JP5633666B2 - Cultivation apparatus and cultivation method - Google Patents
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Description
本発明は、地下部組織(根、根茎、塊茎等)を主な薬用部位とする薬用植物を栽培するための栽培装置、及び、栽培方法に関する。 The present invention relates to a cultivation apparatus and a cultivation method for growing a medicinal plant having an underground tissue (root, rhizome, tuber, etc.) as a main medicinal site.
薬用植物が生産する二次代謝物は、強い薬理作用を持つものが多く、単離精製された化合物及びそれらの化合物から半合成されたものが医薬品として利用され、さらにそれらの成分を含有する植物製品(生薬)も医薬品として利用されている。 Many secondary metabolites produced by medicinal plants have a strong pharmacological action, isolated and purified compounds and semi-synthesized compounds from those compounds are used as pharmaceuticals, and plants containing these components Products (herbal medicines) are also used as pharmaceuticals.
また、たとえばウラルカンゾウの生産する代表的な二次代謝物であるグリチルリチン酸のように、食品として大量に消費されるものや、その他、香料・化粧品あるいは殺虫剤として利用・消費されるものもある。 In addition, for example, glycyrrhizic acid, which is a typical secondary metabolite produced by Uralphanthus, may be consumed in large quantities as food, or may be used or consumed as a fragrance, cosmetic or insecticide. .
しかしながら、現状では、薬用植物の供給は、その約80%以上が野生植物資源の採取に依存しており、気候変動、自然災害等の環境変化や人為的な環境かく乱等の影響でその資源は急速に減少し、特に良品に分類される薬用植物資源が激減している。現在日本における薬用植物需要の90%以上は、中国を中心とする海外に依存しており、国内自給率はわずか10%以下である。 However, at present, about 80% of the supply of medicinal plants depends on the collection of wild plant resources, and the resources are affected by environmental changes such as climate change and natural disasters, and artificial environmental disturbances. The number of medicinal plant resources that are rapidly decreasing and particularly classified as non-defective is drastically decreasing. Currently, more than 90% of the demand for medicinal plants in Japan depends on overseas, especially China, and the domestic self-sufficiency rate is only 10% or less.
従って、輸出国の気象や経済・政治状況などによって影響を受け、恒常的な需要を満たすには不安定な状態であり、現に麻黄や甘草の輸入は制限されている。 Therefore, it is affected by the weather, economic and political conditions of the exporting country, and it is in an unstable state to meet the constant demand, and in fact, the import of mao and licorice is restricted.
一般に薬用植物は、栽培年数が長い上、栽培が難しく費やす労力が大きいため、農業労働者の高齢化が進む中では栽培が敬遠される傾向が強い(非特許文献1)。また、その含有する薬用成分組成及び含量は、その生育環境により大きく左右され、収穫時期や乾燥・保管及び加工条件も収穫物の薬用成分含量に影響を与える。 In general, medicinal plants have a long cultivation period and are difficult to cultivate and require a large amount of labor. Therefore, the cultivation of agricultural workers tends to be avoided as the aging of agricultural workers progresses (Non-patent Document 1). In addition, the composition and content of medicinal components contained therein are greatly affected by the growth environment, and the harvest time, drying / storage and processing conditions also affect the medicinal component content of the harvest.
このような背景の中、植物種が明確で、品質が安定した薬用植物を大量かつ安定的に供給することが可能となれば、安全性の高い高品質の医薬資源の供給につながり医療への大きな貢献になると考えられる。そのためには、環境を人為的に制御できる閉鎖系栽培施設を利用し薬用植物を栽培することが有効な方法であると考えられる。
また、このような屋内栽培が可能となれば、野生薬用植物の乱獲を防ぎ、自生地の自然環境の保全にも貢献できると考えられる。
さらに、適切な出入管理、栽培管理を行うことにより、無農薬栽培や多角栽培が可能となり、薬用植物の国内生産の活性化を推進することが可能である。
Under these circumstances, if it becomes possible to supply a large amount and a stable amount of medicinal plants with clear plant species and stable quality, it will lead to the supply of high-quality pharmaceutical resources with high safety, It will be a big contribution. For this purpose, it is considered that it is an effective method to cultivate medicinal plants using a closed cultivation facility that can artificially control the environment.
In addition, if such indoor cultivation becomes possible, it is considered that wild overgrowth of wild medicinal plants can be prevented and the natural environment of the own dough can be contributed to.
Furthermore, by carrying out appropriate access control and cultivation management, pesticide-free cultivation and diversified cultivation become possible, and activation of domestic production of medicinal plants can be promoted.
薬用植物の養液栽培システムを用いた生産は、未だ実用化された報告はない。研究室レベルでは、水耕法を用いた栽培研究が行われてきたが、地上部を利用目的とした報告が多い。一般に水耕法で栽培した植物の根は、分枝根が多くなり、主根部が肥大しないことから、農作物でも根菜類の栽培には適さないとされ、特に肥大した根を使用する例が多い薬用植物においても水耕栽培の実用化は困難であるとされてきた。根を使用目的とする薬用植物の水耕・養液栽培研究は、ミシマサイコ(非特許文献2参照)や、スペインカンゾウ(非特許文献3及び4参照)の例がある。 Production of medicinal plants using a hydroponic system has not yet been put to practical use. At the laboratory level, cultivation research using the hydroponic method has been carried out, but there are many reports aimed at using the above-ground part. Generally, the roots of plants cultivated by hydroponics have many branched roots and the main root part does not enlarge, so it is considered that it is not suitable for cultivation of root vegetables even in agricultural crops, and there are many examples that use especially enlarged roots It has been considered difficult to put hydroponics into practical use even for medicinal plants. Examples of hydroponic and hydroponic culture research for medicinal plants that use roots include Mishima Saiko (see Non-Patent Document 2) and Spanish Licorice (see Non-Patent Documents 3 and 4).
しかしながら、非特許文献2に開示されているミシマサイコの例では、ロックウールを支持体としたシグマ式Ebb&Floodシステムでの栽培により、主要成分のサイコサポニン含量は、日本薬局方(第十五改正日本薬局方、1187、2006年)の規定値の0.35%以上を満たすものの、土耕に比べて根の生産性が十分ではなかった。 However, in the example of Mishima Psycho disclosed in Non-Patent Document 2, the content of Psychosaponin as a main component is determined by Japanese Pharmacopoeia (Fifteenth Amendment Japanese Pharmacopoeia) by cultivation with sigma Ebb & Flood system using rock wool as a support. However, the root productivity was not sufficient compared with soil cultivation, although it exceeded 0.35% of the specified value of 1187, 2006).
また、非特許文献3及び4に開示されているスペインカンゾウの例では、培養苗を各種水耕栽培装置(噴霧耕、湛水耕及びロックウール耕)で栽培し、ロックウール耕で肥大した根が形成されたものの、日本薬局方規定値グリチルリチン酸2.5%以上を満たす根を得るには至っていない。 Moreover, in the example of the Spanish licorice disclosed in Non-Patent Documents 3 and 4, cultured seedlings are cultivated by various hydroponic cultivation devices (spray plowing, submerged hydroponic and rock wool plowing), and the roots are enlarged by rock wool plowing. However, a root satisfying the Japanese Pharmacopoeia prescribed value of glycyrrhizic acid of 2.5% or more has not been obtained.
従って、簡便かつ実用的であり、また、生薬として使用することのできる薬用植物の地下部組織を得るのに好適な新たな栽培方法が求められている。 Therefore, a new cultivation method suitable for obtaining an underground tissue of a medicinal plant that is simple and practical and can be used as a crude drug is desired.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、地下部組織(根、根茎、塊茎等)を主な薬用部位とする薬用植物を栽培するための栽培装置、及び、栽培方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and provides the cultivation apparatus and cultivation method for cultivating the medicinal plant which makes underground part structure | tissue (root, rhizome, tuber, etc.) the main medicinal site | parts. For the purpose.
上記の目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る栽培装置は、
植物が植え付けられて、栽培される栽培容器と、
前記栽培容器が内設され、前記植物の生育を促進する養液が貯留可能な養液槽と、を備え、
前記栽培容器は、
当該栽培容器内に前記養液を流入させる底孔部と、
前記底孔部を塞ぐように敷設される前記養液が浸透可能なシートと、
前記シート上に敷設される礫片と、
前記礫片上に敷設され、前記シートを浸透した前記養液を吸収して保持可能な第1の支持体と、
前記第1の支持体上に、前記植物を支持するように敷設され、前記養液を吸収して保持可能な、第1の支持体よりも粒径の小さな第2の支持体と、を備え、
前記養液は、前記第1の支持体の全部又はその一部が埋没する高さまで貯留される、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the cultivation apparatus according to the first aspect of the present invention comprises:
A cultivation container in which plants are planted and cultivated;
The cultivation container is provided, and includes a nutrient solution tank capable of storing a nutrient solution that promotes the growth of the plant,
The cultivation container is
A bottom hole for allowing the nutrient solution to flow into the cultivation container;
A sheet capable of penetrating the nutrient solution laid so as to close the bottom hole part;
Gravel pieces laid on the sheet;
A first support laid on the gravel piece and capable of absorbing and holding the nutrient solution penetrating the sheet;
A second support having a particle diameter smaller than that of the first support, which is laid on the first support so as to support the plant, and is capable of absorbing and holding the nutrient solution. ,
The nutrient solution is stored up to a height at which all or part of the first support is buried,
It is characterized by that.
前記第1の支持体は、前記栽培容器のほぼ半分の高さまで敷設される、ことも可能である。 It is also possible that the first support is laid to a height that is approximately half of the cultivation container.
前記植物は、地下部組織を主な薬用部位とする薬用植物である、ことも可能である。 The plant may be a medicinal plant having an underground tissue as a main medicinal site.
上記の目的を達成するため、本発明の他の観点に係る栽培方法は、
第1の観点に係る栽培装置を用いて、植物を栽培する栽培方法であって、
前記植物を、温度:15℃〜28℃、湿度:15%〜100%、日照時間:12時間/日〜20時間/日で栽培する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the cultivation method according to another aspect of the present invention includes:
A cultivation method for cultivating a plant using the cultivation apparatus according to the first aspect,
The plant is cultivated at a temperature of 15 ° C. to 28 ° C., a humidity of 15% to 100%, and a sunshine duration of 12 hours / day to 20 hours / day.
本発明によれば、地下部組織(根、根茎、塊茎等)が十分に生育し、薬用成分を蓄積した薬用植物を得ることができる。また、本発明によれば、薬用成分を蓄積した薬用植物を効率的に生産することができる。 According to the present invention, a medicinal plant in which underground tissues (roots, rhizomes, tubers, etc.) are sufficiently grown and medicinal components are accumulated can be obtained. Moreover, according to this invention, the medicinal plant which accumulate | stored the medicinal component can be produced efficiently.
以下、本発明を詳細に説明する。本明細書の全体にわたり、単数系の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語及び科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、定義を含めて本明細書が優先する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. Throughout this specification, it should be understood that expressions in the singular system also include the plural concept unless otherwise stated. In addition, it is to be understood that the terms used in the present specification are used in the meaning normally used in the art unless otherwise specified. Thus, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control.
(用語の定義)
以下に本明細書において特に使用される用語の定義を列挙する。
(Definition of terms)
Listed below are definitions of terms particularly used in the present specification.
本発明において、「支持体」とは、植物を栽培するために、種子または栄養繁殖体(根、塊根、根茎、塊茎、りん茎、挿し穂及び走出枝などの植物個体に分化する器官)を植え付け、植物の地下部組織を保持するために使用されるものをいう。 In the present invention, the term “support” refers to seeds or vegetative propagation bodies (organs that differentiate into individual plants such as roots, tuberous roots, rhizomes, tubers, stalks, cuttings and running branches) in order to grow plants. It is used for planting and holding the plant's underground tissue.
「植物組織培養」とは、植物の種々の器官、組織あるいは細胞を無菌的に分離し、これを適当な条件下で無菌的に培養したものをいう。 “Plant tissue culture” refers to a plant in which various organs, tissues or cells of a plant are aseptically separated and cultured aseptically under appropriate conditions.
「培養植物体」とは、植物組織培養物のうち、植物形態学的な地上部組織「茎葉」と地下部組織「根」を有するものをいう。
また、「植物体」とは、被子植物、裸子植物、シダ植物、もしくは、コケ植物に分類される植物をいい、例えば、当該植物の培養植物体、種子、苗も含まれる。
The “cultivated plant body” refers to a plant tissue culture having a plant morphological aboveground tissue “stems and leaves” and an underground tissue “root”.
The “plant” means a plant classified as angiosperm, gymnosperm, fern or moss, and includes, for example, cultured plants, seeds and seedlings of the plant.
「養液」とは、植物の成長に必要な窒素、りん、カリ、金属などの栄養となる成分を含む液体をいう。 “Nutrient solution” refers to a liquid containing nutrients such as nitrogen, phosphorus, potash, and metal necessary for plant growth.
「栽培容器」とは、前記支持体を入れるための容器をいう。 “Cultivation container” refers to a container for containing the support.
(実施形態1)
本発明の実施形態1に係る栽培装置100について、図1を参照して説明する。栽培装置100は、主として根を薬用部位とする薬用植物の栽培に適している。
(Embodiment 1)
The cultivation apparatus 100 which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated with reference to FIG. The cultivation apparatus 100 is suitable for cultivating medicinal plants mainly having roots as medicinal sites.
栽培装置100は、栽培容器110、シート120、礫片130、支持体140、支持体150、植物体160、養液槽170、養液180から構成される。 The cultivation apparatus 100 includes a cultivation container 110, a sheet 120, gravel pieces 130, a support 140, a support 150, a plant body 160, a nutrient solution tank 170, and a nutrient solution 180.
