JPH0383522A - Mass-production of mycorrhiza bacterium vesicular arbuscula - Google Patents

Mass-production of mycorrhiza bacterium vesicular arbuscula

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JPH0383522A
JPH0383522A JP22238989A JP22238989A JPH0383522A JP H0383522 A JPH0383522 A JP H0383522A JP 22238989 A JP22238989 A JP 22238989A JP 22238989 A JP22238989 A JP 22238989A JP H0383522 A JPH0383522 A JP H0383522A
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JP
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bacterium
mycorrhiza
tank
mycorrhizal fungi
hairy roots
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Haruo Sumiya
治夫 角谷
Hitoshi Saga
嵯峨 均
Hidehiko Ishimaru
英彦 石丸
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Original Assignee
Lion Corp
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Abstract

PURPOSE:To produce mycorrhiza bacterium Vesicular arbuscula (abbreviated as VA mycorrhiza bacterium) in high efficiency by culturing hair root in a tank, inoculating VA mycorrhiza bacterium to the hair root in a tank and culturing the bacterium in symbiotic state. CONSTITUTION:Hair root cultured in a tank is inoculated with VA mycorrhiza bacterium (an endotrophic mycorrhiza having sacciform part and arborescent part) in a tank and the bacterium is cultured in symbiotic state. The hair root is a root grown from an infected site of a plant obtained by infecting Agrobacterium rhizogenes to the stalk, leaf, root, etc., of the plant and is generated by the integration of a part of the gene of a macroplasmid (Ri plasmid) existing in Agrobacterium rhizogenes into the gene of the plant. The VA mycorrhiza bacterium is e.g. the strain of genus Gigaspora, Glomus, Sclerocystis, Accaueospora or Entrophospora.

Description

【発明の詳細な説明】 産果よ立豆旦発見 本発明は、VA菌根菌をタンク内で大量に製造する方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing VA mycorrhizal fungi in large quantities in a tank.

丈来立挟比 VA菌根菌は、植物と共生することによって、その共生
植物の養分吸収(特にリン)を促したり、共生植物を土
壌の病r!に菌から保護する等、好ましい影響を与える
ことが現在までに多数報告されている。そこで、工業的
にVA菌根菌を生産し共生させることができれば、作物
への施肥量軽減、悪い栽培環境に対する抵抗性の向上、
農産物の品質の向上が期待できる。
By coexisting with plants, VA mycorrhizal fungi promote the absorption of nutrients (particularly phosphorus) by the symbiotic plants, and protect the symbiotic plants from soil diseases! To date, there have been many reports that it has favorable effects, such as protecting against bacteria. Therefore, if VA mycorrhizal fungi could be industrially produced and coexisted, it would reduce the amount of fertilizer applied to crops, improve resistance to bad cultivation environments,
It is expected that the quality of agricultural products will improve.

しかし、VA菌根菌は植物と共生していなければ増殖し
ない絶対共生菌で純粋培養できないことから、効率良く
大量に生産する技術の開発が大変困難となっている。
However, VA mycorrhizal fungi are obligate symbiotic bacteria that do not proliferate unless they coexist with plants, and cannot be cultured in pure form, making it extremely difficult to develop techniques for efficient mass production.

現在までに提案されたVA菌根菌の培養方法には、大き
く分けて次の2つの方法がある。
There are two main methods for culturing VA mycorrhizal fungi that have been proposed to date:

1つは圃場、鉢、水耕栽培等の無菌化しない条件下で植
物根とVA菌根菌の共生を行ない培養する方法で、その
ために好適な培養基体、例えば多孔性構造を有する物質
等を用いたり(特開昭60−237987号公報)、水
耕栽培の際の培養液を薄膜状にする(特開昭55−11
8390号公報)等の方法が開発されている。
One is a method in which plant roots and VA mycorrhizal fungi coexist and are cultured under non-sterilized conditions such as in fields, pots, and hydroponics.For this purpose, a suitable culture substrate, such as a material with a porous structure, is used. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-237987), or to make the culture solution into a thin film during hydroponic cultivation (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-11)
8390) and the like have been developed.

しかしこの方法では、共生植物の生育が遅く、VA菌根
菌の大量製造が困難であり、また、VA菌根菌以外の微
生物による汚染の危険があつた・ 2つめの方法は、無菌的な容器内で植物を培養しVA菌
根菌との共生を行なう方法である。
However, with this method, the growth of symbiotic plants was slow, making it difficult to mass-produce VA mycorrhizal fungi, and there was a risk of contamination with microorganisms other than VA mycorrhizal fungi. This is a method in which plants are cultured in containers and coexist with VA mycorrhizal fungi.

この場合は十分な栄養分を与えることができるので1通
常の植物体の他に、生育の良い根の器官培養物(特開昭
62−19028号公報)、毛状根(特公昭62−49
037号公報)等の組織培養物をVA菌根菌の共生相手
とすることができる。
In this case, sufficient nutrients can be provided, so in addition to normal plants, organ cultures of well-growing roots (Japanese Patent Publication No. 62-19028), hairy roots (Japanese Patent Publication No. 62-49)
037) can be used as a symbiotic partner of VA mycorrhizal fungi.

