JPS60984B2 - Tissue culture method for plants of the family Murasakiceae - Google Patents

Tissue culture method for plants of the family Murasakiceae

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JPS60984B2
JPS60984B2 JP12476581A JP12476581A JPS60984B2 JP S60984 B2 JPS60984 B2 JP S60984B2 JP 12476581 A JP12476581 A JP 12476581A JP 12476581 A JP12476581 A JP 12476581A JP S60984 B2 JPS60984 B2 JP S60984B2
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callus
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忠三 菅
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシコニン等のナフトキノン系の色素を含有す
るムラサキ科植物の組織培養方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for culturing the tissue of a plant of the family Murasaceae containing a naphthoquinone pigment such as shikonin.

さらに詳しくは特定の組成の液体培地を用いて、ムラサ
キ科の植物を組織培養することにより、ナフトキノン系
化合物その他の有機成分を多量に効率よく生産する方法
に関する。ムラサキ料の植物であるムラサキの根には下
記の式で示されるシコニン(R=一OH)等のナフトキ
ノン系の化合物が含まれており、従来から「紫根」と呼
ばれ漢方薬に用いられている。
More specifically, the present invention relates to a method for efficiently producing a large amount of naphthoquinone compounds and other organic components by tissue culturing plants of the family Prunusaceae using a liquid medium with a specific composition. The roots of the purple violet plant contain naphthoquinone-based compounds such as shikonin (R = 1OH) shown by the formula below, and have traditionally been called ``purple roots'' and used in Chinese medicine. .

すなわちゴマ油等の油脂によって、紫板からシコニンそ
の他の物質を抽出して得られる軟膏は紫雲骨と呼ばれ各
種皮膚疾患、切傷、火傷、痔疾等の治療に用いられ、抗
炎症作用、肉芽形成作用等のあることが知られている。
しかしながら紫根から抽出できるシコニン等の薬効成分
は徴量であり、またムラサキの栽培には時間がかかり、
自然環境や天候にも左右される等の問題があり、その安
定供繋台が危ぶまれている。
In other words, the ointment obtained by extracting shikonin and other substances from the purple plate with oils such as sesame oil is called shiyun bone and is used to treat various skin diseases, cuts, burns, hemorrhoids, etc., and has anti-inflammatory and granulation-forming effects. It is known that there are
However, the medicinal ingredients such as shikonin that can be extracted from the purple root are limited, and cultivating purple root takes time.
There are problems such as dependence on the natural environment and weather, and the stable supply is at risk.

これに対し、組織培養方法を用いてムラサキ科の植物を
増殖させることが、田端 守、水上 元らによって「フ
アイトケミストリー」(phyKにhemistry)
第13巻第927ページ、「薬学雑誌」第93登第13
76ページ、「ファイトケミストリー」(phybch
emjstひ)第16巻第1183ページ、同第17巻
第95ページに報告されている。
On the other hand, Mamoru Tabata, Hajime Mizukami, and others have proposed propagating plants of the PhyKaceae family using tissue culture methods as ``phytochemistry'' (phyK hemistry).
Volume 13, page 927, “Pharmaceutical Journal” No. 93, No. 13
Page 76, “Phytochemistry” (phybch
This is reported in Volume 16, page 1183 of Emjst, Vol. 17, page 95.

この方法によれば、季節、天候に左右されることなく、
ムラサキ科の植物を増殖させることができるので非常に
有利である。しかしながらこれらに開示されている方法
では、いずれも渚地を寒天で固体状にして使用しており
、大量生産には不適当である。そこで本発明者らは大量
生産に適している液体堵地を用いて、同様にカルスを生
育させる方法を検討し、まず田端らの用いた培地(リン
スマイャー・スクーグの培地)に寒天を添加することな
く液体培地の形態でムラサキの組織培養に使用したが「
カルスはある程度増殖するものの、シコニン等の色素
生成量は少量であり、またその生成量もバラッキが大き
く安定した収量を確保することができなかった。
According to this method, regardless of the season or weather,
It is very advantageous because it can propagate plants of the family Murasakiceae. However, the methods disclosed in these publications all use beach soil in the form of solid agar, and are unsuitable for mass production. Therefore, the present inventors investigated a method of growing callus in a similar manner using a liquid soil suitable for mass production, and first added agar to the medium used by Tabata et al. (Linsmeyer-Skoog medium). It was used for tissue culture of purple violet in the form of a liquid medium, but
Although the callus proliferated to some extent, the amount of pigments such as shikonin produced was small, and the amount produced also varied widely, making it impossible to secure a stable yield.