栽培容器110は、例えば、上径15cm、下径10.5cm、長さ30.5cmのポリポットである。栽培容器110は、適度の強度を有する素材から形成され、後述する植物体160が植え付けられる。栽培容器110のサイズ及び形状は任意であり、植物体160の形状や大きさによって、適宜変更することもできる。 The cultivation container 110 is, for example, a polypot having an upper diameter of 15 cm, a lower diameter of 10.5 cm, and a length of 30.5 cm. The cultivation container 110 is formed from a material having an appropriate strength, and a plant body 160 to be described later is planted. The size and shape of the cultivation container 110 are arbitrary, and can be appropriately changed depending on the shape and size of the plant body 160.
栽培容器110の底部には、例えば、底面穴111が1個、かど穴112が4個形成されている。後述する養液180が、底面穴111及びかど穴112から浸水して、栽培容器110の内部に満たされるように、底面穴111及びかど穴112は形成される。養液180が栽培容器110の内部に浸水すればよいため、底面穴111及びかど穴112のサイズ、形状、及び、位置は任意である。 At the bottom of the cultivation container 110, for example, one bottom hole 111 and four corner holes 112 are formed. The bottom hole 111 and the corner hole 112 are formed so that a nutrient solution 180 (described later) is immersed in the bottom hole 111 and the corner hole 112 to fill the inside of the cultivation container 110. Since the nutrient solution 180 may be immersed in the cultivation container 110, the size, shape, and position of the bottom hole 111 and the corner hole 112 are arbitrary.
植物体160の栽培効率を高めるために、後述する養液槽170内に、栽培容器110は複数設置される。養液槽170内に設置される栽培容器110の数は任意である。 In order to increase the cultivation efficiency of the plant body 160, a plurality of cultivation containers 110 are installed in the nutrient solution tank 170 described later. The number of cultivation containers 110 installed in the nutrient solution tank 170 is arbitrary.
シート120は、例えば、鉢底ネットあるいはJKワイパー(日本製紙クレシア製)である。シート120は、通水性と耐久性とを備える任意の素材から形成され、底面穴111とかど穴112とを塞ぐように、栽培容器110の底部に敷かれる。シート120は、栽培容器110の底部のサイズ及び形状に対応するように、成形される。 The sheet 120 is, for example, a bowl bottom net or a JK wiper (manufactured by Nippon Paper Crecia). The sheet 120 is formed of an arbitrary material having water permeability and durability, and is laid on the bottom of the cultivation container 110 so as to close the bottom hole 111 and the corner hole 112. The sheet 120 is formed so as to correspond to the size and shape of the bottom of the cultivation container 110.
礫片130は、珪酸塩白土の礫片(ソフトシリカ社製:ミリオンA)である。礫片130は、植物体160の根腐れ及び水腐れを防止できる任意の素材から形成される。礫片130は、栽培容器110の底部に敷かれるシート120上に、均一になるように敷き詰められる。礫片130の量は、約200gであり、約0.5cm〜2cmの厚みになるよう形成される。礫片130の量は、栽培容器110のサイズや植物体160によって異なり、任意である。 The gravel pieces 130 are silicate white clay gravel pieces (manufactured by Soft Silica Co., Ltd .: Million A). The gravel pieces 130 are formed of any material that can prevent root rot and water rot of the plant body 160. The gravel pieces 130 are spread uniformly on the sheet 120 laid on the bottom of the cultivation container 110. The amount of the gravel pieces 130 is about 200 g, and is formed to have a thickness of about 0.5 cm to 2 cm. The amount of gravel pieces 130 varies depending on the size of the cultivation container 110 and the plant body 160 and is arbitrary.
支持体140は、ハイドロボール中粒(都市園芸研究所社製)からなる。ハイドロボールとは、粘土と水とを混ぜながら、約1200℃で焼成発泡させた人工の煉石である。ハイドロボールの表面には、水を吸水して保持する気孔が無数にあり、内部には独立気泡が存在する。ハイドロボール中粒は、直径約10mm〜20mmであり、球体又は円柱体に形成されている。支持体140は、敷き詰められた礫片130上に、栽培容器110の高さの半分程度の高さまで敷き詰められる。 The support 140 is made of medium hydroball grains (manufactured by Urban Horticultural Research Institute). Hydroballs are artificial bricks that are fired and foamed at about 1200 ° C. while mixing clay and water. The surface of the hydroball has numerous pores that absorb and hold water, and there are closed cells inside. The hydroball medium grain has a diameter of about 10 mm to 20 mm and is formed into a sphere or a cylinder. The support 140 is spread on the gravel pieces 130 spread to a height of about half the height of the cultivation container 110.
支持体150は、ハイドロボール小粒(都市園芸研究所社製)からなる。ハイドロボール小粒は、直径約3mm〜5mmであり、球体又は円柱体に形成されている。支持体150は、敷き詰められた支持体140上に、栽培容器110の上部から数cm程度下まで敷き詰められる。 The support 150 is made of hydroball granules (manufactured by Urban Horticultural Research Institute). The hydroball small particle has a diameter of about 3 mm to 5 mm and is formed into a sphere or a cylinder. The support 150 is spread on the spread support 140 from the upper part of the cultivation container 110 to about several cm below.
支持体150として直径の短いハイドロボール小粒を利用することにより集積率が高くなるため、支持体150は、植物体160の地下部組織(根、根茎、塊茎等)を支持できて、植物体160が転倒することを防止できる。
また、支持体140として直径の長いハイドロボール中粒を利用することにより集積率が低くなるため、支持体140により、植物体160の地下部組織の生育が妨げられることがない。
Since the accumulation rate is increased by using hydroball granules having a short diameter as the support 150, the support 150 can support the underground tissue (root, rhizome, tuber, etc.) of the plant 160, and the plant 160 Can be prevented from falling.
In addition, since the accumulation rate is lowered by using the hydroball medium grains having a long diameter as the support 140, the support 140 does not hinder the growth of the underground tissue of the plant 160.
支持体140及び支持体150は、ココピート(ヤシの実を果熟して褐色化した果実の粗い繊維と粒子からなる中果皮)、パミスサンド(3mm以下の粒状の火山性軽石)、ハイドロボール、ピートモス(ミズゴケ類などの植物が堆積し、腐植化した泥炭を脱水、粉砕、及び選別したもの)、バーミキュライト(原鉱石の蛭石を800℃ほどで焼結処理し、10倍以上に膨張させたもの)等の保水性と通気性を有する素材が好適に用いられ、望ましくはパミスサンドまたはハイドロボールであるが、これらに限定されない。また、支持体140及び支持体150は、オートクレーブ等で殺菌されているか、あるいは購入後未使用であるのが望ましい。 The support 140 and the support 150 are made of coco pate (medium pericarp consisting of coarse fibers and particles of fruit ripened from the fruit of palm), pumice sand (a granular volcanic pumice of 3 mm or less), hydroball, peat moss ( Plants such as sphagnum are accumulated and humus peat is dewatered, crushed, and sorted), vermiculite (raw ore meteorite sintered at about 800 ° C and expanded 10 times or more) A material having water retention and breathability such as, is preferably used, and is preferably pumice sand or hydroball, but is not limited thereto. The support 140 and the support 150 are preferably sterilized by an autoclave or the like or unused after purchase.
支持体140及び支持体150にハイドロボールを用いる場合、栽培容器110の下部は中粒、上部は小粒を使用し、栽培容器110の底面に珪酸塩白土の礫片を添加することが望ましい。 When hydroballs are used for the support 140 and the support 150, it is desirable to use medium grains for the lower part of the cultivation container 110 and small grains for the upper part, and add gravel pieces of silicate clay to the bottom of the cultivation container 110.
植物体160は、種子、根、塊根、根茎、塊茎、りん茎、挿し穂、走出枝、その他の栄養繁殖体あるいは植物組織培養により増殖した培養植物体であり、望ましくは常法により殺菌した種子、栄養繁殖体あるいは培養植物体である。植物体160は、支持体150が敷き詰められた栽培容器110に植え付けられる。植物体160が培養植物体である場合、植え付け直後は、馴化のために培養植物体の地上部をプラカップで覆い、1〜2週間後、当該プラカップを取り除くこともできる。 The plant 160 is a seed, root, tuberous root, rhizome, tuber, tuber, cutting, branch, other vegetative propagation body, or a cultured plant body grown by plant tissue culture, and preferably sterilized by a conventional method. A vegetative propagation body or a cultured plant body. The plant body 160 is planted in the cultivation container 110 on which the support body 150 is spread. When the plant body 160 is a cultured plant body, immediately after planting, the above-ground part of the cultured plant body may be covered with a plastic cup for acclimatization, and the plastic cup may be removed after one to two weeks.
本発明の対象となる植物体160は、主として根を薬用部位とするウラルカンゾウ(Glycyrrhiza uralensis)、スペインカンゾウ(Glycyrrhiza glabra)、ベラドンナ(Atropa belladonna)、トウキ(Angelica acutiloba)、ヨロイグサ(Angelica dahurica)、シシウド(Angelica pubescens)、ウスバサイシン(Asiasarum sieboldii)、ケイリンサイシン(Asiasarum heterotropoides var. mandshuricum)、クサスギカズラ(Asparagus cochinchinensis)、キバナオウギ(Astragalus membranaceus)、モウコオウギ(Astragalus mongholicus)、ヒナタイノコズチ(Achyranthes fauriei)、トウゴシツ(Achyranthes bidentata)、ミシマサイコ(Bupleurum falcatum)、トコン(Cephaelis ipecacuanha)、サキシマボタンヅル(Clematis chinensis)、ゲンチアナ(Gentiana lutea)、トウリンドウ(Gentiana scabra)、ハマボウフウ(Glehnia littoralis)、コロンボ(Jateorhiza columba)、テンダイウヤク(Lindera strychnifolia)、ムラサキ(Lithospermum erythrorhizon)、クコ(Lycium chinense)、ナガバクコ(Lycium barbatum)、マグワ(Morus alba)、ジャノヒゲ(Ophiopogon japonicus)、シャクヤク(Paeonia lactiflora)、ボタン(Paeonia suffruticosa)、オタネニンジン(Panax ginseng)、キキョウ(Platycodon grandiflorum)、オンジ(Polygala tenuifolia)、セネガ(Polygala senega)、イトヒメハギ(Polygala tenuifolia)、クズ(Pueraria lobata)、アカヤジオウ(Rehmannia glutinosa var. purpurea)、カイケイジオウ(Rehmannia glutinosa f.hueichigensis)、ボウフウ(Saposhnikovia divaricata)、モッコウ(Saussurea lappa)、コガネバナ(Scutellaria baicalensis)、クララ(Sophora flavescens)、キカラスウリ(Trichosanthues kirilowii)、インドジャボク(Rauwolfia serpentina)、カノコソウ(Valeriana fauriei)、主として塊根を薬用部位とするツルドクダミ(Polygonum multiflorum)、主として根茎を薬用部位とするオウレン(Coptis japonica)、コプティス・キネンシス(Coptis chinensis)、コプティス・デルトイデア(Coptis deltoidea)、リョウキョウ(Alpinia officinarum)、ハナスゲ(Anemarrhena asphodeloides)、ドクカツ(Aralia cordata)、オケラ(Atractylodes japonica)、オオバナオケラ(Atractylodes ovata)、ホソバオケラ(Atractylodes lancea)、サラシナショウマ(Cimicifuga simplex)、ホクショウマ(Cimicifuga dahurica)、カンショウマ(Cimicifuga heracleifolia)、センキュウ(Cnidium officinale)、ウコン(Curcuma longa)、ガジュツ(Curcuma zedoaria)、ハマスゲ(Cyperus rotundus)、ヤマノイモ(Dioscorea japonica)、ナガイモ(Dioscorea batatas)、エゾウコギ(Eleutherococcus senticosus)、チガヤ(Imperata cylindrica)、キョウカツ(Notopterygium incisum)、コウホネ(Nuphar japonicum)、トチバニンジン(Panax japonicus)、ポドフィルム・ペルタツム(Podophyllum peltatum )、ナルコユリ(Polygonatum falcatum)、カギクルマバナルコユリ(Polygonatum kingianum)、ショウヨウダイオウ(Rheum palmatum)、ハシリドコロ(Scopolia japonica)、ショウガ(Zingiber officinale)、主として塊茎を薬用部位とするオクトリカブト(Aconitum japonicum)、ハナトリカブト(Aconitum carmichaeli)、サジオモダカ(Alisma orientale)、エンゴサク(Corydaris turtschaninovii f. yanhusuo)、オニノヤガラ(Gastrodia elata)、カラスビシャク(Pinellia ternata)、サンキライ(Smilax glabra)、主としてりん茎を薬用部位とするアミガサユリ(Fritillaria verticillata var. thunbergii)、である。
なお、その他地下部組織を薬用部位とする植物であれば特に限定されるものではない。また、主として地上部(葉、茎、花、蕾、実など)を薬用部位とする植物も使用することが出来る。
The plant body 160 which is the subject of the present invention is mainly composed of the roots of medicinal parts (Glycyrrhiza uralensis), Spanish licorice (Glycyrrhiza glabra), belladonna (Atropa belladonna), sugar beet (Angelica acutiloba), yorogusa (Angelica dahurica), Shishiudou (Angelica pubescens), Usasasairum sieboldii, Keirinsaishin (Asiasarum heterotropoides var. Mandshuricum), Asparagus cochinchinensis, Astragalus membranaceus, holic Aus, strait Achyranthes bidentata, Bupleurum falcatum, Tocon (Cephaelis ipecacuanha), Saximar alba (Clematis chinensis), Gentiana lutea, Gentiana scabra, Glehnia littoralis (Jateorhiza columba), ladybird (Lindera strychnifolia), purple (Lithospermum erythrorhizon), wolfberry (Lycium chinense), Nagabako (Lycium barbatum), mugwa (Morus alba), janohi (Ophiopogon japonice), button suffruticosa), Ginseng (Panax ginseng), Phytodon (Platycodon grandiflorum), Onji (Polygala tenuifolia), Senega (Polygala tenuifolia), Polygala tenuifolia, Kudu (Pueraria lobata), varia purio (Rehmannia glutinosa f.hueichigensis), Bowfish (Saposhnikovia divaricata), Mokko (Saussurea lappa), Scutellaria baicalensis, Clara (Sophora flavescens), Trichosanthues kirilowpenter (V) fau riei), Polygonum multiflorum, mainly with tuberous root, medicinal site, Coptis japonica, Coptis chinensis, Coptis deltoidea, Alpinia officinarum mainly with medicinal site ), Anemarrhena asphodeloides, Arkar cordata, Otracta (Atractylodes japonica), Atractylodes ovata, Atractylodes lancea, Cimicifuga simplex, hur Cif heracleifolia, cucumber (Cnidium officinale), turmeric (Curcuma longa), cucumber (Curcuma zedoaria), yellow squirrel (Cyperus rotundus), yam (Dioscorea japonica), Chinese yam (Dioscorea batatas), Eicosusoccus (Eleususoccus) ta cylindrica), Kyokatsu (Notopterygium incisum), Kahone (Nuphar japonicum), Tochibaninjin (Panax japonicus), Podophyllum peltatum, Narukoyuri (Polygonatum falcatum), Karika lym ), Scopolia japonica, Ginger (Zingiber officinale), Octoni butterfly (Aconitum japonicum), Aconitum carmichaeli, Alisma orientale, Corydaris furi chants. These are Gastrodia elata, Pinellia ternata, Smilax glabra, and Lily (Fritillaria verticillata var. Thunbergii), which mainly uses the stalk as a medicinal site.