毛状根とは毛根病菌アグロバクテリウム・リゾジェネス
(Agrobacterium rhizogenes
)を植物の茎、葉、根等に接種すると感染部位から発生
する根で、アグロバクテリウム・リゾジェネス中に存在
する巨大プラスミド(Riプラスミド)の遺伝子の一部
が植物の遺伝子に組み込まれることにより発生する。毛
状根は通常の根に比べて生育が非常に速く1通常の根の
器官培養で必要な植物ホルモンを使用しなくても良い生
育が得られるので、コストを低減することができる。
Hairy roots are caused by the hairy root disease fungus Agrobacterium rhizogenes.
) is inoculated into the stems, leaves, roots, etc. of a plant, and a part of the gene of the giant plasmid (Ri plasmid) present in Agrobacterium rhizogenes is integrated into the plant's genes in the roots that develop from the infected site. Occur. Hairy roots grow much faster than normal roots, and growth can be achieved without the use of plant hormones, which are required in organ culture of normal roots, so costs can be reduced.

また、毛状根はVA菌根菌の胞子の発芽と菌糸体の生長
を刺激したり、VA菌根菌の感染しやすい箇所である根
の先端に近い若い部分を多く持つことが知られており、
共生相手としては好適であることが示されている。さら
に、毛状根の大量培養については液体培地を入れたエア
リフトタイプ等の発酵槽で行なうことも知られている(
特公昭62−49037号公報)。
In addition, hairy roots are known to stimulate spore germination and mycelium growth of VA mycorrhizal fungi, and to have many young parts near the root tips, which are easily infected by VA mycorrhizal fungi. Ori,
It has been shown that they are suitable as symbiotic partners. Furthermore, it is known that mass culture of hairy roots can be carried out in an air-lift type fermenter containing a liquid medium (
(Special Publication No. 62-49037).

しかしながら、毛状根を用いる方法も、工業的に有利な
大量培養におけるVA菌根菌胞子の接種方法や、共生状
態での培養方法に関しては、未だ開発されていない。
However, a method using hairy roots, a method for inoculating VA mycorrhizal fungal spores in industrially advantageous mass culture, and a method for culturing in a symbiotic state have not yet been developed.

が  しようとする課 本発明の目的は、毛状根とVA菌根菌を大量に共生させ
る方法を開発し、工業的なVA菌根菌の生産方法を提供
することにある。
The purpose of the present invention is to develop a method for coexisting in large quantities with hairy roots and VA mycorrhizal fungi, and to provide an industrial method for producing VA mycorrhizal fungi.

見里立豊處 本発明のVA菌根菌の大量製造方法は、タンク培養下で
得られた毛状根に、タンク内でVA菌根菌を接種、共生
させることを特徴とする。
The method for mass-producing VA mycorrhizal fungi of the present invention is characterized by inoculating hairy roots obtained under tank culture with VA mycorrhizal fungi in a tank and allowing them to coexist.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明に用いる毛状根を作らせるために利用できるアク
ロバクテリウム・リゾジェネスとしては、以下のものが
例示される。
Examples of Acrobacterium rhizogenes that can be used to produce hairy roots used in the present invention include the following.

アグロバクテリウム・リゾジェネス ATCC″11N
n25818アグロバクテリウム・リゾジェネス AT
CC”  415834アグロバクテリウム・リゾジェ
ネス ATCC111Nn43057アグロバクテリウ
ム・リゾジェネス NCPPB” NQ8196アグロ
バクテリウム・リゾジェネス NIAES″13 Hα
1724菌寄託機関名 ※l) ATCC: American Type C
u1tureCollection、 U、S、A。
Agrobacterium rhizogenes ATCC″11N
n25818 Agrobacterium rhizogenes AT
CC” 415834 Agrobacterium rhizogenes ATCC111Nn43057 Agrobacterium rhizogenes NCPPB” NQ8196 Agrobacterium rhizogenes NIAES″13 Hα
1724 Bacteria depository institution name *l) ATCC: American Type C
u1tureCollection, U, S, A.

※2) NCPPB : National Co11
ection ofPlant Pathogenic
 Bacteria。
*2) NCPPB: National Co11
Ection of Plant Pathogenic
Bacteria.

U、K。U, K.

※3) NIAES :農林水産省農業環境技術研究所 また、大腸菌などの他の菌にRiプラスミドまたはその
一部を遺伝子導入した菌も使用できる。
*3) NIAES: Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, National Institute of Agro-Environmental Science and Technology In addition, other bacteria such as Escherichia coli into which the Ri plasmid or a portion thereof has been introduced can also be used.