本発明者らは、ムラサキ科の植物の組織培養に通し、か
つシコニン等のナフトキノン系化合物が多量に生成する
液体培地について、更に検討を重ねた結果、培地中の特
定の成分の濃度をコントロールすることにより、増殖が
速やかに行われ、ナフトキノン系化合物が多量に生成し
、その生成量のバラッキも少なく、安定した生産を確実
に行うことができることを見出し、この発明を完成する
に至つた。
The present inventors have conducted further studies on a liquid medium that is passed through tissue culture of plants of the family Murasaceae and produces large amounts of naphthoquinone compounds such as shikonin, and as a result, the inventors have determined that the concentration of specific components in the medium can be controlled. The inventors have discovered that, by doing so, the naphthoquinone compound can be rapidly propagated, a large amount of naphthoquinone compounds can be produced, and the amount of the naphthoquinone compound can be produced with little variation, ensuring stable production, leading to the completion of this invention.

すなわち本発明は、銅イオン濃度が、0.2山M以上で
ある液体培地を用いることを特徴とするムラサキ料の植
物の組織培養方法に関する。
That is, the present invention relates to a method for culturing the tissue of a Japanese purple plant, which is characterized by using a liquid medium having a copper ion concentration of 0.2 m or more.

本発明では、液体塔地中の銅イオン濃度が、0.2仏M
以上、とくに0.2仏Mないし25AMの範囲内に調整
されている限り、他の培地成分を広い範囲で変えること
ができ、従来から植物の組織培養に用いられている培地
を種々改変して用いることができる。
In the present invention, the copper ion concentration in the liquid tower base is 0.2F
As mentioned above, other medium components can be changed over a wide range, especially as long as they are adjusted within the range of 0.2 French M to 25 AM, and the medium conventionally used for plant tissue culture can be modified in various ways. Can be used.

鋼イオン濃度が0.2仏M未満では、ナフトキノン系の
化合物の生成量が減少し、また、25仏Mを越えても大
きな変化はみられないが、わずかに生成量の減少がみら
れる。
When the steel ion concentration is less than 0.2 France M, the amount of naphthoquinone compounds produced decreases, and even when it exceeds 25 France M, no major change is observed, but a slight decrease in the production amount is observed.

従来植物の組織培養に用いられている培地としては「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ものがあり、必要に応
じてその他の成分も併用される。
Conventional media used for plant tissue culture include those that contain inorganic components and carbon sources as essential components, and to which are added at least one component selected from plant hormones, vitamins, and amino acids. , and other ingredients may be used in combination as necessary.

無機成分としては、銅以外に窒素、リン、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、コ
バルト等があり、具体的には硝酸カリウム、硝酸ナトリ
ウム、硝酸カルシウム「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、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硫
酸マンガン、硫酸亜鉛、ホウ酸、硫酸鋼、モリブデン酸
ナトリウム、三酸化モリブデン、ョウ化カリウム、塩化
コバルトなどが例示される。
Inorganic components other than copper include nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, zinc, boron, molybdenum, chlorine, sodium, iodine, cobalt, etc. Specifically, potassium nitrate, sodium nitrate, Calcium nitrate: monopotassium phosphate, disodium phosphate, potassium chloride, calcium chloride, magnesium sulfate, sodium sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, manganese sulfate, zinc sulfate, boric acid, steel sulfate, sodium molybdate , molybdenum trioxide, potassium iodide, cobalt chloride, etc.

また炭素源には、ショ糖等の炭化水素、その譲導体、脂
肪酸等の有機酸、エタノール等の1級アルコールなどが
例示される。植物ホルモン類には、インドール酢酸 (IAA)、ナフタレン酢酸(NAA)、p−クロロフ
ェノキシィソ酪酸、2・4−ジクロロフェノキシ酢酸(
2・4一D)などのオーキシン類、カィネチン、ゼアチ
ン、ジヒドロゼアチン等のサイトカィニン類が例示され
る。
Examples of carbon sources include hydrocarbons such as sucrose, derivatives thereof, organic acids such as fatty acids, and primary alcohols such as ethanol. Plant hormones include indoleacetic acid (IAA), naphthaleneacetic acid (NAA), p-chlorophenoxyisobutyric acid, and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (
Examples include auxins such as 2.41D), and cytokinins such as kinetin, 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B6)「パントテン酸、アルコ
ルビン酸(ビタミンC)、ィノシトール、ニコチン酸な
どが例示される。
Vitamins include biotin, thiamin (vitamin B),
Pyridoxine (vitamin B6): Examples include pantothenic acid, ascorbic acid (vitamin C), inositol, and nicotinic acid.