In addition, it will not specifically limit if it is a plant which uses an underground part tissue as a medicinal site | part. In addition, plants having medicinal parts mainly on the above-ground parts (leaves, stems, flowers, buds, fruits, etc.) can also be used.
植物体160の殺菌は、種皮を取り除いた、あるいは種皮に化学的または機械的処理を加えた種子、または適当な大きさに調製した栄養繁殖体を75%エタノールで1分間殺菌、滅菌水で1回すすぎ、次いでTween20(1滴/30ml)を含む2%次亜塩素酸ナトリウム溶液で10分間殺菌後、滅菌水で3回すすぐことによって行うことが出来るが、これに限定されない。 Sterilization of the plant body 160 is performed by sterilizing seeds obtained by removing seed coats or chemically or mechanically treating seed coats, or vegetative propagation bodies prepared to an appropriate size with 75% ethanol for 1 minute and using sterile water for 1 This can be done by, but not limited to, rinsing and then sterilizing with 2% sodium hypochlorite solution containing Tween20 (1 drop / 30 ml) for 10 minutes, followed by rinsing 3 times with sterile water.
植物体160が培養植物体である場合、培養植物体は、植物組織培養に用いたゲル等の培地成分を良く洗い落とし、植え付け後、1〜2週間は、透明なプラスチックカバー等で覆いながら湿度を高く保ち、栽培環境に馴化させることが望ましい。 When the plant body 160 is a cultured plant body, the cultured plant body thoroughly rinses away the medium components such as gel used for plant tissue culture, and after planting, for one to two weeks, cover with a transparent plastic cover etc. to maintain the humidity. It is desirable to keep it high and acclimatize to the cultivation environment.
養液槽170は、例えば、内径32cm×42cm×20cmからなるポリプロピレン製コンテナである。養液槽170内に、複数個(例えば、6個)の栽培容器110が設置される。養液槽170のサイズ及び形状は任意である。 The nutrient solution tank 170 is, for example, a polypropylene container having an inner diameter of 32 cm × 42 cm × 20 cm. A plurality (for example, six) of cultivation containers 110 are installed in the nutrient solution tank 170. The size and shape of the nutrient solution tank 170 are arbitrary.
養液180としては、一般的に用いられる養液栽培肥料、たとえばマツザキ1号及び2号(マツザキアグリビジネス社製)である。表1に養液180の成分及び組成を示す。なお、表1に記載される数値は代表例であり、当該数値に限定されるものではない。 The nutrient solution 180 is a nutrient solution cultivation fertilizer that is generally used, for example, Matsuzaki No. 1 and No. 2 (manufactured by Matsuzaki Agribusiness). Table 1 shows the components and composition of the nutrient solution 180. In addition, the numerical value described in Table 1 is a representative example, and is not limited to the numerical value.
養液180の成分は限定されないが、アンモニア性窒素、硝酸性窒素、リン酸、加里(カリ)、苦土、マンガン、ホウ素、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、石灰を含むことができ、電気伝導度(EC)0.2 mS/cm〜2.5 mS/cm、pH 3〜pH 8に調整される。ECの一般的な推奨は、2.4 mS/cmであるが、推奨値より低い値がより好ましい。pHは、植物体160よって異なり、例えば、ウラルカンゾウでは中性〜弱アルカリ性、オウレンでは中性〜弱酸性に調整される。 The components of nutrient solution 180 are not limited, but may include ammoniacal nitrogen, nitrate nitrogen, phosphoric acid, potassium, bitter earth, manganese, boron, iron, copper, zinc, molybdenum, lime, and electrical conductivity. The degree (EC) is adjusted to 0.2 mS / cm to 2.5 mS / cm, pH 3 to pH 8. The general recommendation for EC is 2.4 mS / cm, but a value lower than the recommended value is more preferred. The pH varies depending on the plant body 160, and is adjusted to be neutral to weakly alkaline for Uralanthus and neutral to weakly acidic for auren, for example.
なお、養液栽培肥料の組成及び濃度は、目的とする薬用植物に応じて、あるいは薬用植物の成長過程に伴って、適宜変更することができる。例えば、植物体160の植え付け直後から1,2ヶ月程度では、養液180の濃度を10%〜25%とする。その後、植物体160の高さや葉の枚数が、2〜3倍程度になる等の植物体160の成長に合わせて、養液180の濃度を50%、75%、100%と、適宜変更することもできる。 Note that the composition and concentration of the hydroponics fertilizer can be changed as appropriate according to the intended medicinal plant or with the growth process of the medicinal plant. For example, the concentration of the nutrient solution 180 is 10% to 25% in about one or two months immediately after planting the plant body 160. Thereafter, the concentration of the nutrient solution 180 is appropriately changed to 50%, 75%, and 100% according to the growth of the plant body 160 such that the height of the plant body 160 and the number of leaves are about 2 to 3 times. You can also.
養液180は、底面穴111及びかど穴112からシート120を透過して、栽培容器110の内部に浸水して、支持体140がすべてあるいはその一部が浸水する程度の高さ、又は、栽培容器110の高さの半分程度の高さになるように、養液槽170内に満たされる。養液180の量は、栽培容器110のサイズ、もしくは植物体160の成長過程に応じて、適宜変更することができる。支持体140及び支持体150の内部に保持される養液180、又は、栽培容器110の内部に浸水している養液180が、植物体160の根を含む地下部組織に提供されて、植物体160が成長できれば、養液180の量は、任意であり、適宜変更することができる。具体的には、植物体160の地下部組織の長さ(高さ)が、栽培容器110の高さの半分未満の場合には、支持体140すべてが浸水する程度の養液180の量とし、栽培容器110の高さの半分以上の場合には、支持体140の一部(例えば、半分)が浸水する程度の養液180の量とすることもできる。 The nutrient solution 180 passes through the sheet 120 from the bottom hole 111 and the corner hole 112 and is immersed in the inside of the cultivation container 110, or the height of the support 140 so that all or a part thereof is immersed, or cultivation. The nutrient solution tank 170 is filled so as to be about half the height of the container 110. The amount of the nutrient solution 180 can be appropriately changed according to the size of the cultivation container 110 or the growth process of the plant body 160. The nutrient solution 180 held inside the support 140 and the support 150 or the nutrient solution 180 submerged in the cultivation container 110 is provided to the underground tissue including the roots of the plant body 160, so that the plant If the body 160 can grow, the amount of the nutrient solution 180 is arbitrary and can be changed as appropriate. Specifically, when the length (height) of the underground tissue of the plant body 160 is less than half of the height of the cultivation container 110, the amount of the nutrient solution 180 is such that all the support 140 is submerged. When the height of the cultivation container 110 is half or more, the amount of the nutrient solution 180 can be set so that a part (for example, half) of the support 140 is submerged.
栽培装置100に植え付けられた植物体160は、支持体140がすべてあるいはその一部が浸るほどまで満たされた養液180から、また、支持体150が養液180を吸水して、支持体150内部に保持された養液180から、水分及び栄養分を得ることにより成長する。植物体160が成長することにより、主な薬用成分を有する植物体160の地下部組織も成長する。植物体160の地下部組織が成長する栽培容器110の内部は、支持体140及び支持体150により充填されているため、一般的な土壌と比較して充填率が低く、植物組織が成長するための適度な空間を備える。このため、植物体160の地下部組織の成長が妨げられることはない。 The plant body 160 planted in the cultivation apparatus 100 is absorbed from the nutrient solution 180 filled to the extent that the support 140 is completely or partially immersed, and the support 150 absorbs the nutrient solution 180 to absorb the support 150. It grows by obtaining moisture and nutrients from the nutrient solution 180 held inside. As the plant body 160 grows, the underground tissue of the plant body 160 having main medicinal components also grows. Since the inside of the cultivation container 110 in which the underground tissue of the plant body 160 grows is filled with the support body 140 and the support body 150, the filling rate is low compared with general soil, and the plant tissue grows. With a reasonable space. For this reason, the growth of the underground tissue of the plant body 160 is not hindered.
なお、栽培装置100は、養液180を循環させるためのポンプ装置(図示せず)を備えることもできる。また、栽培装置100は、養液180の量を検知する検知センサー(図示せず)を備え、養液180の減少を検知して、減少分を適宜補うこともできる。 In addition, the cultivation apparatus 100 can also be provided with a pump device (not shown) for circulating the nutrient solution 180. Moreover, the cultivation apparatus 100 is equipped with the detection sensor (not shown) which detects the quantity of the nutrient solution 180, can detect the reduction | decrease of the nutrient solution 180, and can also compensate a reduction | decrease part suitably.
栽培装置100を用いて植物体160を栽培する場所、すなわち、栽培装置100の設置場所は、ビニールハウス、ガラス温室、閉鎖型温室、植物工場、恒温室、グロースチャンバー等であり、望ましくは、人工的に温度、湿度、日長、光強度などの栽培環境を制御できるガラス温室、閉鎖型温室あるいは植物工場であるが、これに限定されない。 The place where the plant body 160 is cultivated using the cultivation apparatus 100, that is, the installation place of the cultivation apparatus 100 is a plastic house, a glass greenhouse, a closed greenhouse, a plant factory, a temperature-controlled room, a growth chamber, etc. In particular, it is a glass greenhouse, closed greenhouse or plant factory capable of controlling the cultivation environment such as temperature, humidity, day length, light intensity, but is not limited thereto.
植物体160を栽培する場所の温度は、代表的には10℃〜35℃、好ましくは15℃〜28℃である。光条件は特に限定しないが、12時間/日〜20時間/日に調整できることが望ましい。光の強度、波長、及び、光量は、任意であり、植物体160によって、適宜条件を変更することもできる。湿度条件は特に限定しないが、好ましくは15%〜100%、より好ましくは25%〜50%である。 The temperature of the place where the plant body 160 is cultivated is typically 10 ° C to 35 ° C, preferably 15 ° C to 28 ° C. Although the light conditions are not particularly limited, it is desirable that the light conditions can be adjusted from 12 hours / day to 20 hours / day. The intensity of light, the wavelength, and the amount of light are arbitrary, and the conditions can be appropriately changed by the plant body 160. The humidity condition is not particularly limited, but is preferably 15% to 100%, more preferably 25% to 50%.
栽培装置100は、日照時間を一定にするために、補光照明装置(図示せず)を備えることもできる。季節や時間帯により太陽光が少ない場合には、補光照明装置を用いて、日照時間を適宜変更することができる。また、多くの光量を必要としない植物体160の場合には、太陽光の光量をカットする遮光シート(図示せず)を使用することもできる。 The cultivation apparatus 100 can also include a supplemental illumination apparatus (not shown) in order to make the sunshine time constant. When there is little sunlight depending on the season or time zone, the sunshine duration can be changed as appropriate using a supplementary illumination device. Moreover, in the case of the plant body 160 which does not require much light quantity, the light shielding sheet (not shown) which cuts the light quantity of sunlight can also be used.
植物体160を栽培するための温度等の条件は、栽培する植物に応じて任意に変更することができる。例えば、乾燥地帯に自生する植物は、湿度条件を0%〜30%とすることができる。また、植物の成長過程に応じて、温度、湿度、日照時間、養液180の濃度等の条件を変更することもできる。 Conditions such as temperature for cultivating the plant body 160 can be arbitrarily changed according to the plant to be cultivated. For example, a plant that grows naturally in a dry zone can have a humidity condition of 0% to 30%. In addition, conditions such as temperature, humidity, sunshine duration, nutrient solution 180 concentration, and the like can be changed according to the plant growth process.