植物をアグロバクテリウム・リゾジェネスで処理すると
、リゾジェネス菌中のRiプラスミドの一部(T−DN
A)が植物細胞の核DNAの中に導入(形質転換)され
る。
When plants are treated with Agrobacterium rhizogenes, part of the Ri plasmid (T-DN
A) is introduced (transformed) into the nuclear DNA of a plant cell.

植物の茎、根、葉等にRiプラスミドT−DNAを導入
し形質転換させた毛状根を得る方法としては、例えば、
次の方法が挙げられる。
Examples of methods for obtaining transformed hairy roots by introducing Ri plasmid T-DNA into plant stems, roots, leaves, etc. include:
The following methods may be mentioned.

1、植物個体への直接接種法 2、葉片を用いたリーフディスク法 (R,B、Horsch et、al、、5CIENC
E 227゜1229(1985)) 3、植物体のプロトプラストを利用した共存培養法 (Z、M、Wel et、al、、Plant Ce1
l Rep、+5:93−96(1986)) 4、植物体のプロトプラストと7グロバクテリウム・リ
ゾジェネスのスフ二ロプラスト法 (R,Hain 4It、al、、Plant Ce1
l Rap、。
1. Direct inoculation method to individual plants 2. Leaf disc method using leaf discs (R, B, Horsch et al., 5 CIENC
E 227゜1229 (1985)) 3. Co-culture method using plant protoplasts (Z, M, Wel et al., Plant Ce1
1 Rep, +5:93-96 (1986)) 4. Plant protoplasts and 7 Globacterium rhizogenes sphnyloplast method (R, Hain 4It, al., Plant Ce1
l Rap,.

3.60(1984)) 5、 アグロバクテリウム・リゾジェネスのRiプラス
ミドまたはその一部のT− DNAを、マイクロインジェクション等の方法で、直接
細胞内に注入する方法 Riプラスミドを上記1〜4の方法で導入した場合は、
その後アグロバクテリウム・リゾジェネスの除菌処理が
必要で、その方法としては下記のものがある。
3.60 (1984)) 5. A method in which the Ri plasmid of Agrobacterium rhizogenes or a part of the T-DNA thereof is directly injected into cells by a method such as microinjection. If you install it with
After that, it is necessary to sterilize Agrobacterium rhizogenes, and the following methods are available for this.

l)高温処理(40℃) 2)抗生物質処理 3)毛状根先端部の早いサイクルでの植え継ぎ 以上の方法により得られた毛状根の培養方法としては下
記のものが有効である。
1) High temperature treatment (40°C) 2) Antibiotic treatment 3) Rapid cycle transplantation of hairy root tips The following methods are effective for culturing hairy roots obtained by the above methods.

本発明では、例えば、従来から植物の組織培養に用いら
れている培地、つまり、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種以上の成分を添加し
必要に応じてその他の成分も添加されている培地を用い
ることができる。
In the present invention, for example, a medium conventionally used for plant tissue culture, that is, an inorganic component and a carbon source as essential components, and at least one or more selected from plant hormones, vitamins, and amino acids. It is possible to use a medium to which the above-mentioned components have been added and other components have also been added as necessary.

上記培地中の無機成分としては、窒素、亜鉛、鉄、鋼、
モリブデン、ホウ素、リン、コバルト、カリウム、カル
シウム、マグネシウム、イオウ、マンガン、塩素、ナト
リウム、ヨウ素等があり、具体的には、硝酸アンモニウ
ム、リン酸2水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩
化アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、硝
酸カリウム、硫酸亜鉛、硫酸第1鉄、硫酸第2鉄、エチ
レンジアミン4酢酸鉄、硫酸銅、モリブデン酸、モリブ
デン酸ナトリウム、ホウ酸、リン酸、リン酸1ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸2ナトリウム、リン酸3ナ
トリウム、塩化コバルト、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、硫酸マンガン
、ヨウ化カリウム等が例示される。
Inorganic components in the above medium include nitrogen, zinc, iron, steel,
Molybdenum, boron, phosphorus, cobalt, potassium, calcium, magnesium, sulfur, manganese, chlorine, sodium, iodine, etc., specifically ammonium nitrate, ammonium dihydrogen phosphate, ammonium sulfate, ammonium chloride, sodium nitrate, calcium nitrate. , potassium nitrate, zinc sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, ethylenediaminetetraacetic acid iron, copper sulfate, molybdic acid, sodium molybdate, boric acid, phosphoric acid, monosodium phosphate, potassium phosphate, disodium phosphate , trisodium phosphate, cobalt chloride, potassium chloride, calcium chloride, magnesium sulfate, sodium sulfate, manganese sulfate, potassium iodide, and the like.

また炭素源には、ショ糖および他の炭水化物、その誘導
体、脂肪酸等の有機酸、エタノール等の1級アルコール
等が例示される。
Examples of carbon sources include sucrose and other carbohydrates, derivatives thereof, organic acids such as fatty acids, and primary alcohols such as ethanol.

