
、例えば成長点１０３を贋床してアルミフォイル等の蓋
１０４をしてカルス化およびカルス１０５の増殖を行な
う。

また、第２の工程においては、三角フラスコ１０６に脱
分化ホルモンを含む液体培地（Ａ）１０７を注入し、こ
れに第１の工程で得られたカルス１０５を植種した後、
アルミフォイル等の蓋１００をして撹拌しなからカルス
１０５を個々の細胞に分離し、遊離細胞１０８として増
殖させる。

また、第３の工程においては、液体培地（Ａ）１０７を
抜き取り、脱分化ホルモンを含まない液体培地（Ｂ）１
１０を注入した後、アルミフォイル等の蓋１００をして
撹拌しながら培養し、細胞を再分化させて不定胚１０９
を形成させる。

さらに、最近では、第５図に示した第２、第３の工程を
１つの培養容器の中で大量に実現するための装置として
第６図に示す培養装置が考案されている（例えば、特願
平１−１３１６２２号や特願平１−９０５６５号など）
。

この図に示す培養装置は上部および下部が閉しられた円
筒形の培養容器１１１と、この培養容器１１１内に設け
られる円筒形のドラフト管１１２と、前記培養容器１１
１の低部から空気を供給する空気供給口１１７と、この
空気供給口１１７から供給された空気によって気泡を生
成して前記培養容器１１１内に満たされた液体培地（Ａ
）または液体培地（Ｂ）中のカルス１１４に酸素を与え
るとともに、前記液体培地（Ａ）または液体培地（Ｂ）
をドラフト管１１２の内側から外側に移動させて前記液
体培地（Ａ）または液体培地（Ｂ）を撹拌させる通気ノ
ズル（多孔質板）１１５と、前記培養容器１１１の前記
通気ノスル１１５より低部に設けられる排液口１１６と
、この排液口１１６から前記液体培地（Ａ）または液体
培地（Ｂ）を取り出すときに操作される弁１１８と、前
記培養容器１１１の上部に設けられ、液体培地（Ａ）ま
たは液体培地（Ｂ）の供給口となる液供給口１１９と、
前記培養容器１１１の上部に設けられ前記培養容器１１
１内に供給された空気の排出口となる排気口１２０と、
前記培養容器１１１の上部に設けられる植種口１２２を
備えている。

そして、第２の工程を行なうときには、液供給口１１９
から液体培地（Ａ）を供給して培養容器１１１内に満す
とともに、前記植種口１２２から前記培養容器１１１内
にカルス１１４を入れた後、下部に設けられた通気ノズ
ル１１５から空気泡を供給して前記液体培地（Ａ）を撹
拌しなからカルス１１４に酸素を与えてこれを培養し遊
離細胞を増殖させる。

そして、遊離細胞が充分に増殖したとき、弁１１８を開
いて排液口１１６から前記液体培地（Ａ）を排出させ、
この後弁１１８を閉じて液供給口１１９から液体培地（
Ｂ）を供給した後、上述した動作を繰り返して液体培地
（Ｂ）中の遊離細胞を再分化させて不定胚の形成を行な
う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来の技術のうち、第５図に示す
技術では、第１の工程でカルス１０５が充分に増殖する
まで養分供給のために新しい寒天培地１０２上への植換
えや、第１の工程から第２の工程へのカルス１０５の植
種、また第２の工程から第３の工程へ移るときに液体培
地１０７．１１０の交換が必要である。

そして、これらの植換えや植種、液体培地１０７．１１
０の交換は人手による手操作で行なわなければならない
ため、余計な手間かかかるとともに、培地交換作業や植
換え作業において雑菌汚染やカルス１０５を損傷させて
しまう等の恐れがある。

また、第６図に示す培養装置を使用する技術では、細胞
か液中に個々に分散（遊離細胞化）せず、塊状になって
増殖していく細胞が多く、これに起因して次の不定胚形
成工程（第３の工程）において、正常な不定胚か得られ
にくいという問題がある。

さらに、この培養装置を使用する技術では、液面上部付
近の容器壁部１２１にカルス１１４が付着して、そこで
増殖しこれが塊状になり液中に分散しなくなるという問
題がある。

本発明は上記の事情に鑑み、植物組織培養の一連の工程
を自動的に行なうことができるとともに、雑菌による汚
染を少なくし、さらにカルスが個々の細胞に遊離化して
液中に分散した状態での増殖を促進し、また液面上部部
分の容器壁部に細胞が付着しないようにすることができ
、これによって植物細胞の増殖や不定胚の形成を効率良
く行なうことができる培養装置を提供することを目的と
している。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明による培養装置は、
横置きに置かれる筒状の培養容器と、この培養容器を左
右にスイングさせる駆動部とを備えたことを特徴として
いる。