以上のように、本実施形態では、地下部組織(根、根茎、塊茎等)が十分に生育し、薬用成分を蓄積した薬用植物を得ることができる。また、薬用成分を蓄積した薬用植物を効率的に生産することができる。 As described above, in this embodiment, a medicinal plant in which an underground tissue (root, rhizome, tuber, etc.) is sufficiently grown and medicinal components are accumulated can be obtained. Moreover, the medicinal plant which accumulate | stored the medicinal component can be produced efficiently.
(実施形態2)
本発明の実施形態2に係る栽培装置200について、図2を参照して説明する。栽培装置200は、主として、塊根、根茎、塊茎、及び、りん茎を薬用部位とする薬用植物の栽培に適している。
(Embodiment 2)
The cultivation apparatus 200 which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated with reference to FIG. The cultivation apparatus 200 is mainly suitable for cultivation of medicinal plants using medicinal parts such as tuberous roots, rhizomes, tubers, and apple stems.
栽培装置200は、栽培容器210、養液220、給水シート230、支持体240、植物体250から構成される。 The cultivation apparatus 200 includes a cultivation container 210, a nutrient solution 220, a water supply sheet 230, a support body 240, and a plant body 250.
栽培容器210は、例えば、幅65cm×長さ90cm×高さ17.5cmの発泡スチロール成型の栽培ベッド(エスペックミック社製)からなる。栽培容器210は、栽培容器210の底面部に、後述する養液220を貯蔵するための養液槽211を備える。栽培容器210と養液槽211とは少なくとも1つの穴を介して接続されており、後述する給水シート230を通じて養液槽211に蓄えられた養液220が栽培容器210の内部に浸水するように、栽培容器210及び養液槽211は成型される。 The cultivation container 210 is made of, for example, a foamed polystyrene-made cultivation bed (manufactured by ESPECMIC) having a width of 65 cm, a length of 90 cm, and a height of 17.5 cm. The cultivation container 210 includes a nutrient solution tank 211 for storing a nutrient solution 220 described later on the bottom surface of the cultivation container 210. The cultivation container 210 and the nutrient solution tank 211 are connected through at least one hole so that the nutrient solution 220 stored in the nutrient solution tank 211 is immersed in the cultivation container 210 through a water supply sheet 230 described later. The cultivation container 210 and the nutrient solution tank 211 are molded.
なお、栽培容器210の形状及びサイズは任意であり、後述する植物体250の形状及びサイズによって、変更することができる。また、栽培容器210は、後述する支持体240及び植物体250を支えるための適度な強度を有し、防水性の優れる素材であれば、任意の素材で成型されうる。 In addition, the shape and size of the cultivation container 210 are arbitrary, and can be changed according to the shape and size of the plant body 250 described later. The cultivation container 210 can be molded from any material as long as it has a suitable strength to support the support 240 and the plant body 250 described later and is excellent in waterproofness.
養液槽211の形状、サイズ及び位置は、任意である。また、支持体240を支えるために、養液槽211の上面を、適度な強度を有する網やシートで覆うこともできる。 The shape, size and position of the nutrient solution tank 211 are arbitrary. Moreover, in order to support the support body 240, the upper surface of the nutrient solution tank 211 can also be covered with the net | network or sheet | seat which has moderate intensity | strength.
養液220は、毛細管現象により給水シート230を伝って上昇するように、養液槽211に蓄えられる。給水シート230が絶えず養液220に浸かるように、養液220の量が調整される。 The nutrient solution 220 is stored in the nutrient solution tank 211 so as to rise along the water supply sheet 230 by a capillary phenomenon. The amount of the nutrient solution 220 is adjusted so that the water supply sheet 230 is constantly immersed in the nutrient solution 220.
養液220の成分及び組成は、実施形態1の養液180と同一であるため、説明を省略する。なお、養液220は、毛細管現象が促進されるように、界面活性を促進する成分を含むこともできる。 Since the components and composition of the nutrient solution 220 are the same as those of the nutrient solution 180 of the first embodiment, description thereof is omitted. In addition, the nutrient solution 220 can also contain the component which accelerates | stimulates surface activity so that a capillary phenomenon may be accelerated | stimulated.
給水シート230は、吸水性の優れる素材をシート状にしたものである。給水シート230の一部は、養液槽211の底面に、養液220に浸るように敷かれる。また、給水シート230の一部は、栽培容器210の底面のほぼ全面に、支持体240と接触するように敷かれる。養液槽211に蓄えられた養液220は、毛細管現象により給水シート230を伝って上昇して、さらに、給水シート230と接触する支持体240を伝って上昇して、植物体250の地下部組織まで到達する。すなわち、給水シート230は、養液220に蓄えられた養液220を、支持体240まで届ける役割を果たす。
なお、給水シート230と養液220の液面との接触角は任意であるが、毛細管現象を促進させるために、90度未満であることが望ましい。
The water supply sheet 230 is a sheet made of a material having excellent water absorption. A part of the water supply sheet 230 is laid on the bottom surface of the nutrient solution tank 211 so as to be immersed in the nutrient solution 220. In addition, a part of the water supply sheet 230 is laid on almost the entire bottom surface of the cultivation container 210 so as to contact the support 240. The nutrient solution 220 stored in the nutrient solution tank 211 rises along the water supply sheet 230 due to capillary action, and further rises along the support 240 in contact with the water supply sheet 230, so that the underground portion of the plant body 250 Reach the organization. That is, the water supply sheet 230 plays a role of delivering the nutrient solution 220 stored in the nutrient solution 220 to the support 240.
In addition, although the contact angle of the water supply sheet 230 and the liquid level of the nutrient solution 220 is arbitrary, in order to promote a capillary phenomenon, it is desirable that it is less than 90 degree | times.
支持体240は、例えば、通気性及び保水性を有するココピート、もしくは、パミスサンド(大江化学工業社製)からなる。支持体240は、栽培容器210を満たすように敷き詰められる。支持体240は、実施形態1の支持体140、もしくは、支持体150と同一のものとすることができる。支持体240は、支持体140や支持体150と同一の性質を有するため、説明を省略する。 The support 240 is made of, for example, a cocopyt having air permeability and water retention, or pumice sand (manufactured by Oe Chemical Industry Co., Ltd.). The support body 240 is spread | laid so that the cultivation container 210 may be satisfy | filled. The support body 240 can be the same as the support body 140 or the support body 150 of the first embodiment. Since the support 240 has the same properties as the support 140 and the support 150, description thereof is omitted.
植物体250は、実施形態1の植物体160と同一であるため、説明を省略する。植物体250は、支持体240が敷き詰められた栽培容器210に植え付けられる。植物体250が培養植物体である場合、植え付け直後は、馴化のために培養植物体の地上部をプラカップで覆い、1〜2週間後、当該プラカップを取り除くこともできる。 Since the plant body 250 is the same as the plant body 160 of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted. The plant body 250 is planted in the cultivation container 210 in which the support body 240 is spread. When the plant body 250 is a cultured plant body, immediately after planting, the above-ground part of the cultured plant body may be covered with a plastic cup for acclimatization, and the plastic cup may be removed after one to two weeks.
栽培装置200を用いて植物体250を栽培する場所、すなわち、栽培装置200の設置場所は、実施形態1と同様である。また、植物体250を栽培するための条件も同様である。 The place where the plant body 250 is cultivated using the cultivation apparatus 200, that is, the installation place of the cultivation apparatus 200 is the same as that in the first embodiment. The conditions for cultivating the plant body 250 are also the same.
栽培装置200に植え付けられた植物体250は、支持体240が給水シート230に保持される養液220を吸水して、支持体240内部に保持された養液220から、水分及び栄養分を得ることにより成長する。植物体250が成長することにより、主な薬用成分を有する植物体250の地下部組織も成長する。 The plant body 250 planted in the cultivation apparatus 200 absorbs the nutrient solution 220 held by the support sheet 240 in the water supply sheet 230, and obtains moisture and nutrients from the nutrient solution 220 held inside the support member 240. To grow. As the plant body 250 grows, the underground tissue of the plant body 250 having the main medicinal components also grows.
栽培装置200には、植物体250に対して養液220を供給するために、養液220を循環させるためのポンプ等の機械の必要性はない。このため、植物体250による養液220の消費あるいは栽培場所での蒸発による養液220の減少を補うだけで良く、栽培装置200は、簡便であり、安価に設計される。 The cultivation apparatus 200 does not need a machine such as a pump for circulating the nutrient solution 220 in order to supply the nutrient solution 220 to the plant body 250. For this reason, it is only necessary to compensate for the consumption of the nutrient solution 220 by the plant body 250 or the decrease of the nutrient solution 220 due to evaporation at the cultivation place, and the cultivation apparatus 200 is simple and inexpensively designed.
なお、実施形態1に示すように、栽培容器210の底面に数カ所の穴が形成された栽培容器210を、養液220で満たされた養液槽170に設置することもできる。ただし、本実施形態では、養液220に浸る部分は、栽培容器210内の約1%〜70%であることが好ましく、より好ましくは1%〜10%である。 In addition, as shown in Embodiment 1, the cultivation container 210 in which several holes are formed in the bottom surface of the cultivation container 210 can be installed in the nutrient solution tank 170 filled with the nutrient solution 220. However, in this embodiment, it is preferable that the part immersed in the nutrient solution 220 is about 1%-70% in the cultivation container 210, More preferably, it is 1%-10%.
以上のように、本実施形態では、地下部組織(根、根茎、塊茎等)が十分に生育し、薬用成分を蓄積した薬用植物を得ることができる。また、薬用成分を蓄積した薬用植物を効率的に生産することができる。 As described above, in this embodiment, a medicinal plant in which an underground tissue (root, rhizome, tuber, etc.) is sufficiently grown and medicinal components are accumulated can be obtained. Moreover, the medicinal plant which accumulate | stored the medicinal component can be produced efficiently.
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。この実施例は、本発明を限定するものではない。実施例で使用した、材料、試薬などは、他に特定のない限り、商業的な供給源から入手可能である。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. This example does not limit the invention. The materials, reagents, etc. used in the examples are available from commercial sources unless specified otherwise.
(実施例1:ウラルカンゾウの栽培)
実施形態1に係る栽培装置100を用いて、主として根を薬用部位とするウラルカンゾウを栽培した実施例について、以下に説明する。
(Example 1: cultivation of Uralphanthus)
The Example which cultivated the larva which mainly uses a root as a medicinal site | part using the cultivation apparatus 100 which concerns on Embodiment 1 is demonstrated below.
(材料)
以下の方法によって得たウラルカンゾウ(Glycyrrhiza uralensis Fisher)の培養植物体を材料に養液栽培を行った。シュート培養として継代維持中のウラルカンゾウの2クローン(以下、「Gu」、「GuH」という)のうち、再生植物体の鉢栽培1年生株での生育がより良好で、根及び細根中のグリチルリチン酸がより高含量であったGuを材料に、ストロン(走出枝)様組織の誘導による苗について、6%ショ糖とナフタレン酢酸0.01mg/lとを含むMurashge & Skoogの液体培地、20℃、及び、暗所の条件下、増殖を行った(特開2005-137291参照)。当該苗の増殖後、増殖効率の良い3サブクローン(以下、「Gu2-2-1」、「Gu2-3-2」、「Gu2-5-2」という)を得た。これらのストロン様培養物より、節切片あるいは頂芽切片を調製して、植物体再生培地(ナフタレン酢酸0.1mg/l、カイネチン 0.5mg/l、1%ショ糖、及び、グルタミン 10mg/lを含むWoody Plant液体培地、培養中の支持体としてフロリアライトを使用)、20℃、14時間照明下で培養し、得られた培養植物体を、養液栽培の材料とした。養液栽培の材料であるウラルカンゾウ培養植物体を、栽培装置100に植え付けた。なお、礫片130はミリオンA(ソフトシリカ社製)、支持体140はハイドロボール中粒(都市園芸研究所社製)、支持体150はハイドロボール小粒(都市園芸研究所社製)とした。植え付け直後は、馴化のために苗の地上部をプラカップで覆い、1〜2週間後、プラカップを取り除いた。
(material)
Hydroponic cultivation was carried out using cultured plants of Glycyrrhiza uralensis Fisher obtained by the following method. Of the 2 Uralcanzo clones that have been maintained as shoot cultures (hereinafter referred to as “Gu” and “GuH”), the regenerated plant grows better in the first-year cultivated strains. Murashge & Skoog liquid medium containing 6% sucrose and 0.01 mg / l naphthalene acetic acid, 20 ° C for seedlings induced by stron (trunken branch) -like tissue, using Gu with higher glycyrrhizic acid content The cells were grown under dark conditions (see JP 2005-137291). After propagation of the seedlings, three subclones with high growth efficiency (hereinafter referred to as “Gu2-2-1”, “Gu2-3-2”, and “Gu2-5-2”) were obtained. From these Stron-like cultures, node sections or apical bud sections are prepared and contain plant regeneration medium (naphthalene acetic acid 0.1 mg / l, kinetin 0.5 mg / l, 1% sucrose, and glutamine 10 mg / l). Woody Plant liquid medium, florialite was used as a support during culture), cultured at 20 ° C. for 14 hours under illumination, and the resulting cultured plant was used as a material for hydroponics. A culture plant of Ural licorice that is a material for hydroponics was planted in the cultivation apparatus 100. The gravel pieces 130 were made of Million A (manufactured by Soft Silica Co., Ltd.), the support 140 was made of hydroball medium grains (manufactured by Urban Horticultural Research Institute), and the support 150 was made of hydroball granules (manufactured by Urban Horticultural Research Institute Co., Ltd.). Immediately after planting, the above-ground part of the seedling was covered with a plastic cup for acclimatization, and after 1-2 weeks, the plastic cup was removed.