植物ホルモン類には、インドール酢酸 (IAA)、ナフタレン酢酸(N A A)、p−クロ
ロフェノキシイソ酪酸、2,4−ジクロロフェノキシ酢
酸(2,4−D)等のオーキシン類、カイネチン、ベン
ジルアデニン、ゼアチン、ジヒドロゼアチン等のサイト
カイニン類が例示される。
Plant hormones include auxins such as indoleacetic acid (IAA), naphthaleneacetic acid (NAA), p-chlorophenoxyisobutyric acid, and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), kinetin, and benzyladenine. Examples include cytokinins such as , zeatin, and dihydrozeatin.

ビタミン類には、ビオチン、チアミン(ビタミンB、)
、ピリドキシン(ビタミンB、)、パントテン酸、アス
コルビン酸(ビタミンC)、イノシトール、ニコチン酸
等が例示される。
Vitamins include biotin and thiamin (vitamin B)
, pyridoxine (vitamin B), pantothenic acid, ascorbic acid (vitamin C), inositol, nicotinic acid, and the like.

アミノ酸類には、グリシン、アラニン、グルタミン、シ
スティン等が例示される。
Examples of amino acids include glycine, alanine, glutamine, cysteine, and the like.

この他に、ビタミン、ホルモン等が含まれると言われて
いる天然物1例えばココナツツミルク、酵母エキス等も
用いることができる。
In addition, natural products such as coconut milk, yeast extract, etc. that are said to contain vitamins, hormones, etc. can also be used.

本発明では上記成分を含有する種々の培地を用いること
ができるが、液体培地を用いるのが好ましい。なお、液
体培地中の成分の濃度は、広い範囲で変えることができ
る。通常は、無機成分を約0.1μN〜約100mM程
度、炭素源を約1 g/ Q ” 120g/ Q程度
、さらに植物ホルモン類を約0.01μ阿〜約10μH
程度、ビタミン類およびアミノ酸類を、それぞれ約0.
1mg/Q〜約100mg/ Q程度とすることができ
る。
Although various media containing the above-mentioned components can be used in the present invention, it is preferable to use a liquid medium. It should be noted that the concentrations of the components in the liquid medium can vary within a wide range. Usually, the inorganic component is about 0.1μN to about 100mM, the carbon source is about 1g/Q" 120g/Q, and the plant hormones are about 0.01μA to about 10μH.
degree, vitamins and amino acids, each about 0.
It can be about 1 mg/Q to about 100 mg/Q.

本発明の毛状根の培養において、光は必ずしも必要では
なく、かえって暗所での培養が生育には望ましい。培養
温度は約り0℃〜約35℃、特に約り3℃〜約28℃が
好適である。約10℃未満では毛状根の増殖速度が小さ
く、約35℃を越えても同様に毛状根の増殖速度が小さ
くなるからである。
In culturing the hairy roots of the present invention, light is not necessarily necessary, and culturing in the dark is preferable for growth. The culture temperature is preferably about 0°C to about 35°C, particularly about 3°C to about 28°C. This is because the growth rate of hairy roots is low at temperatures below about 10°C, and the growth rate of hairy roots is similarly low at temperatures above about 35°C.

本発明では、液体培地中の毛状根の初期植え付は量を広
い範囲で変えることができる。通常は液体培地50m 
Qに対して、毛状根を約10mg〜約1g(新鮮重量)
程度植え付けすることが望ましい。
In the present invention, the initial planting of hairy roots in a liquid medium can vary in amount within a wide range. Usually liquid medium 50m
About 10 mg to about 1 g (fresh weight) of hairy roots for Q
It is desirable to plant it in a certain amount.

本発明では種々の培養装置(タンク)を用いることがで
きる。微生物培養用、動植物細胞培養用の培養槽(ファ
ーメンタ−)には様々なタイプがあり、特に培養物への
酸素供給の方法、培地(栄養物〉との接触方法、培地成
分制御の方法を改良した多くの培養槽が開発されている
。毛状根は微生物に比べて非常に大きいという形態上の
特徴があるので、高速で回転する撹拌翼を備えた培養装
置等の物理的衝撃の大きなものは用いることができない
が、適当な培地と酸素が供給され培養物への物理的衝撃
が大きくない装置であれば、非常に良い生育を得ること
ができる。
Various culture devices (tanks) can be used in the present invention. There are various types of culture vessels (fermenters) for culturing microorganisms and animal and plant cells, and in particular, the method of supplying oxygen to the culture, the method of contact with the medium (nutrients), and the method of controlling the medium components. A number of improved culture tanks have been developed. Hairy roots have a morphological characteristic of being much larger than microorganisms, so they cannot be used in culture systems that are subject to large physical shocks, such as culture equipment equipped with stirring blades that rotate at high speed. However, very good growth can be obtained if an appropriate medium and oxygen are supplied and a device that does not impose a large physical impact on the culture is used.