（作用） 上記の構成において、各工程毎に、培養容器内に液体培
地を供給した後、駆動部によって必要に応じて培養容器
をスイングさせながら前記培養容器内に入れられた植物
細胞の培養を行なう。

（実施例） 第１図は本発明による培養装置の一実施例を示す斜視図
、第２図は同実施例の構成図である。

これらの図に示す如くこの培養装置は支持部１と、培養
装置本体２と、空気供給装置３と、培養液供給装置４と
を備えており、培養液供給装置４によって適宜、培養液
（Ａ）１５または培養液（Ｂ）２０を補充しながら空気
供給装置３によって培養装置本体２内の培養液（Ａ）１
５中または培養液（Ｂ）２０中に気泡を発生させて培養
液（Ａ）１５中または培養液（Ｂ）２０中の植物細胞４
２を生長させたり、カルス４３を増殖させたりする。ま
た、支持部１によって培養装置本体２を適宜スイングさ
せて培養装置本体２内の壁面に細胞が付着するのを防止
する。

支持部１は前記培養装置本体２から突出しているシャフ
ト５の右側を回転自在に支持する右支持板６と、前記培
養装置本体２の左側に設けられる左支持板７と、この左
支持板７の上部に設けられ前記培養装置本体２から突出
しているシャフト５の左側を時計方向、反時計方向に回
動させる駆動部色とを備えており、制御装置（図示は省
略する）から駆動信号が供給されたとき、この駆動信号
に応して前記培養装置本体２を時計方向、反時計方向に
スイングさせる。

また、空気供給装置３は第２図に示す如く空気を取り込
む弁９と、この弁９を介して取り込まれた空気の流量を
検出する流量計１０と、この流量計１０を介して取り込
まれた空気中の雑菌を取り除く除菌フィルタ１１と、こ
の除菌フィルタ１１によって除菌された空気を無菌水１
３によって加湿して前記培養装置本体２に供給する加湿
器１２とを備えており、エアーポンプ等から供給される
空気を取り込んでこれを除菌、加湿した後、前記培養装
置本体２に供給する。

また、培養液供給装置４は培養液（Ａ）１５が満たされ
た培養液供給タンク１６と、除菌フィルタ１７を介して
前記培養液供給タンク１６内の上部を大気と連通させる
通気パイプ１８と、操作員等によって開閉される弁１９
と、培養液（Ｂ）２０が満たされた培養液供給タンク２
１と、除菌フィルタ２２を介して前記培養液供給タンク
２１内の上部を大気と連通させる通気バイブ２３と、操
作員等によって開閉される弁２４と、前記弁１９が開状
態となってる状態で培養液供給指令が供給されたとき、
前記培養液供給タンク１６内の培養液（Ａ）１５を取り
込んで前記培養装置本体２に供給し、また前記弁２１が
開状態となってる状態で培養液供給指令が供給されたと
き、前記培養液供給タンク２１内の培養液（Ｂ）２０を
取り込んて前記培養装置本体２に供給するポンプ２５と
を備えており、培養液供給指令が供給されたとき、ポン
プ２５によって各培養液供給タンク１６．２１に各々満
たされた各培養液（Ａ）１５、（Ｂ）２０のいずれか一
方を取り込んで前記培養装置本体２に供給する。

培養装置本体２はガラス等によって構成される有底円筒
状の培養容器２６と、この培養容器２６の低部に設けら
れる出口フィルタ２７と、弁２８が開かれたとき前記出
口フィルタ２７を介して前記培養容器２６内の培養液（
Ａ）１５や培養液（Ｂ）２０を排出させる排液口２９と
、前記空気供給装置３から供給される空気を取り込む空
気供給口１４と、この空気供給口１４がら取り込まれた
空気によって培養容器２６内の培養液（Ａ）１５中や培
養液（Ｂ）２０中に小さな気泡を発生させる多孔質体３
０とを備えている。

さらに、この培養装置本体２は前記培養容器２６の中心
軸に沿って形成される有底円筒形のシャフト５と、この
シャフト５の中央部分に形成される不定胚選別筒部３１
と、前記シャフト５の一方に形成され前記培養液供給装
置４から供給される培養液（Ａ）１５または培養液（Ｂ
）２０を前記シャフト５内に導き前記不定胚選別筒部３
１がら培養容器２６内に放出させる液供給口３３と、前
記シャフト５の他端に設けられ弁３４が開かれていると
き前記不定胚選別筒部３１を通ってシャフト５内に入り
込んた不定胚を培養液（Ｂ）２０とともに外部に導く不
定胚取り出しパイプ３５とを備えている。