(養液の調製)
養液肥料は、表1に示されるマツザキ1号及び2号(マツザキアグリビジネス社製)を用いた。養液は、説明書により推奨される濃度(水8Lに対し、マツザキ1号6g、マツザキ2号4g)より、マツザキ1号及び2号の量を減らした25%濃度(水8Lに対し、マツザキ1号1.5g、マツザキ2号1g)に調製して使用した。このときの養液槽内の養液の電気伝導度(EC)は1.332 mS/cm、pH 7.39であった。栽培301日後には、養液濃度を説明書が推奨する濃度の50%濃度に変更した。このときの養液槽内の養液の電気伝導度(EC)は1.128 mS/cm、pH 7.54であった。
(Preparation of nutrient solution)
As the nutrient solution fertilizer, Matsuzaki No. 1 and No. 2 (manufactured by Matsuzaki Agribusiness) shown in Table 1 were used. The nutrient solution is a 25% concentration (Matsuzaki for 8L of water), which is less than the recommended concentration (Matsuzaki No.1 6g, Matsuzaki 2 for 4G for water 8L), and the amount of Matsuzaki No.1 and 2 for the nutrient solution. No. 1 1.5g and Matsuzaki No. 2 1g) were used. The electrical conductivity (EC) of the nutrient solution in the nutrient solution tank at this time was 1.332 mS / cm and pH 7.39. After 301 days of cultivation, the nutrient solution concentration was changed to 50% of the concentration recommended by the instructions. The electrical conductivity (EC) of the nutrient solution in the nutrient solution tank at this time was 1.128 mS / cm, pH 7.54.
(栽培環境条件)
ウラルカンゾウが植え付けられた栽培装置100は閉鎖温室内に設置され、当該室内の環境条件は、室温20℃、相対湿度60%、補光照明を用いて16時間照明/日とした。栽培195日後では、室温20℃、相対湿度50%、補光照明を用いて14時間照明/日とした。
(Cultivation environment conditions)
The cultivation apparatus 100 in which Ural licorice was planted was installed in a closed greenhouse, and the environmental conditions in the room were room temperature 20 ° C., relative humidity 60%, and 16 hours illumination / day using supplemental illumination. After 195 days of cultivation, the room temperature was 20 ° C., the relative humidity was 50%, and supplementary illumination was used for 14 hours illumination / day.
(比較対照植物)
上径15cm(下径10.5cm)×長さ30.5cmのポリポット(底面穴1個、かど穴4個)の底に鉢底ネットを敷き、調製した培養土[ベラボン(フジック社製):赤玉土:クレハ培養土:堆肥=5:3:1:1]を入れ、ウラルカンゾウ培養植物体(Gu)を植出し、閉鎖温室、室温20℃、相対湿度60%、16時間照明/日(補光照明を使用)で栽培した。以下、本実施例では当該栽培を鉢栽培という。栽培803日後に室温20℃、相対湿度50%、補光照明を用い14時間照明/日とした。液肥としてハイポネックス原液6-10-5(ハイポネックスジャパン社製)1000倍液を週1回散布した。
(Comparative plant)
A culture soil prepared by placing a pot bottom net on the bottom of a polypot (bottom 1 hole, 4 corner holes) with an upper diameter of 15 cm (lower diameter of 10.5 cm) and a length of 30.5 cm. : Kureha culture soil: compost = 5: 3: 1: 1], planting larva cultured plant (Gu), closed greenhouse, room temperature 20 ° C, relative humidity 60%, 16 hours illumination / day (light supplement) Cultivated with lighting). Hereinafter, this cultivation is referred to as pot cultivation in this example. 803 days after cultivation, room temperature was 20 ° C., relative humidity was 50%, and supplementary illumination was used for 14 hours illumination / day. As a liquid fertilizer, Hyponex stock solution 6-10-5 (manufactured by Hyponex Japan) 1000 times solution was sprayed once a week.
(生育調査と収穫)
養液栽培のGu2-2-1及びGu2-3-2は、栽培401日後に収穫し、最大根長、最大根幅を測定後、根、根茎、細根(径1mm以下の根)に分けて新鮮重量を測定した。図3は、Gu2-3-2養液栽培401日後の収穫物(根、細根、根茎)である。また、50℃で数日間温風乾燥後、乾燥重量を測定した。同様に、鉢栽培のGuは、栽培1009日後に収穫し、生育調査及び新鮮重量、乾燥重量の測定を行った。反復数は3個体とした。
(Growth survey and harvest)
Hydroponics Gu2-2-1 and Gu2-3-2 are harvested 401 days after cultivation, and after measuring maximum root length and maximum root width, divided into roots, rhizomes and fine roots (roots with a diameter of 1mm or less) Fresh weight was measured. FIG. 3 is a harvested product (root, fine root, rhizome) after 401 days of Gu2-3-2 hydroponics. The dry weight was measured after warm air drying at 50 ° C. for several days. Similarly, pot-grown Gu was harvested after 1009 days of cultivation, and a growth survey and measurement of fresh weight and dry weight were performed. The number of repetitions was 3 individuals.
図4は、Gu鉢栽培1009日後とGu2-2-1及びGu2-3-2養液栽培401日後との最大根長及び最大根幅を比較した結果である。図中のエラーバーは、当該測定結果の標準偏差を示すものである。なお、以降の図において示されるエラーバーも同様である。養液栽培401日後のGu2-2-1及びGu2-3-2は、鉢栽培1009日後のGuに比べて最大根長、最大根幅とも大きく、特に最大根幅はそれぞれGuの1.6倍(Gu2-2-1)及び1.9倍(Gu2-3-2)であった。 FIG. 4 shows the results of comparing the maximum root length and the maximum root width after 1009 days after Gu pot cultivation and 401 days after Gu2-2-1 and Gu2-3-2 nutrient solution cultivation. The error bar in the figure indicates the standard deviation of the measurement result. The same applies to the error bars shown in the following figures. Gu2-2-1 and Gu2-3-2 after 401 days of hydroponics are larger in maximum root length and maximum root width than Gu after 1009 days of pot cultivation, and the maximum root width is 1.6 times that of Gu (Gu2 -2-1) and 1.9 times (Gu2-3-2).
図5は、Gu鉢栽培1009日後とGu2-2-1及びGu2-3-2養液栽培401日後との地下部(根、細根、根茎)の乾燥重量を比較した結果である。地下部の収量(乾燥重量)もGuに比べて、根はそれぞれ1.5倍(Gu2-2-1)及び2.5倍(Gu2-3-2)、根茎は3.2倍(Gu2-2-1)及び13.5倍(Gu2-3-2)であった。なお、Gu2-2-1及びGu2-3-2は、ともにGuのサブクローン化されたものであり、遺伝的背景はGuである。 FIG. 5 shows the results of comparison of the dry weight of the underground part (roots, fine roots, rhizomes) 100 days after Gu pot cultivation and 401 days after Gu2-2-1 and Gu2-3-2 hydroponics. Yield (dry weight) of the underground part is 1.5 times (Gu2-2-1) and 2.5 times (Gu2-3-2) and 3.2 times (Gu2-2-1) and 13.5 times as roots compared to Gu. Double (Gu2-3-2). Both Gu2-2-1 and Gu2-3-2 are subcloned Gus, and the genetic background is Gu.
(グリチルリチン酸分析)
次に、Gu鉢栽培1009日後とGu2-2-1及びGu2-3-2養液栽培401日後との地下部(根、細根、根茎)に含まれるグリチルリチン酸を定量した。グリチルリチン酸の定量は、日本薬局方、甘草中のグリチルリチン酸定量法を参考に行った。乾燥後の植物試料を粉末にし、その約100mgを精密に量り取って15ml容のコニカルチューブに入れ、50%エタノール7mlを正確に加え、超音波洗浄機で30分間、ボルテックスミキサーで1分間抽出した。遠心分離(4,500rpm、3分間)後、上清300μLをウルトラフリーMC(日本ミリポア社製)に入れ、15,000rpm、20℃で1分間遠心濾過し、HPLC(High Performance Liquid Chromatography)分析試料とした。
(Glycyrrhizic acid analysis)
Next, the glycyrrhizic acid contained in the underground part (root, fine root, rhizome) after 1009 days of Gu pot cultivation and 401 days after Gu2-2-1 and Gu2-3-2 hydroponics was quantified. Glycyrrhizic acid was quantified with reference to the Japanese Pharmacopoeia, glycyrrhizic acid quantification method in licorice. The dried plant sample is made into powder, about 100 mg of which is accurately weighed and placed in a 15 ml conical tube, 7 ml of 50% ethanol is added accurately, and extracted for 30 minutes with an ultrasonic cleaner and 1 minute with a vortex mixer. . After centrifugation (4,500 rpm, 3 minutes), 300 μL of the supernatant was placed in Ultra Free MC (Nippon Millipore) and centrifuged at 15,000 rpm at 20 ° C. for 1 minute to obtain a HPLC (High Performance Liquid Chromatography) analysis sample. .
(グリチルリチン酸標準溶液)
生薬試験用のグリチルリチン酸標準品(和光純薬工業製)を精密に5mg量りとって20ml容のメスフラスコにいれ、50%エタノールで正確に20mlとすることにより、グリチルリチン酸標準溶液(0.25mg/ml)とした。この標準溶液を50%エタノールで順次2倍に希釈し、検量線作成用標準液とした。
(Glycyrrhizic acid standard solution)
Glycyrrhizic acid standard solution (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) for crude drug testing is accurately weighed and placed in a 20 ml volumetric flask, and made exactly 20 ml with 50% ethanol, so that glycyrrhizic acid standard solution (0.25 mg / ml). This standard solution was sequentially diluted twice with 50% ethanol to obtain a standard solution for preparing a calibration curve.
(HPLC条件)
装置は、Waters Alliance PDA HPLC system(セパレーションモジュール:2795、フォトダイオードアレイ検出器:2996)を用い、分析条件は、カラム TSKgel ODS-100V(TOSOH、径4.6mm×250mm、5μm)、移動相 アセトニトリル(溶媒A)-2%酢酸(溶媒B)=2:3、流速:1.0 ml/分、カラム温度 20℃、検出 UV 254 nm(定量)、200-400 nm(定性)とした。
(HPLC conditions)
The equipment used was a Waters Alliance PDA HPLC system (separation module: 2795, photodiode array detector: 2996), and analysis conditions were column TSKgel ODS-100V (TOSOH, diameter 4.6 mm × 250 mm, 5 μm), mobile phase acetonitrile ( Solvent A) -2% acetic acid (solvent B) = 2: 3, flow rate: 1.0 ml / min, column temperature 20 ° C., detection UV 254 nm (quantitative), 200-400 nm (qualitative).
(グリチルリチン酸含量及び収量)
図6は、Gu鉢栽培1009日後とGu2-2-1及びGu2-3-2養液栽培401日後との根のグリチルリチン酸含量及び株あたりの収量を比較した結果である。図7は、Gu鉢栽培1009日後とGu2-2-1及びGu2-3-2養液栽培401日後との細根のグリチルリチン酸含量及び株あたりの収量を比較した結果である。図8は、Gu鉢栽培1009日後とGu2-2-1及びGu2-3-2養液栽培401日後との根茎のグリチルリチン酸含量及び株あたりの収量を比較した結果である。
(Glycyrrhizic acid content and yield)
FIG. 6 shows the results of comparing the glycyrrhizic acid content and the yield per strain of roots after 1009 days in Gu pot cultivation and 401 days after Gu2-2-1 and Gu2-3-2 hydroponics. FIG. 7 shows the results of comparing the glycyrrhizic acid content and the yield per strain of fine roots after 1009 days in Gu pot cultivation and 401 days after Gu2-2-1 and Gu2-3-2 hydroponics. FIG. 8 shows the results of comparison of the glycyrrhizic acid content of the rhizome and the yield per strain after 1009 days after Gu pot cultivation and 401 days after Gu2-2-1 and Gu2-3-2 nutrient solution cultivation.
図6〜図8に示すように、養液栽培401日後のGu2-2-1及びGu2-3-2は、根及び根茎において、鉢栽培1009日のGuよりも高いグリチルリチン酸含量を示し、Gu2-2-1及びGu2-3-2の1mm以上の根は、約3%のグリチルリチン酸含量であった。これは日本薬局方が規定するグリチルリチン酸含量2.5%以上を満たしており、わずか401日間の栽培で、生薬としての使用に値する根が得られることを示している。Gu2-2-1及びGu2-3-2の根の株あたりのグリチルリチン酸収量は、それぞれGuの1.9倍(Gu2-2-1)及び3.1倍(Gu2-3-2)であった。 As shown in FIG. 6 to FIG. 8, Gu2-2-1 and Gu2-3-2 after 401 days of hydroponics show a higher glycyrrhizic acid content in the roots and rhizomes than Gu on the day of pot cultivation 1009. -2-1 and Gu2-3-2 roots greater than 1 mm had a glycyrrhizic acid content of about 3%. This indicates that the glycyrrhizic acid content of 2.5% or more stipulated by the Japanese Pharmacopoeia is satisfied, and roots worthy of use as a herbal medicine can be obtained after only 401 days of cultivation. The yields of glycyrrhizic acid per root strain of Gu2-2-1 and Gu2-3-2 were 1.9 times (Gu2-2-1) and 3.1 times (Gu2-3-2), respectively.