ただしVA菌根菌の接種以降の段階では、液体中でVA
菌根菌が増殖、胞子生産し難いため、−貫して一つの装
置で培養を行なう場合はこのことを考慮しながら装置を
決めなければならない。
However, at the stage after inoculation of VA mycorrhizal fungi, VA
Since it is difficult for mycorrhizal fungi to proliferate and produce spores, this must be taken into consideration when deciding on the device when culturing is carried out in one device.

本発明において用いられるVA菌根菌としては、ギガス
ポラ属(Gigaspora)、グロマス属(Glom
us)、スクレロシスチス属(Sclerocysti
s)、7カウロスポラ属(Accaulospora)
、エントロホスボラ属(Entrophospora)
などが挙げられる。
The VA mycorrhizal fungi used in the present invention include Gigaspora spp., Glomas spp.
us), Sclerocystis sp.
s), 7 Caulospora (Accaulospora)
, Entrophospora
Examples include.

これらのうち、土壌からギガスポラ・グレガリアの胞子
を分離する方法を以下に示す。
Among these methods, the method for separating Gigaspora gregaria spores from soil is shown below.

まず圃場または植物の鉢植えの土壌を採取し、水に懸濁
する。これを1〜2mmメツシュの篩で大きなごみ、石
等を除き、さらに通過液を0.1m11メツシユの篩に
通す。0.1mmメツシュの篩に残ったものを流水で洗
浄後集め、少量の水に懸濁しシャーレに移す。これを実
体顕微鏡下でごみと胞子とに選別し、胞子のみをピペッ
トで吸い取り別のシャーレに移す。この操作を3回繰り
返し、遠沈管に移した後、水を加えて超音波を数秒当て
てごみを分散させ、水を捨てることにより胞子を洗浄す
る。これを数回繰り返す。
First, soil from the field or potted plants is collected and suspended in water. This is passed through a sieve with a mesh size of 1 to 2 mm to remove large particles, stones, etc., and the passed liquid is passed through a sieve with a mesh size of 0.1 m and 11 mm. What remains on the 0.1 mm mesh sieve is collected after washing with running water, suspended in a small amount of water, and transferred to a petri dish. This is separated into dirt and spores under a stereomicroscope, and only the spores are sucked up with a pipette and transferred to another petri dish. After repeating this operation three times and transferring it to a centrifuge tube, add water and apply ultrasonic waves for several seconds to disperse the debris, and then discard the water to wash the spores. Repeat this several times.

洗浄した胞子の無菌化は、滅菌水で20〜30回洗浄す
るか、ストレプトマイシン等の抗生物質、種々の殺菌剤
等を用いることによって行なう。
The washed spores are sterilized by washing them 20 to 30 times with sterile water, or by using antibiotics such as streptomycin, various disinfectants, and the like.

無菌培養下で得られた胞子についてはもちろんその必要
は無い。
Of course, this is not necessary for spores obtained under sterile culture.

以上のようにして単離した胞子を、無菌化の確認や予備
発芽のために1毛状根に接種する前に適当な固体培地上
で培養してもよい。
The spores isolated as described above may be cultured on a suitable solid medium before being inoculated into hairy roots for confirmation of sterilization and preliminary germination.

以上のようにしてタンク培養下で得られた毛状根と、V
A菌根菌をタンク内で共生させるため、VA菌根菌の接
種を行なう。接種するVA菌根菌は上記の方法で得た胞
子または予備発芽した胞子が通常用いられるが、他の物
質との混合物の状態や、根または毛状根と共生している
ものをそのまま分離せずに接種源として用いることも可
能である。
Hairy roots obtained under tank culture as described above and V
In order to have A mycorrhizal fungi coexist in the tank, VA mycorrhizal fungi are inoculated. The VA mycorrhizal fungi to be inoculated are usually spores obtained by the above method or pre-germinated spores, but spores that are mixed with other substances or that are symbiotic with roots or hairy roots can be isolated as is. It is also possible to use it as an inoculum without using it.

タンク内でのVA菌根菌の接種は、VA菌根菌接種源を
水、緩衝液等の液体、またはケイソウ士等の粉体、粒状
体に懸濁し、タンク内に注入することによって行なうこ
とができる。また、空気等の気体に分散して一緒に吹き
込むことにより、タンク内にVA菌根菌を注入して接種
することもできる。
Inoculation of VA mycorrhizal fungi in a tank should be carried out by suspending the VA mycorrhizal fungi inoculum in a liquid such as water or a buffer solution, or in a powder or granular material such as diatomaceous material, and injecting it into the tank. I can do it. Furthermore, VA mycorrhizal fungi can also be injected into a tank by dispersing them in a gas such as air and blowing them together.

さらに、毛状根にVA菌根菌接種源を付着、固定するこ
とにより、感染を容易にすることもできる。この方法は
、ある条件に変化させるとゲル化する等毛状根に付着し
やすい形態になる液体にVA菌根菌接種源を懸濁して、
毛状根に与えた後、条件を変化させてゲル化等する方法
である。
Furthermore, infection can be facilitated by attaching and fixing a VA mycorrhizal fungi inoculum to hairy roots. This method involves suspending a VA mycorrhizal fungus inoculum in a liquid that gels under certain conditions and forms a form that is easy to adhere to hairy roots.
This is a method in which the product is applied to hairy roots and then gelled by changing the conditions.