この場合、前記不定胚選別筒部３１は上部に粗目部３６
が形成され、下部に細目部３７か形成された筒てあり、
適当な不定胚の大きさをＭと、粗目部３６の粗目の大き
さＬと、細目部３７の細目の大きさＳの間に次に示す関
係が成り立つように粗目部３６の粗目の大きさＬと、細
目部３７の細目の大きさＳとが決められている。

Ｓ＜Ｍ＜Ｌ　　　　　　　　　　　　　川（１）さらに
、この培養装置本体２は前記培養容器２６の上部に設け
られる植種口３８と、除菌フィルタ３９を介して前記培
養容器２６内の上部を大気と連通させる通気パイプ４０
と、前記培養容器２６内にある培養液（Ａ）１５または
培養液（Ｂ）２０の状態を測定するＰＨセンサ４１とを
備えている。

そして、培養液供給装置４によって適宜、培養液（Ａ）
１５や培養液（Ｂ）２０が補充されるとともに、空気供
給装置３から供給される空気によって培養装置本体２内
の培養液（Ａ）１５中や培養液（Ｂ）２０中に気泡を発
生させこれら培養液（Ａ）１５中や培養液（Ｂ）２０中
の植物細胞４２を生長させたり、カルス４３を増殖させ
たりする。また、支持部１によって培養装置本体２を適
宜スイングさせて培養装置本体２内の壁面に細胞が付着
するのを防止する。

次に、第１図および第２図を参照しながらこの実施例の
第１工程、第２工程、第３工程、不定胚選別工程を順次
説明する。

く第１工程〉 この工程は植物の組織を脱分化させてカルス化する工程
であり、次に述べる順序で行われる。

まず、弁１９を開くとともに、ポンプ２５を駆動して脱
分化ホルモンを含む液体培地（Ａ）１５を液供給口３３
から培養容器２６内に供給して多孔質板３０の下側の面
がわずかに浸漬する程度まで液体培地（Ａ）１５を満た
す。このとき、多孔質板３０の上側の面は毛細管現象で
上昇した液体培地（Ａ）１５の薄い膜で覆われる。

次に、植種口３８から培養対象となる植物の組織、例え
ば植物の成長点部分（植物細胞４２）を多孔質板３０上
に置床する。

この状態で、培養を行なうと、約１週間程度てカルス化
が始まり、その後増殖し、通常１ケ月程度で所定の大き
さのカルス４３になる。

く第２工程〉 この工程はカルス４３を遊離細胞として増殖する工程で
あり、次に述べる順序で行われる。

まず、弁１９を開くとともに、ポンプ２５を駆動して液
体培地（Ａ）１５を液供給口３３がら培養容器２６内に
供給して培養容器２６の高さ２／３程度まで液体培地（
Ａ）１５を満たす。この後、弁１９を閉しる。

次に、弁９を開いてエアーポンプ等から供給される空気
を取り込ませ、これを除菌、加湿した後、前記培養装置
本体２に供給して多孔質板３ｏから微細な気泡を発生さ
せ、これを液体培地（Ａ）１５中に分散させてカルス４
３に酸素を供給しこれを増殖させるとともに、通気パイ
プ４０を介して培養容器２６内の余分な空気を外部に排
出させる。

また、この動作と並行して、駆動部８を動作させて培養
容器２６を時計方向、反時計方向にスイング振動させて
カルス４３を個々の細胞に分離させて遊離細胞として分
裂増殖させる。

またこのとき、第３図（ａ）〜（Ｃ）に示す如く適宜、
通常のスイングよりも振幅の大きいスイングを与え、培
養容器２６の液面上部部分も交互に液中に浸るようにし
、液面上部部分の器壁に付着した細胞を液体培地（Ａ）
１５中に戻すようにする。

そして、１ケ月程度、培養を続け、細胞の増殖、均質化
を行なう。

く第３工程〉 この工程は遊離細胞を再分化させて不定胚を形成させる
工程であり、次に述べる順序で行われる。

まず、弁２８を開いて排液口２９から液体培地（Ａ）１
５を排出する。このとき、液中に分散している遊離細胞
は出口フィルタ２７によって排出を阻止される。そして
、液体培地（Ａ）１５の排出が完了したとき、弁２８を
閉しる。