以上説明したように、本発明に係る栽培装置100及び栽培方法により、栽培期間が半分以下のわずか400日で、鉢栽培1009日の根よりも肥大し、収量の多い根及び根茎が得られた。また、本発明は、グリチルリチン酸生産方法としても優れている。さらに、本発明では地上部の生育も非常に良好であることから、通常は入手が困難なウラルカンゾウ地上部(葉、茎など)も生産が可能である。ウラルカンゾウ地上部は、食品や化粧品分野において機能性素材として注目されているフラボノイド類が豊富であり、ウラルカンゾウ地上部の新たな用途開発も可能である。 As explained above, the cultivation apparatus 100 and the cultivation method according to the present invention produced a root and a rhizome with a large yield, with a cultivation period of only 400 days, which is less than half, larger than the roots of the pot cultivation 1009 days. . The present invention is also excellent as a method for producing glycyrrhizic acid. Furthermore, since the growth of the above-ground part is also very good in the present invention, it is possible to produce the above-ground part of the larvae (leaves, stems, etc.), which are usually difficult to obtain. The ground part of Uralphanthus is rich in flavonoids that are attracting attention as functional materials in the field of food and cosmetics, and it is possible to develop new applications for the ground part of Uralphus.
(実施例2:ベラドンナの栽培)
次に、実施形態1に係る栽培装置100を用いて、主として根及び葉を薬用部位とするベラドンナを栽培した実施例について、以下に説明する。
(Example 2: cultivation of belladonna)
Next, the Example which cultivated the belladonna which mainly uses a root and a leaf as a medicinal site | part using the cultivation apparatus 100 which concerns on Embodiment 1 is demonstrated below.
(材料)
3%ショ糖、Murashige & Skoog固形培地で継代維持中のベラドンナ(Atropa belladonna L.)の培養植物体を材料に養液栽培を行った。当該ベラドンナ培養植物体を、栽培装置100に植え付けて栽培した。なお、礫片130はミリオンA(ソフトシリカ社製)、支持体140はハイドロボール中粒(都市園芸研究所社製)、支持体150はハイドロボール小粒(都市園芸研究所社製)とした。植え付け直後は、馴化のために苗の地上部をプラカップで覆い、1〜2週間後、プラカップを取り除いた。
(material)
Hydroponic cultivation was carried out using a cultured plant of belladonna (Atropa belladonna L.) that has been maintained for passage in 3% sucrose and Murashige & Skoog solid medium. The belladonna cultured plant was planted in the cultivation apparatus 100 and cultivated. The gravel pieces 130 were made of Million A (manufactured by Soft Silica Co., Ltd.), the support 140 was made of hydroball medium grains (manufactured by Urban Horticultural Research Institute), and the support 150 was made of hydroball granules (manufactured by Urban Horticultural Research Institute Co., Ltd.). Immediately after planting, the above-ground part of the seedling was covered with a plastic cup for acclimatization, and after 1-2 weeks, the plastic cup was removed.
(栽培環境条件)
ベラドンナ培養植物体が植え付けられた栽培装置100は閉鎖温室内に設置され、当該室内の環境条件は、室温20℃、相対湿度50%、補光照明を用い14時間照明/日とした。養液肥料は、実施例1と同様に、表1に示されるマツザキ1号及び2号(マツザキアグリビジネス社製)を用いた。養液は、植え付け後は推奨濃度の25%濃度として、栽培32日後に推奨濃度の50%濃度に変更した。
(Cultivation environment conditions)
The cultivation apparatus 100 in which the belladonna cultured plant body was planted was installed in a closed greenhouse, and the environmental conditions in the room were a room temperature of 20 ° C., a relative humidity of 50%, and 14 hours illumination / day using supplementary illumination. As for the nutrient solution fertilizer, as in Example 1, Matsuzaki No. 1 and No. 2 (manufactured by Matsuzaki Agribusiness) shown in Table 1 were used. The nutrient solution was changed to a recommended concentration of 25% after planting, and the recommended concentration was changed to 50% after 32 days of cultivation.
(比較対照植物)
素焼きの植木鉢5号に調製した培養土(赤玉土:クレハ培養土:堆肥=3:1:1)を入れ、ベラドンナ培養植物体を植出し、閉鎖温室、室温20℃、相対湿度50%、14時間照明/日(補光照明使用)で栽培した。以下、本実施例では当該栽培を鉢栽培という。液肥としてハイポネックス原液6-10-5(ハイポネックスジャパン社製)1000倍液を週1回散布した。
(Comparative plant)
Put the culture soil prepared in unglazed flowerpot No. 5 (red crust: Kureha culture soil: compost = 3: 1: 1), plant a belladonna culture plant, closed greenhouse, room temperature 20 ° C, relative humidity 50%, 14 Cultivated with time lighting / day (using supplementary lighting). Hereinafter, this cultivation is referred to as pot cultivation in this example. As a liquid fertilizer, Hyponex stock solution 6-10-5 (manufactured by Hyponex Japan) 1000 times solution was sprayed once a week.
(生育調査と収穫)
養液栽培、鉢栽培ともに栽培141日後に地上部の生育調査を行った。また、栽培146日後に葉の収穫、147日後に地下部の収穫を行い、根と細根(径1mm以下)に分離後、それぞれ新鮮重量を測定した。葉、根及び細根は、凍結乾燥後、乾燥重量を測定した。図9は、ベラドンナ養液栽培147日後の収穫物(根及び細根)である。
(Growth survey and harvest)
In both hydroponics and pot cultivation, the growth of the above-ground part was investigated 141 days after the cultivation. In addition, the leaves were harvested after 146 days of cultivation, and the underground part was harvested after 147 days. After separation into roots and fine roots (diameter of 1 mm or less), fresh weights were measured. The leaves, roots and fine roots were lyophilized and then measured for dry weight. FIG. 9 is a harvested product (root and fine root) after 147 days of belladonna hydroponics.
図10は、ベラドンナ鉢栽培と養液栽培との141日後の地上部(草丈、葉数、最大葉長、最大葉幅)の生育を比較した結果である。図11は、ベラドンナ鉢栽培と養液栽培との147日後の最大根長及び最大根幅を比較した結果である。図12は、ベラドンナ鉢栽培と養液栽培との146日後の葉の乾燥重量または147日後の根及び細根の乾燥重量を比較した結果である。 FIG. 10 shows the results of comparison of the growth of the above-ground part (plant height, number of leaves, maximum leaf length, maximum leaf width) after 141 days between belladonna pot cultivation and hydroponics. FIG. 11 shows the result of comparing the maximum root length and the maximum root width after 147 days in belladonna pot cultivation and hydroponics. FIG. 12 shows the results of comparing the dry weight of leaves after 146 days or the dry weight of roots and fine roots after 147 days between belladonna pot cultivation and hydroponics.
図10に示すように、栽培141日後の地上部の生育(草丈、葉数、最大葉長、最大葉幅)は、いずれも養液栽培の方が優れており、鉢栽培に比べて草丈は4倍、葉数は6.5倍、最大葉長は1.5倍、最大葉幅は1.4倍であった。 As shown in FIG. 10, the growth of the above-ground part 141 days after cultivation (plant height, number of leaves, maximum leaf length, maximum leaf width) is superior in hydroponics, and the plant height is higher than that in pot cultivation. Four times, the number of leaves was 6.5 times, the maximum leaf length was 1.5 times, and the maximum leaf width was 1.4 times.
(根の生育及び葉、根、細根の収量)
図11に示すように、栽培147日後の根の生育は、養液栽培の方が優れており、鉢栽培に比べて、最大根長は1.7倍、最大根幅は1.9倍であった。また、図12に示すように、葉、根及び細根の収量(乾燥重量)も養液栽培の方が優れており、鉢栽培に比べて葉は6.5倍、根は10.8倍、細根は4.3倍であった。
(Root growth and yield of leaves, roots and fine roots)
As shown in FIG. 11, the growth of roots after 147 days of cultivation was superior to hydroponics, and the maximum root length was 1.7 times and the maximum root width was 1.9 times compared to pot cultivation. Moreover, as shown in FIG. 12, the yield (dry weight) of leaves, roots and fine roots is also superior in hydroponics, with leaves 6.5 times, roots 10.8 times and fine roots 4.3 times that of pot cultivation. Met.
(アルカロイドの抽出)
次に、146日後または147日後の鉢栽培と養液栽培とから得られたベラドンナの葉及び地下部(根、細根)に含まれるアルカロイドを抽出した。ベラドンナの主要な薬用成分としては、副交感神経遮断作用を示すアトロピン、スコポラミン等のアルカロイドが知られており、主アルカロイドはアトロピンである。また、日本薬局方ではベラドンナの根(ベラドンナコン)が生薬として収載されているが、英国薬局方では葉(ベラドンナヨウ)も生薬として収載されており、葉、根の両方が薬用に供される。
(Alkaloid extraction)
Next, alkaloids contained in belladonna leaves and underground parts (roots, fine roots) obtained from pot cultivation and hydroponics after 146 days or 147 days were extracted. As a main medicinal component of belladonna, alkaloids such as atropine and scopolamine showing parasympathetic nerve blocking action are known, and the main alkaloid is atropine. The Japanese Pharmacopoeia lists belladonna roots (Belladon Nakorn) as herbal medicines, but the British Pharmacopoeia also lists leaves (Belladon Nayou) as herbal medicines, and both leaves and roots are used for medicinal purposes. .
アルカロイドの抽出及び精製は、日本ウォーターズ社製固相抽出カラムOasisMCX1cc/30mgを用いた。乾燥後の植物試料を粉末にし、その約100mgを精密に量り取って15ml容のコニカルチューブに入れ、5%酢酸溶液3mlを正確に加え、超音波洗浄機で30分間、ボルテックスミキサーで1分間抽出した。OasisMCX1cc/30mgカラムにメタノール1mlを入れて洗浄後、ミリQ水1mlを入れて洗浄した。5%酢酸抽出液を遠心分離(4,500rpm、3分間)後、上清1mLを正確に量りとり、OasisMCXカラムに負荷した。マニホールドを用いながらOasisMCXカラムにメタノール1mlを入れ洗浄し、さらに2%ギ酸溶液1mLで洗浄した。その後、OasisMCXカラムにアンモニア水/メタノール混液(5:95)1mLを入れ、アルカロイドを溶出した。溶媒を留去後、メタノール500μlに再溶解してウルトラフリーMC(日本ミリポア社製)に入れ、15,000rpm、20℃で1分間遠心濾過し、HPLC分析試料とした。 For extraction and purification of alkaloid, a solid phase extraction column OasisMCX1cc / 30 mg manufactured by Japan Waters Co. was used. Make the dried plant sample into powder, weigh accurately about 100 mg into a 15 ml conical tube, add 3 ml of 5% acetic acid accurately, extract for 30 minutes with an ultrasonic cleaner, and extract with a vortex mixer for 1 minute. did. The OasisMCX1cc / 30 mg column was washed with 1 ml of methanol, and then washed with 1 ml of milli-Q water. After 5% acetic acid extract was centrifuged (4,500 rpm, 3 minutes), 1 mL of the supernatant was accurately weighed and loaded onto an Oasis MCX column. Using a manifold, 1 ml of methanol was placed on the Oasis MCX column and washed, and further washed with 1 mL of 2% formic acid solution. Thereafter, 1 mL of an aqueous ammonia / methanol mixture (5:95) was added to the Oasis MCX column to elute alkaloids. After distilling off the solvent, it was redissolved in 500 μl of methanol and placed in Ultra Free MC (manufactured by Nihon Millipore), followed by centrifugal filtration at 15,000 rpm at 20 ° C. for 1 minute to obtain an HPLC analysis sample.
(HPLC用標準溶液)
生薬試験用のアトロピン硫酸塩水和物(和光純薬工業製)、生薬試験用のスコポラミン臭化水素酸塩水和物(和光純薬工業製)それぞれ約1mgを精密に量り取り、メタノール1mlを正確に加え溶解した。それぞれ0.5mlを正確に量り取り、良く混和し、アルカロイド標準溶液とした。この標準溶液をメタノールで順次2倍に希釈し、検量線作成用標準液とした。
(Standard solution for HPLC)
About 1 mg each of atropine sulfate hydrate (made by Wako Pure Chemical Industries) for crude drug testing and scopolamine hydrobromide hydrate (made by Wako Pure Chemical Industries) for crude drug testing are accurately weighed, and 1 ml of methanol is accurately measured. Added and dissolved. 0.5 ml of each was accurately weighed and mixed well to obtain an alkaloid standard solution. This standard solution was sequentially diluted twice with methanol to obtain a standard solution for preparing a calibration curve.
(HPLC条件)
装置は、Waters Alliance PDA HPLC system(セパレーションモジュール:2795、フォトダイオードアレイ検出器:2996)を用い、分析条件は、カラム TSKgel ODS-100V(TOSOH、径4.6mm×250mm、5μm)、移動相 アセトニトリル(溶媒A)-10mM 1-ヘプタンスルホンサンナトリウム(pH 3.5)(溶媒B)=1:3、流速:1.0 ml/分、カラム温度 40℃、検出 UV 210 nm(定量)、200-400 nm(定性)とした。
(HPLC conditions)
The equipment used was a Waters Alliance PDA HPLC system (separation module: 2795, photodiode array detector: 2996), and analysis conditions were column TSKgel ODS-100V (TOSOH, diameter 4.6 mm × 250 mm, 5 μm), mobile phase acetonitrile ( Solvent A) -10 mM sodium 1-heptanesulfonsan (pH 3.5) (Solvent B) = 1: 3, flow rate: 1.0 ml / min, column temperature 40 ° C., detection UV 210 nm (quantitative), 200-400 nm (qualitative) ).
(アルカロイド含量及び収量)
図13は、ベラドンナ鉢栽培と養液栽培との146日後の葉のアルカロイド含量または147日後の根及び細根のアルカロイド含量を比較した結果である。図14は、ベラドンナ鉢栽培と養液栽培146日後の葉、または147日後の根及び細根のアルカロイド収量を比較した結果である。
(Alkaloid content and yield)
FIG. 13 shows the results of comparing the alkaloid content of leaves after 146 days or the roots and alkaloid content of fine roots after 147 days between belladonna pot cultivation and hydroponics. FIG. 14 shows the results of comparing alkaloid yields of leaves after 146 days of belladonna pot cultivation and hydroponics, or roots and fine roots after 147 days.