例えば、アルギン酸ナトリウムを含む溶液にVA菌根菌
接種源を懸濁し、懸濁液を毛状根に与えた後、これをゲ
ル化する目的で塩化カルシウム等の水溶性カルシウム水
溶液を与える。このようにすればアルギン酸ナトリウム
がゲル化し、VA菌根菌はゲルにより毛状根に付着する
For example, a VA mycorrhizal inoculum is suspended in a solution containing sodium alginate, the suspension is applied to the hairy roots, and then a water-soluble calcium aqueous solution such as calcium chloride is applied to the hairy roots for the purpose of gelatinizing the suspension. In this way, the sodium alginate gels, and the VA mycorrhizal fungi adhere to the hairy roots through the gel.

また、同様に二価の金属イオン等によってゲル化するゲ
ランガム水溶液(通常粉末で販売されているので水に懸
濁した後加熱して水溶液を得る)にVA菌根菌接種源を
懸濁し、毛状根に散布した後、イオン水溶液を与えても
よい。これら以外にもカラギーナン、寒天、キトサン等
の天然高分子物質や、ポリビニルアルコール、ポリアク
リルアミド等の合成高分子物質も使用できる。
In addition, a VA mycorrhizal fungus inoculum was suspended in an aqueous solution of gellan gum (usually sold as a powder, which is suspended in water and then heated to obtain an aqueous solution), which similarly gels with divalent metal ions. After spraying on the roots, an aqueous ionic solution may be applied. In addition to these, natural polymeric substances such as carrageenan, agar, and chitosan, and synthetic polymeric substances such as polyvinyl alcohol and polyacrylamide can also be used.

VA菌根菌接種以降の段階において用いられる培養装置
(タンク)には、以下のものが挙げられる。ここで注意
しなければならないことは、前述の通り液体中ではVA
菌根菌が増殖、胞子生産し難く、気相を必要とすること
である。
Culture devices (tanks) used in the stages after VA mycorrhizal fungus inoculation include the following. What must be noted here is that, as mentioned above, in liquids, VA
Mycorrhizal fungi have difficulty multiplying and producing spores, and require a gas phase.

第1の例は、液体培地の水位をコントロールしながら培
養する装置である。すなわち、常に毛状根が培地中に入
ったままにならないように、培地の水位を低くできる装
置である。水位の上げ下げを定期的に行うことにより、
毛状根に栄養分を与え、かつ、VA菌根菌の増殖に必要
な気相を供給することができる。この場合、装置の高さ
を低くし、底面積を広くする。ただし、装置を何段階か
重ねるか、装置内を水平に仕切ることによって培養槽を
複数持つ装置とすることが可能である。水位の調節は、
適宜予備タンクやパイプを設置することによって行なう
The first example is an apparatus for culturing while controlling the water level of a liquid medium. In other words, it is a device that can lower the water level of the medium so that the hairy roots do not remain in the medium at all times. By regularly raising and lowering the water level,
It is possible to provide nutrients to the hairy roots and also to supply the gas phase necessary for the growth of VA mycorrhizal fungi. In this case, the height of the device is reduced and the bottom area is increased. However, it is possible to create a device with multiple culture tanks by stacking the devices in several stages or by partitioning the inside of the device horizontally. To adjust the water level,
This is done by installing backup tanks and pipes as appropriate.

第2の例は、毛状根を支持する支持体を用いた装置であ
る。第1の装置とは逆に毛状根の方を液体中から引き上
げておくものである。網等の毛状根を支持できてかつ液
体を通す支持体を用いて、毛状根を液体中から引き上げ
て気相に接触させる。支持体は上下運動または水面に垂
直方向に回転運動させるようにしてもよい。この場合に
おいて、上述の如く培地の水位をコントロールすること
も可能な装置を用いてもよい。
A second example is a device using a support that supports hairy roots. In contrast to the first device, the hairy roots are pulled up from the liquid. Using a support capable of supporting the hairy roots and through which the liquid passes, such as a net, the hairy roots are lifted out of the liquid and brought into contact with the gas phase. The support may be moved up and down or rotated in a direction perpendicular to the water surface. In this case, a device capable of controlling the water level of the medium as described above may be used.

第3の例は、多孔性構造を有し内部に気相、液相を保持
できるバーミキュライト等の物質を充填した装置である
。これらの多孔性物質は、その中で増殖される毛状根に
気相と液相(液体培地)を供給することができる。
A third example is a device that has a porous structure and is filled with a substance such as vermiculite that can hold a gas phase and a liquid phase inside. These porous materials can supply a gas phase and a liquid phase (liquid medium) to the hairy roots grown therein.