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

液体塔地中の銅イオン以外の成分の濃度は、広い範囲で
変えることができる。
The concentration of components other than copper ions in the liquid column base can be varied within a wide range.

通常は、無機成分を約0.1一M〜約100肌M程度、
炭素源を約1多′夕〜30夕/ク程度、さらに植物ホル
モン類を約0.01仏M〜約10仏M程度、ビタミン類
およびアミノ酸類を、それぞれ約0.1の9/そ〜約1
00の9′そ程度とすることが行われる。本発明におい
ては、培地中の他の成分の調整によりナフトキノン系の
化合物の生成量をさらに増大させることも可能である。
Usually, the inorganic ingredients are about 0.11M to about 100M,
The carbon source is about 1 to 30 m/kg, the plant hormones are about 0.01 fm to about 10 fm, and the vitamins and amino acids are about 0.1 to 9 m/kg each. Approximately 1
The value is set to approximately 9' of 00. In the present invention, it is also possible to further increase the amount of naphthoquinone compounds produced by adjusting other components in the medium.

例えば全窒素源に対するアンモニウムイオンの割合を約
10モル%以下にすれば、ナフトキノン系化合物の生成
量はさらに増大する。この発明の好適例としては、以下
のような方法がある。
For example, if the ratio of ammonium ions to the total nitrogen source is about 10 mol % or less, the amount of naphthoquinone compounds produced will further increase. A preferred example of this invention is the following method.

即ちムラサキ科に属する植物の植物体、例えば根、生長
点、葉、茎、種子などから採取された組織片を殺菌処理
後、寒天で固めたりンスマイャー・スクーグの固体培地
上に置床し、10〜35℃で7〜30日程度経過後、組
織片の一部をカルス化させる。このようにして得られた
カルスを継代培養すると生育速度が漸次高まり安定化し
たカルスが得られる。このカルスを増殖に適した液体塔
地、例えばリンスマィャー・スクーグの液体培地に移し
て増殖させる。
That is, after sterilizing tissue pieces collected from the plant body of a plant belonging to the family Prunusaceae, such as roots, growing points, leaves, stems, seeds, etc., the tissue pieces are solidified with agar or placed on a solid medium of Nsmeyer-Skoog for 10 to 30 minutes. After about 7 to 30 days at 35°C, a part of the tissue piece is formed into a callus. When the callus thus obtained is subcultured, the growth rate gradually increases and stable callus is obtained. This callus is transferred to a liquid medium suitable for growth, such as a Linsmeyer-Skoog liquid medium, and grown.

液体塔地においてさらに生育速度が高められ、安定化し
たカルスを本発明の液体塔地に添加して培養する方法が
ある。これらの方法において、液体塔地中のカルスの初
期濃度は、広い範囲で変えることができる。通常は液体
培地1〆に対して「 カルスを約1夕〜約200夕(新
鮮重量)程度添加することが望ましい。本発明の組織培
養において、光は必ずしも必要ではなく、かえって階所
での培養がシコニン等の色素の生育に望ましく「培養温
度は約10q○〜約35℃、とくに約2yC〜約280
0が好適である。
There is a method of culturing callus whose growth rate is further increased and stabilized in the liquid tower of the present invention by adding it to the liquid tower of the present invention. In these methods, the initial concentration of callus in the liquid column can be varied within a wide range. Normally, it is desirable to add about 1 to 200 hours of callus (fresh weight) to 1 volume of liquid medium. In the tissue culture of the present invention, light is not necessarily necessary, and it is preferable to culture in a stairwell. is desirable for the growth of pigments such as shikonin, and the culture temperature is about 10q○ to about 35°C, especially about 2yC to about 280°C.
0 is preferred.