図13に示すように、養液栽培の根のアトロピン含量は、鉢栽培の60%であったが、葉及び細根においてはほぼ同等の含量であった。また、養液栽培は、鉢栽培に比べて、葉、根及び細根の収量が顕著に多いことから、図14に示すように、アルカロイド収量が高くなり、それぞれのアトロピン収量は、鉢栽培に比べて葉では6.4倍、根では7.1倍、細根では5.0倍であった。 As shown in FIG. 13, the atropine content of roots in hydroponics was 60% of that in pot cultivation, but was almost the same in leaves and fine roots. In addition, since hydroponic cultivation has significantly higher yields of leaves, roots and fine roots compared to pot cultivation, as shown in FIG. 14, the alkaloid yield is higher, and each atropine yield is higher than pot cultivation. The leaf was 6.4 times, the root was 7.1 times, and the fine root was 5.0 times.
以上説明したように、本発明に係る栽培装置100及び栽培方法により、ベラドンナの地下部の生育が促進されるため、生薬ベラドンナヨウ、ベラドンナコンを生産する方法として、また、アトロピンを生産する方法として優れていることが示された。 As explained above, since the growth of the underground portion of belladonna is promoted by the cultivation apparatus 100 and the cultivation method according to the present invention, as a method for producing herbal medicine belladonna nayo, belladonnacone, and a method for producing atropine It was shown to be excellent.
(実施例3:セリバオウレンの養液栽培)
次に、実施形態2に係る栽培装置200を用いて、主として根茎を薬用部位とするセリバオウレンを栽培した実施例について、以下に説明する。
(Example 3: Hydroponic cultivation of Ceribauren)
Next, the Example which cultivated Ceribauren which mainly uses rhizome as a medicinal site | part using the cultivation apparatus 200 which concerns on Embodiment 2 is demonstrated below.
(材料)
3%ショ糖、10mg/lグルタミン、1mg/lナフタレン酢酸、2mg/lカイネチン含有Woody Plant固形培地(WPGN1K2培地)、20℃、暗所で培養中のセリバオウレン[Coptis japonica Makino var.dissecta(Yatabe)Nakai]不定胚より再生した培養植物体(非形質転換体:CjWT)を材料として養液栽培を行った。また、WPGN1K2培地、20℃、暗所で継代維持中の3’hydroxy-N-methylcoclaurine 4’O-methyltransferase(以下、「4’OMT」という)遺伝子(主薬用成分ベルベリン生合成鍵酵素遺伝子の1種)を導入した不定胚より再生した培養植物体(4’OMT遺伝子導入体:CjHE4’)を材料として養液栽培を行った。
セリバオウレン培養植物体(以下「CjWT」、「CjHE4’」という)は3%ショ糖、10mg/lグルタミン含有Woody Plant固形培地、20℃、14時間照明下で培養し育成したものを用いた。養液栽培の材料であるセリバオウレン培養植物体を、支持体240がココピートである栽培装置200に植え付けた。植え付け直後は、馴化のために苗の地上部をプラカップで覆い、1〜2週間後、プラカップを取り除いた。
(material)
Woody Plant solid medium (WPGN1K2 medium) containing 3% sucrose, 10 mg / l glutamine, 1 mg / l naphthalene acetic acid, 2 mg / l kinetin, 20 ° C., Ceribauren [Coptis japonica Makino var. Dissecta (Yatabe) Nakai] Hydroponic culture was performed using cultured plant bodies (non-transformants: CjWT) regenerated from somatic embryos. In addition, the 3'hydroxy-N-methylcoclaurine 4'O-methyltransferase (hereinafter referred to as "4'OMT") gene (the main ingredient of berberine biosynthetic key enzyme gene) is maintained in the WPGN1K2 medium at 20 ° C in the dark. Hydroponics was performed using a cultured plant body (4′OMT gene-introduced body: CjHE4 ′) regenerated from an adventitious embryo into which one type) was introduced.
Ceribauren cultured plants (hereinafter referred to as “CjWT” and “CjHE4 ′”) were 3% sucrose, 10 mg / l glutamine-containing Woody Plant solid medium, cultured and grown under illumination at 20 ° C. for 14 hours. A Ceribauren cultured plant that is a material for hydroponics was planted in the cultivation apparatus 200 in which the support 240 is a cocopy. Immediately after planting, the above-ground part of the seedling was covered with a plastic cup for acclimatization, and after 1-2 weeks, the plastic cup was removed.
(栽培条件)
セリバオウレンが植え付けられた栽培装置200は閉鎖温室内に設置され、当該室内の環境条件は、室温20℃、相対湿度60%、補光照明を用いて16時間照明/日とした。CjWTについては栽培333日後、CjHE4’については208日後に、環境条件を室温20℃、相対湿度50%、補光照明を用いて14時間照明/日に変更した。
(Cultivation conditions)
The cultivation apparatus 200 planted with Ceribauren was installed in a closed greenhouse, and the indoor environmental conditions were room temperature 20 ° C., relative humidity 60%, and 16 hours illumination / day using supplemental illumination. After 333 days of cultivation for CjWT and 208 days for CjHE4 ′, the environmental conditions were changed to room temperature 20 ° C., relative humidity 50%, and 14 hours illumination / day using supplemental illumination.
養液肥料は、実施例1と同様に、表1に示されるマツザキ1号及び2号(マツザキアグリビジネス社製)を用いた。養液は、植え付け後は推奨濃度の25%濃度として、CjWTについては栽培389日後、CjHE4’については栽培264日後に、推奨濃度の50%濃度に変更した。 As for the nutrient solution fertilizer, as in Example 1, Matsuzaki No. 1 and No. 2 (manufactured by Matsuzaki Agribusiness) shown in Table 1 were used. The nutrient solution was changed to a recommended concentration of 25% after planting, 389 days after cultivation for CjWT, and 264 days after cultivation for CjHE4 '.
(比較対照植物)
素焼きの植木鉢3号に調製した培養土(赤玉土:クレハ培養土:堆肥=3:1:1)を入れ、セリバオウレン培養植物体(CjWT及びCjHE4’)を植出し、閉鎖温室、室温20℃、相対湿度60%、補光照明を用いて16時間照明/日で栽培した。養液栽培と同様に、CjWTついては栽培333日後、CjHE4’ついては208日後に相対湿度50%、14時間照明/日に環境条件を変更した。液肥としてハイポネックス原液6-10-5(ハイポネックスジャパン社製)1000倍液を週1回散布した。
(Comparative plant)
Put the prepared culture soil (Akadama soil: Kureha culture soil: compost = 3: 1: 1) in the unglazed flower pot No. 3, plant the Ceribauren cultured plants (CjWT and CjHE4 '), closed greenhouse, room temperature 20 ° C, Cultivation was performed for 16 hours with a relative humidity of 60% and supplementary lighting for 16 hours. Similarly to the hydroponics, the environmental conditions were changed for CjWT after 333 days of cultivation and for CjHE4 ′ after 208 days of relative humidity of 50% and 14 hours illumination / day. As a liquid fertilizer, Hyponex stock solution 6-10-5 (manufactured by Hyponex Japan) 1000 times solution was sprayed once a week.
(生育調査と収穫)
CjWTでは、栽培579日後に地上部の生育調査を行った。また、CjWTは栽培580日後に、CjHE4’は栽培454日後に植物体の収穫を行い、各部位(葉身、葉柄、茎、根茎、根、果茎、実及び花)に分割し、それぞれ新鮮重量を測定した。葉身、葉柄、茎、根茎及び根は、凍結乾燥後、乾燥重量を測定した。図15は、CjWTの鉢栽培(左)及び養液栽培(右)の栽培580日後の植物体を比較した結果である。図16は、CjHE4’の鉢栽培(左)及び養液栽培(右)の栽培454日後の植物体を比較した結果である。
(Growth survey and harvest)
In CjWT, the growth of the above-ground part was investigated after 579 days of cultivation. CjWT is harvested after 580 days of cultivation, and CjHE4 'is harvested after 454 days of cultivation. The plant is harvested and divided into each part (leaf, petiole, stem, rhizome, root, fruit stem, fruit and flower) and fresh. The weight was measured. Leaf weight, petiole, stem, rhizome and root were measured for dry weight after freeze-drying. FIG. 15 shows the results of comparison of plants after 580 days of CjWT pot cultivation (left) and hydroponics (right). FIG. 16 is a result of comparison of plants after 454 days of cultivation in pot cultivation (left) and hydroponics (right) of CjHE4 ′.
図15及び図16に示すように、養液栽培により得られたセリバオウレンは、鉢栽培のセリバオウレンと比較して、地上部及び地下部ともに生育が良好であった。 As shown in FIG.15 and FIG.16, the Ceribauren obtained by hydroponic culture grew well in both the above-ground part and the underground part compared with the Ceribauren grown in pot culture.
(CjWT地上部の生育)
CjWTの鉢栽培と養液栽培との579日後の地上部(草丈、果茎長、葉数、最大葉身長、最大頂小葉身長、最大側小葉身長、最大葉身幅、最大頂小葉幅、最大側小葉身幅)について、生育の比較を行った。図17は、CjWTの鉢栽培と養液栽培との579日後の地上部の生育を比較した結果である。
(Growth of CjWT above ground)
CjWT above-ground part after 579 days of pot cultivation and hydroponics (plant height, fruit stem length, number of leaves, maximum leaf length, maximum top leaflet length, maximum side leaflet length, maximum leaf blade width, maximum top leaflet width, maximum side The growth of leaflet width was compared. FIG. 17 shows the results of comparison of the growth of the above-ground part after 579 days between CjWT pot cultivation and hydroponics.
図17に示すように、CjWTを579日間、鉢栽培または養液栽培したときの地上部の生育は、測定したすべての項目について養液栽培が勝っており、特に薬用部位である根茎の収量増加に寄与する影響が大きいとされる養液栽培の葉数は、鉢栽培の2.2倍であった。 As shown in FIG. 17, the growth of the above-ground part when CjWT was cultivated in pots or hydroponically for 579 days was superior to hydroponic culture for all measured items, and in particular, increased yield of rhizomes, which are medicinal sites The number of leaves in hydroponics, which is said to have a large effect on the cultivation, was 2.2 times that in pot cultivation.
(ベルベリンの抽出)
次に、鉢栽培と養液栽培とから得られたセリバオウレンの地上部及び地下部に含まれるベルベリンを抽出した。「道衛研所報第44集、1-6、1994」に記載される方法に基づいて、ベルベリンの抽出及び精製を行った。乾燥後の植物試料を粉末にし、その約20mgを精密に量り取って15ml容のコニカルチューブに入れ、メタノール・酢酸混液(99:1)5mlを正確に加え、超音波洗浄機で30分間、ボルテックスミキサーで1分間抽出した。遠心分離(4,500rpm、3分間)後、上清500μLをウルトラフリーMC(日本ミリポア社製)に入れ、15,000rpm、20℃で1分間遠心濾過し、HPLC分析試料とした。
(Extracting berberine)
Next, the berberine contained in the above-ground part and underground part of Ceribauren obtained from pot cultivation and hydroponics was extracted. Berberine was extracted and purified based on the method described in “Doueken Shuzo No. 44, 1-6, 1994”. Make the plant sample after drying into a powder, accurately weigh about 20 mg of it into a 15 ml conical tube, add exactly 5 ml of methanol / acetic acid mixture (99: 1), and vortex with an ultrasonic cleaner for 30 minutes. Extracted with a mixer for 1 minute. After centrifugation (4,500 rpm, 3 minutes), 500 μL of the supernatant was placed in Ultra Free MC (manufactured by Nihon Millipore) and centrifuged at 15,000 rpm for 1 minute at 20 ° C. to obtain an HPLC analysis sample.
(HPLC条件)
装置は、Waters Alliance PDA HPLC system(セパレーションモジュール:2795、フォトダイオードアレイ検出器:2996)を用い、分析条件は、カラムTSKgel ODS-100V(TOSOH、径4.6mm×250mm、5μm)、移動相、アセトニトリル(溶媒A)-10 mM 1-ヘプタンスルホン酸ナトリウム(pH 3.5)(溶媒B)、溶媒グラジェント:0-15分 27-29% 溶媒A、15-25分 29-39% 溶媒A、25-31分 39-51% 溶媒A、31-34分 51% 溶媒A;流速:0.8 ml/分;カラム温度:40℃;検出:UV 284 nm(定量)、200-400 nm(定性)とした。
(HPLC conditions)
The equipment used was Waters Alliance PDA HPLC system (separation module: 2795, photodiode array detector: 2996), and analysis conditions were column TSKgel ODS-100V (TOSOH, diameter 4.6 mm × 250 mm, 5 μm), mobile phase, acetonitrile (Solvent A) -10 mM sodium 1-heptanesulfonate (pH 3.5) (Solvent B), solvent gradient: 0-15 min 27-29% Solvent A, 15-25 min 29-39% Solvent A, 25- 31 min 39-51% solvent A, 31-34 min 51% solvent A; flow rate: 0.8 ml / min; column temperature: 40 ° C .; detection: UV 284 nm (quantitative), 200-400 nm (qualitative).