第4の例は、液体培地を水滴または霧状にして与える装
置である。必要に応じてノズル等が設置され、毛状根が
液体中に無くとも、毛状根に栄養を与えることができる
A fourth example is a device that provides a liquid medium in the form of water droplets or mist. A nozzle or the like is installed as necessary, and nutrition can be given to the hairy roots even if the hairy roots are not in the liquid.

その他、毛状根に必要な栄養を与える液相と、VA菌根
菌の好率的な増殖が可能な気相雰囲気とを併存せしめる
タンクであれば、いずれもが使用しうるが、同一のタン
クを用いて、−貫して毛状根の培養、VA菌根菌の接種
、毛状根とVA菌根菌の共生下での培養を行なうことが
好適である。
In addition, any tank can be used as long as it provides both a liquid phase that provides nutrients necessary for hairy roots and a gas phase atmosphere that allows VA mycorrhizal fungi to grow at a high rate. It is preferable to use a tank to culture hairy roots, inoculate VA mycorrhizal fungi, and culture the hairy roots and VA mycorrhizal fungi in symbiosis.

毛状根とVA菌根菌の共生状態での培養は、前述の毛状
根の培養に用いた培地、培養温度その他を、そのまま、
または改変して用いることができる。培地のpHに関し
ては、毛状根培養では4〜7の弱酸性が好ましいが、共
生した場合には6〜8の中性付近が好ましい。
For culturing hairy roots and VA mycorrhizal fungi in a symbiotic state, the medium, culture temperature, and other conditions used for the hairy root culture described above may be maintained as they are.
Or it can be modified and used. Regarding the pH of the medium, a slightly acidic pH of 4 to 7 is preferable for hairy root culture, but a neutral pH of 6 to 8 is preferable for coexistence.

見旦立塾果 本発明によれば、タンク培養下で得られた毛状根に、タ
ンク内でVA菌根開を接種、共生させることにより、V
A菌根菌を効率的に製造できる。よって、本発明の方法
は、工業的なVA菌根菌の製造方法として極めて好適で
ある。
According to the present invention, V.
A mycorrhizal fungi can be efficiently produced. Therefore, the method of the present invention is extremely suitable as an industrial method for producing VA mycorrhizal fungi.

失凰盟 シロクローバ(Trifolium repens)の
種子を次亜塩素酸ナトリウム溶液の殺菌剤で滅菌したの
ち、ショ糖を3%含有するムラシゲ・スクーグ(MS−
3と略す)の固型培地上に播種し、発芽した無菌植物の
茎、葉部等にRiプラスミドを保持するアグロバクテリ
ウム・リゾジェネス(NIAES N[L1724)菌
を接種した。
After sterilizing the seeds of Trifolium repens with a disinfectant of sodium hypochlorite solution, they were treated with Murashige Skoog (MS-) containing 3% sucrose.
Agrobacterium rhizogenes (NIAES N[L1724) carrying the Ri plasmid was inoculated onto the stems, leaves, etc. of germinated sterile plants.

5週間後に接種部位から発生した毛状根を切り取り、ク
ラホラン0.5g/ Qを含むMS−3の固型培地上に
移植し、2週間で同じ組成の新しい培地に移植した。3
回この操作を繰り返して、除菌された毛状根を得た。
After 5 weeks, the hairy roots that had developed from the inoculation site were cut out and transplanted onto a solid medium of MS-3 containing 0.5 g/Q of Kraphoran, and after 2 weeks, they were transplanted onto a new medium with the same composition. 3
This operation was repeated several times to obtain sterilized hairy roots.

2Qのエアリフト型植物培養装置(柴田バリオ硝子株式
会社fA)のタンクに、MS−3の液体培地lQ(毛状
根培養用)を入れた。また、ペリスタ−・ポンプ、ガラ
ス管およびシリコン管で培養中に培地水位を任意に変え
られるように装置を組み立て、別に改変培地(毛状根と
VA菌根菌の共生培養用)を入れたガラスびんを設置し
た。すなわち、ガラスびんに新鮮な改変MS(塩濃度半
分に、ショ糖濃度2%に、PHを6に改変)の液体培地
を3Q入れ、タンク底部とガラス管およびシリコン管で
つなぎ、途中にペリスター・ポンプを設置して液体培地
をどちらの方向にも移動させられるようにした。なおタ
ンク底部の開口部には毛状根が管に侵入しないようにガ
ラスフィルターを設けた。装置は120℃で60分間滅
菌した。
MS-3 liquid medium 1Q (for hairy root culture) was placed in the tank of a 2Q airlift type plant culture device (Shibata Vario Glass Co., Ltd. fA). In addition, we assembled a device using a perister pump, a glass tube, and a silicone tube so that the water level of the medium could be changed arbitrarily during culture, and a glass tube containing a modified medium (for symbiotic culture of hairy roots and VA mycorrhizal fungi). I set up the bottle. That is, put 3Q of fresh modified MS liquid medium (altered salt concentration to half, sucrose concentration to 2%, pH to 6) in a glass bottle, connect it to the bottom of the tank with a glass tube and a silicone tube, and insert a pellister in the middle. A pump was installed to move the liquid medium in either direction. A glass filter was installed at the opening at the bottom of the tank to prevent hairy roots from entering the tube. The device was sterilized at 120°C for 60 minutes.