次に、弁２４を開くとともに、ポンプ２５を駆動して脱
分化ホルモンを含まない液体培地（Ｂ）２０を培養容器
２６に供給して、培養容器２６の高さ２／３程度まで液
体培地（Ｂ）２０を満たす。

この後、前記第２工程と同様に培養装置本体２にスイン
グ振動を与えながら通気して培養を行なう。

そして、１ケ月程度、この状態を続けて各細胞を再分化
させて不定胚を形成させる。

〈不定胚選別工程〉 この工程は不定胚の選別と系外への取り出しを行なう工
程であり、次に述べる順序で行われる。

まず、不定胚か形成され始め、適当な寸法Ｍ程度まで成
長したものは不定胚選別筒部３１内に残り、また寸法Ｍ
まで成長していないものは前記不定胚選別筒部３１内に
残らず、また細胞が塊状になっていて寸法Ｍより大きな
ものは前記不定胚選別筒部３１内に入るのを阻止される
。

次に、駆動部８によって培養容器２６を回動させて前記
不定胚選別筒部３１の粗目部３６および細目部３７が下
にならないようにした状態、即ち目の無い部分が下にな
るようにした状態で、弁３４を開いた後、弁２４を開く
とともに、ポンプ２５を駆動して液体培地（Ｂ）２０を
シャフト５内に供給して前記不定胚選別筒部３１内にあ
る寸法Ｍまて成長した不定胚を流し出して系外に取り出
し、これを幼植物育成工程へと進める。

この後、弁３４を再度閉し、この状態で液体培地（Ｂ）
２０を供給して逆洗作用により前記不定胚選別筒部３１
の外面に付着した塊状の細胞など、大きなものを再度、
液中に戻し、次の選別動作に支障をきたさないようにす
る。

このようにこの実施例においては、培養容器２６内で植
物細胞４２やカルス４３の培養、カルス４３の遊離細胞
化、不定胚の形成等を行なうようにしたので、植物組織
培養の一連の工程を自動的に行なうことができるととも
に、雑菌による汚染を少なくすることができる。

また、この実施例においては、培養容器２６をスイング
させながら植物細胞４２やカルス４３の培養等を行なう
ようにしているので、カルス４３が個々の細胞に遊離化
して液中に分散した状態での増殖を促進し、また液面上
部部分の容器壁部に細胞が付着しないようにすることが
でき、これによって植物細胞４２の増殖や、カルス４３
の遊離細胞化、不定胚の形成等を効率良く行なうことが
できる。

また、上述した実施例においては、植物細胞４２を脱分
化してびカルス化する第１の工程をも含んでいるが、別
の場所で得られたカルス４３を植種口３８から植種して
第２の工程から行なうようにしでも良い。

また、上述した実施例においては、第３の工程で行われ
る不定胚の選別に不定胚選別筒部３１を用いているか、
細胞の選別、即ち塊状になった大きなものと、破壊され
て小さくなった細胞を除去し、適当な大きさの細胞のみ
を取り出し、別の培養装置に供給して第３の工程である
不定胚の形成工程を行なうようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、植物組織培養の一
連の工程を自動的に行なうことができるとともに、雑菌
による汚染を少なくし、さらにカルスが個々の細胞に遊
離化して液中に分散した状態での増殖を促進し、また液
面上部部分の容器壁部に細胞が付着しないようにするこ
とができ、これによって植物細胞の増殖や不定胚の形成
を効率良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による培養装置の一実施例を示す斜視図
、第２図は同実施例の構成図、第３図は同実施例のスイ
ング動作例を示す模式図、第４図は一般的な植物細胞培
養工程を示す模式図、第５図は従来から知られている植
物細胞培養工程の一例を示す模式図、第６図は従来、提
案されている培養装置の一例を示す構成図である。 １・・・支持部 ２・・・培養装置本体 ３・・・空気供給部（空気供給装置） ４・・・液体培地供給部（培養液供給装置）８・・・駆
動部 １５・・・液体培地（培養液（Ａ）） ２０・・・液体培地（培養液（Ｂ）） ２６・・・培養容器 ３１・・・不定胚選別部（不定胚選別筒部）３６・・・
粗目部 ３７・・・細目部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）横置きに置かれる筒状の培養容器と、この培養容
   器を左右にスイングさせる駆動部と、を備えたことを特
   徴とする培養装置。
2. （２）前記培養容器は不定胚または細胞の大きさを選別
   して系外に導くのに必要な粗目部および細目部を有する
   不定胚または細胞選別部を備えている請求項１記載の培
   養装置。