約10午C未満ではカルスの増殖速度が小さく、約35
qoを越えても同様にカルスの増殖速度は小さくなる。
カルスおよび液体培地からナフトキノン系化合物を分離
採取するには、従来から天然品の「紫根」に適用されて
いる抽出等の方法を採用することができる。本発明によ
れば、液体培地を用いるのでタンクを利用した大量培養
が可能であり、さらにカルスを培地から分離する方法と
して、デカンテーション、炉過等の簡便な操作を採用で
きるので工業上有利である。
Below about 10 o'clock C, the callus growth rate is low and about 35 o'clock
Even if qo is exceeded, the callus growth rate similarly decreases.
In order to separate and collect naphthoquinone compounds from callus and liquid medium, methods such as extraction that have been conventionally applied to the natural product "Shikon" can be employed. According to the present invention, since a liquid medium is used, large-scale culture using a tank is possible, and simple operations such as decantation and furnace filtration can be adopted as a method for separating callus from the medium, which is industrially advantageous. be.

さらにカルスの増殖が速やかであり、シコニン等のナフ
トキノン系の化合物を確実に大量生産することができる
Furthermore, callus multiplies rapidly, and naphthoquinone compounds such as shikonin can be reliably produced in large quantities.

比較例 ム ラ サキ(Lithospermum eひthr
orhセonSe山etZucc.)の根の組織片を、
リンスマィャー・スクーグの寒天固体培地に層床し、静
暦培養法でムラサキのカルスを得た。
Comparative example Lithospermum ehithr
orhSeonSemountaetZucc. ) root tissue piece,
Purple callus was obtained by layering it on a Linsmayer-Skoog agar solid medium and using the Seiseki culture method.

このカルスを、リンスマィャー・スクーグの液体培地で
培養することにより、カルスの生育速度を高めた。一方
、100の上のェルレンマィャーフラスコに第1表の組
成からなるホワイトの液体塔地(ただし植物ホルモン類
として「インドール酢酸lAM、カィネチン10山Mお
よび炭素源としてショ糖を20夕/そ含む)30の【入
れ、120午○、10分間滅菌した。
The callus growth rate was increased by culturing this callus in a Linsmayer-Skoog liquid medium. On the other hand, in an Erlenmeyer flask above 100 ml, a white liquid solution having the composition shown in Table 1 was added (with the exception of 100 ml of indole acetic acid, 10 ml of kinetin as plant hormones, and 20 ml of sucrose as a carbon source). /Including) 30 pieces and sterilized for 10 minutes at 120 o'clock.

このホワイトの液体塔地に、上記の生育速度の高められ
たムラサキの新鮮カルス0.5夕を添加して、25oo
で14日間、ロータリーシェーカー上で、旋回培養(振
幅25肋「10仇pm)した。培養後のムラサキカルス
を炉過により採取し、35つ0で2独特間乾燥させた後
、その重量(乾重)を測定し、液体塔地1そあたりの培
養細胞の生育乾重を求めた。また得られたカルスから抽
出によりシコニンを分離し、その重量を測定し、液体培
地1〆あたりの総シコニンの生成量を求めた。
Add 0.5 liters of the above-mentioned fresh purple callus with increased growth rate to this white liquid tower, and add 25 ounces of fresh callus.
The callus was cultured with rotation (amplitude 25 mm, 10 pm) on a rotary shaker for 14 days at The dry weight of cultured cells per 1 volume of liquid medium was determined. Shikonin was separated from the obtained callus by extraction, its weight was measured, and the total shikonin per 1 volume of liquid medium was determined. The amount of produced was determined.

結果を第2表に示す。The results are shown in Table 2.

実施例 1〜3 比較例において、液体培地の培地成分のうち、銅イオン
濃度を第2表に示す値とする以外は比較例と同様に行っ
た。
Examples 1 to 3 Comparative Examples were conducted in the same manner as in Comparative Examples except that among the medium components of the liquid medium, the copper ion concentration was set to the value shown in Table 2.

第1表 第2表Table 1 Table 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 銅イオン濃度が、0.2μM以上である液体培地を
用いることを特徴とするムラサキ科植物の組織培養方法
。 2 銅イオン濃度が、0.2μMないし25μMである
液体培地を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 3 ムラサキ科の植物が、ムラサキ (Lithospermum erythrorhiz
on Sieb.et Zucc.)であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for culturing the tissue of a plant of the family Murasaceae, characterized by using a liquid medium having a copper ion concentration of 0.2 μM or more. 2. Claim 1, characterized in that a liquid medium having a copper ion concentration of 0.2 μM to 25 μM is used.
The method described in section. 3 A plant of the family Lithospermum is Lithospermum erythrorhiz.
on Sieb. et Zucc. ) The method according to claim 1, characterized in that:
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