シロクローバ−(Trifolium repens)
の毛状根を上記培地に約1g(新鮮重量)植え付け、2
5℃で20日間暗黒下に培養した。
White clover (Trifolium repens)
Approximately 1 g (fresh weight) of hairy roots were planted in the above medium, and 2
The cells were cultured in the dark at 5°C for 20 days.

ポット栽培したアルファルファの土壌を篩分けした後、
実体顕微鏡下でギガスポラ・グレガリアの胞子を採取し
、滅菌水で30回洗浄して無菌の胞子を得た。単離した
胞子を、無菌化の確認と予備発芽のために、改変MSの
固型培地上で2週間培養した。
After sieving the pot-grown alfalfa soil,
Gigaspora gregaria spores were collected under a stereomicroscope and washed 30 times with sterile water to obtain sterile spores. The isolated spores were cultured for 2 weeks on a modified MS solid medium for confirmation of sterilization and preliminary germination.

毛状根培養後、毛状根培養用のMS−3液体培地はタン
ク外へ捨てた。
After hairy root culture, the MS-3 liquid medium for hairy root culture was discarded outside the tank.

ペリスタ−・ポンプを作動させて改変MS培地をガラス
びんからタンクに導入し1毛状根およびタンク内を洗浄
して、この培地を捨てた。
The modified MS medium was introduced from the glass bottle into the tank by operating the perister pump, the hairy roots and the inside of the tank were washed, and the medium was discarded.

この操作を3回繰り返した後、改変MS培地をタンク内
に300m Q導入した。
After repeating this operation three times, 300 mQ of the modified MS medium was introduced into the tank.

無菌であることと、発芽することが確認できたギガスポ
ラ・グレガリアの胞子1000個を改変MS培地に懸濁
し1毛状根に散布した。
1000 Gigaspora gregaria spores, which were confirmed to be sterile and germinated, were suspended in a modified MS medium and sprayed on one hairy root.

5日毎に培地を交換しながら5週間培養した後、タンク
内部の毛状根を取り出し、新鮮重量を調べた。感染率の
調査は、1cm1以上の分校した根をランダムに50本
採取し、トリパンブルーによって染色し、顕微鏡下でI
t察して感染したものの割合を調べることによって行な
った。
After culturing for 5 weeks while replacing the medium every 5 days, the hairy roots inside the tank were taken out and their fresh weight was examined. To investigate the infection rate, 50 divided roots of 1cm1 or more were randomly collected, stained with trypan blue, and examined under a microscope.
This was done by observing the number of infected individuals.

比較例として次の実験を行なった。The following experiment was conducted as a comparative example.

実施例で用いたタンクを12011Qの固体培地を入れ
た内径15cmのガラスシャーレ−とし、その他の条件
は実施例と同様に行なった。
The tank used in the example was a glass petri dish with an inner diameter of 15 cm containing 12011Q solid medium, and the other conditions were the same as in the example.

実施例と比較例における毛状根の培地IQあたりの新鮮
重量と、VA菌根菌感染率を次に示す。
The fresh weight of hairy roots per medium IQ and the VA mycorrhizal infection rate in Examples and Comparative Examples are shown below.

表−1 また、重量測定、感染率調査を行なわずに、実施例の方
法により6ケ月間培養を続けたところ、圃場や植木鉢等
を用いる従来の方法に比べて非常に多くの胞子生産が認
められた。
Table 1 In addition, when culturing was continued for 6 months using the method described in the example without measuring weight or investigating the infection rate, a significantly higher number of spores were produced compared to conventional methods using fields, flower pots, etc. It was done.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、タンク培養下で得られた毛状根に、タンク内でベシ
キエラー・アービュスキュラー菌根菌(のう状体と樹枝
状体を有する内生菌根菌類:以下VA菌根菌と称す)を
接種、共生させることを特徴とするVA菌根菌の大量製
造方法。
1. The hairy roots obtained under tank culture were treated with Vesiquier arbuscular mycorrhizal fungi (endophytic mycorrhizal fungi having a sac-like body and an arbuscular body: hereinafter referred to as VA mycorrhizal fungi). ) A method for mass-producing VA mycorrhizal fungi, characterized by inoculating and allowing them to coexist.
JP22238989A 1989-08-28 1989-08-28 Mass-production of mycorrhiza bacterium vesicular arbuscula Pending JPH0383522A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5574937A (en) * 1978-11-29 1980-06-05 Phillips Petroleum Co Method and device for handling thermoplastic web
JPS61123416A (en) * 1984-11-20 1986-06-11 Yamada Dobby Co Ltd Take-up machine
JPS6249037A (en) * 1985-08-28 1987-03-03 Honda Motor Co Ltd Composite spring for high rigid elastomer and metallic coil spring

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