(CjWT及びCjHE4’の各部位の乾燥重量)
図18は、CjWTの鉢栽培と養液栽培との580日後の植物体各部位、及び、薬用部位である根茎の乾燥重量を比較した結果である。図19は、CjHE4’の鉢栽培と養液栽培との454日後の植物体各部位、及び、薬用部位である根茎の乾燥重量を比較した結果である。
(Dry weight of each part of CjWT and CjHE4 ')
FIG. 18 shows the result of comparing the dry weight of each plant part and the rhizome, which is a medicinal part, after 580 days between CjWT pot cultivation and hydroponics. FIG. 19 shows the results of comparing the plant body parts after 454 days of pot cultivation and hydroponic cultivation of CjHE4 ′ and the dry weight of rhizomes, which are medicinal parts.
図18及び図19に示すように、栽培580日後のCjWT及び栽培454日後のCjHE4’の植物体各部位の乾燥重量は、いずれも養液栽培が勝っており、特に養液栽培での薬用部位である根茎の収量(乾燥重量)は、それぞれ鉢栽培の4.4倍(CjWT)及び6.7倍(CjHE4’)であった。 As shown in FIGS. 18 and 19, the dry weight of each part of the plant body of CjWT after 580 days of cultivation and CjHE4 ′ after 454 days of cultivation is superior to hydroponics, and particularly the medicinal part in hydroponics The yield (dry weight) of rhizomes was 4.4 times (CjWT) and 6.7 times (CjHE4 ′) of pot cultivation.
(各部位のベルベリン含量及び収量)
図20は、CjWTの栽培580日後、及び、CjHE4’の栽培454日後の鉢栽培と養液栽培との植物体各部位のベルベリン含量を比較した結果である。図21は、CjWTは栽培580日後、及び、CjHE4’の栽培454日後の鉢栽培と養液栽培との植物体各部位のベルベリン収量を比較した結果である。
(Berberine content and yield at each site)
FIG. 20 shows the results of comparison of the berberine content in each part of the plant body between pot cultivation and hydroponics after CjWT cultivation 580 days and CjHE4 ′ cultivation 454 days. FIG. 21 shows the results of comparing the berberine yields of each part of the plant body after pot cultivation 580 days and CjHE4 ′ cultivation 454 days after pot cultivation and hydroponic cultivation.
図20に示すように、CjHE4’の根茎ベルベリン含量を除き、CjWT及びCjHE4’ともに、鉢栽培と養液栽培でのベルベリン含量の差は認められなかった。従って、図21に示すように、CjWT及びCjHE4’のいずれの部位においても養液栽培の方が、ベルベリンの収量が顕著に高かった。 As shown in FIG. 20, except for the rhizome berberine content of CjHE4 ', there was no difference in berberine content between pot cultivation and hydroponics for both CjWT and CjHE4'. Therefore, as shown in FIG. 21, the yield of berberine was remarkably higher in the hydroponics in any part of CjWT and CjHE4 '.
(根茎のベルベリン含量及び収量)
図22は、CjWTの栽培580日後、及び、CjHE4’の栽培454日後の鉢栽培と養液栽培との薬用部位である根茎のベルベリン含量を丹波黄連のベルベリン含量の文献値と比較した結果である。図23は、CjWTの栽培580日後、及び、CjHE4’の栽培454日後の鉢栽培と養液栽培との薬用部位である根茎のベルベリン収量を丹波黄連のベルベリン収量の文献値と比較した結果である。図22及び図23において、CjWT及びCjHE4’鉢栽培及び養液栽培時の根茎のベルベリン含量及び収量を、かつての国内最大のオウレン生産地丹波地方で生産された生薬「黄連(基原:セリバオウレン、一般に丹波黄連とよばれる)」の文献値(薬用植物栽培と品質評価 Part1、厚生省薬務局監修、薬事日報社参照)と比較した。
(Rberdrum berberine content and yield)
FIG. 22 is a result of comparing the berberine content of the rhizome, which is a medicinal site of pot cultivation and hydroponics, after cultivation of CjWT after 580 days of cultivation and 454 days of cultivation of CjHE4 ′ with literature values of berberine content of Tanba Huang Ren. is there. FIG. 23 is a result of comparing the berberine yield of rhizomes, which is a medicinal part of pot cultivation and hydroponics, after cultivation of CjWT after 580 days of cultivation and 454 days of cultivation of CjHE4 ′ with literature values of berberine yield of Tanba Huang Ren. is there. 22 and FIG. 23, the berberine content and yield of rhizomes during CjWT and CjHE4 'pot cultivation and hydroponic cultivation were compared with the herbal medicine “Yelen (basic: Seiba Auren) produced in the largest domestic auren production area in the Tanba region. , Generally referred to as Tamba Houren) (compared to medicinal plant cultivation and quality evaluation Part1, supervised by the Ministry of Health and Welfare Pharmaceutical Affairs Bureau, see the Pharmaceutical Affairs Daily).
図22に示すように、CjWT580日間、CjHE4’454日間の養液栽培の根茎は、畑作5年の丹波黄連のベルベリン含量約7%には達しないものの、日本薬局方が定める規格値「塩化ベルベリンとして4.2%以上(ベルベリンとして3.8%以上)」を達成した。また、図23に示すように、CjWTでは約1/3の期間で丹波黄連5年の55%のベルベリン収量が得られ、CjHE4’では約1/4の栽培期間で丹波黄連5年の約1/3のベルベリン収量が得られた。 As shown in FIG. 22, the rhizomes of CjWT580 days and CjHE4'454 days nourishment cultivation do not reach about 7% of the berberine content of Tanba Houren in the field cropping 5 years. Berberine was 4.2% or higher (berberine was 3.8% or higher). In addition, as shown in FIG. 23, 55% berberine yield was obtained in CjWT in about 1/3 of the period of 5 years of Tamba Hou Ren, and CjHE4 ' A berberine yield of about 1/3 was obtained.
次に、CjWTの鉢栽培と養液栽培との189日後の植物体各部位(葉、茎、根茎、根)のベルベリンの乾燥重量及び収量を比較した結果を示す。図24は、CjWTの鉢栽培とココピートを用いた養液栽培との189日後の植物体各部位のベルベリン含量を比較した結果である。図25は、CjWTの鉢栽培とココピートを用いた養液栽培との189日後の植物体各部位のベルベリン収量を比較した結果である。 Next, the results of comparing the dry weight and yield of berberine in each part of the plant body (leaves, stems, rhizomes, roots) after 189 days of pot cultivation and hydroponics of CjWT are shown. FIG. 24 shows the results of comparison of the berberine content of each part of the plant body after 189 days between CjWT pot cultivation and hydroponics using cocopyt. FIG. 25 is a result of comparison of berberine yields of each part of the plant body after 189 days between CjWT pot cultivation and hydroponics using cocopyt.
図25に示すように、鉢栽培に比べて養液栽培では、ベルベリンの収量が顕著に高かった。 As shown in FIG. 25, the yield of berberine was significantly higher in hydroponics compared to pot cultivation.
以上説明したように、本発明に係る栽培装置200及び栽培方法により、セリバオウレンのベルベリン生合成能に影響を及ぼすことなく、セリバオウレンの地上部及び地下部の生育が促進されるため、栽培期間の短縮、また、ベルベリン収量の増加が望める方法として優れていることが示された。 As explained above, the cultivation apparatus 200 and the cultivation method according to the present invention promote the growth of the above-ground part and the underground part of the cerberauren without affecting the berberine biosynthesis ability of the ceribauren, so the cultivation period is shortened. Moreover, it was shown that the method can be expected to increase the yield of berberine.
(実施例4:セリバオウレンの養液栽培)
次に、実施形態2に係る栽培装置200を用いて、主として根茎を薬用部位とするセリバオウレンを栽培した実施例について、以下に説明する。
(Example 4: Hydroponic cultivation of Ceribauren)
Next, the Example which cultivated Ceribauren which mainly uses rhizome as a medicinal site | part using the cultivation apparatus 200 which concerns on Embodiment 2 is demonstrated below.
(材料)
実施例3と同様の不定胚より再生した培養植物体(非形質転換体:CjWT及び4’OMT遺伝子導入体:CjHE4’)を材料として養液栽培を行った。図26は、本実施例において行ったCjWT及びCjHE4’の養液栽培を示す図である。図26に示すように、本実施例では、養液栽培の材料であるセリバオウレン培養植物体を、支持体240がパミスサンドである栽培装置200に植え付けた。植え付け直後は、馴化のために苗の地上部をプラカップで覆い、1〜2週間後、プラカップを取り除いた。
(material)
Hydroponics was performed using the same cultured plant bodies (non-transformants: CjWT and 4′OMT gene introduced body: CjHE4 ′) regenerated from somatic embryos as in Example 3. FIG. 26 is a diagram showing the hydroponics of CjWT and CjHE4 ′ performed in the present example. As shown in FIG. 26, in this example, a Ceribauren cultured plant that is a hydroponics material was planted in the cultivation apparatus 200 in which the support 240 is pumice sand. Immediately after planting, the above-ground part of the seedling was covered with a plastic cup for acclimatization, and after 1-2 weeks, the plastic cup was removed.
(栽培条件)
セリバオウレンが植え付けられた栽培装置200は、閉鎖温室内に設置され、当該室内の環境条件は、室温20℃、相対湿度50%、補光照明を用いて14時間照明/日とした。
(Cultivation conditions)
Cultivation device 200 planted with ceribaurene was installed in a closed greenhouse, and the indoor environmental conditions were room temperature 20 ° C., relative humidity 50%, and 14 hours illumination / day using supplemental illumination.
養液肥料は、実施例1と同様に、表1に示されるマツザキ1号及び2号(マツザキアグリビジネス社製)を用いた。養液は、植え付け後は推奨濃度の25%濃度として、養液栽培57日後に、推奨濃度の50%濃度に変更し、さらに、養液栽培146日後に、推奨濃度、すなわち、100%濃度に変更した。 As for the nutrient solution fertilizer, as in Example 1, Matsuzaki No. 1 and No. 2 (manufactured by Matsuzaki Agribusiness) shown in Table 1 were used. After planting, the nutrient solution is changed to a recommended concentration of 25% after 57 days of nutrient solution cultivation, and further to a recommended concentration, that is, 100% concentration after 146 days of nutrient solution cultivation. changed.
(CjWT及びCjHE4’の地上部の生育)
CjWT及びCjHE4’について、養液栽培162日後に地上部(草丈、果茎長、葉数、最大葉身長、最大頂小葉身長、最大側小葉身長、最大葉身幅、最大頂小葉身幅、最大側小葉身幅)の生育調査を行った。図27は、CjWT及びCjHE4’の養液栽培162日後の地上部の生育結果を示す図である。
(Growth of CjWT and CjHE4 'above ground)
About CjWT and CjHE4 ', the above-ground part (plant height, fruit stem length, number of leaves, maximum leaf length, maximum top leaflet length, maximum top leaflet length, maximum leaflet width, maximum top leaflet width, maximum side leaflet after 162 days of hydroponics The width survey was conducted. FIG. 27 is a diagram showing the growth results of the above-ground part after 162 days of hydroponics of CjWT and CjHE4 ′.
図27に示すように、CjWT及びCjHE4’のいずれも良好に生育した。本実施例では、CjWT及びCjHE4’の両者について、生育結果の差は認められなかった。 As shown in FIG. 27, both CjWT and CjHE4 'grew well. In this example, no difference in growth results was observed for both CjWT and CjHE4 '.
(CjWT及びCjHE4’の各部位の乾燥重量)
CjWT及びCjHE4’について、養液栽培189日後に植物体の収穫を行い、各部位(葉身、葉柄、茎、根茎、根)に分割し、それぞれ新鮮重量を測定した。各部位について、凍結乾燥後、乾燥重量を測定した。図28は、CjWT及びCjHE4’の養液栽培189日の植物体各部位、及び、薬用部位である根茎の乾燥重量の結果である。
(Dry weight of each part of CjWT and CjHE4 ')
For CjWT and CjHE4 ′, plants were harvested after 189 days of hydroponics, divided into parts (leaf blade, petiole, stem, rhizome, root), and the fresh weight was measured. For each site, the dry weight was measured after lyophilization. FIG. 28 shows the results of the dry weight of each part of the plant body on the 189th day of the hydroponics of CjWT and CjHE4 ′ and the rhizome, which is a medicinal part.
図28に示すように、養液栽培189日後のCjWT及びCjHE4’の植物体各部位及び薬用部位である根茎の収量(乾燥重量)はほぼ同等であった。 As shown in FIG. 28, the yield (dry weight) of the plant parts of CjWT and CjHE4 ′ and the rhizomes that are medicinal parts after 189 days of hydroponics was almost the same.
(ベルベリンの抽出)
次に、CjWT及びCjHE4’の養液栽培から得られたセリバオウレンの地上部及び地下部に含まれるベルベリンを抽出した。ベルベリンの抽出及び精製方法は、実施例3と同様である。
(Extracting berberine)
Next, the berberine contained in the above-ground part and the underground part of Ceribauren obtained from the hydroponics of CjWT and CjHE4 ′ was extracted. Berberine extraction and purification methods are the same as in Example 3.
(各部位のベルベリン含量及び収量)
図29は、CjWT及びCjHE4の養液栽培189日後の植物体各部位のベルベリン含量の結果である。図30は、CjWT及びCjHE4の養液栽培189日後の植物体各部位のベルベリン収量の結果である。
(Berberine content and yield at each site)
FIG. 29 shows the results of the berberine content of each part of the plant body after 189 days of hydroponics of CjWT and CjHE4. FIG. 30 shows the results of berberine yield of each part of the plant body after 189 days of hydroponics of CjWT and CjHE4.
図29に示すように、養液栽培189日後のCjWT及びCjHE4’の植物体各部位のベルベリン含量は、実施例3におけるココピートを支持体とした養液栽培189日間のCjWTの各部位のベルベリン含量(図24参照)よりも高く、特に、茎、根茎は、日本薬局方が定める規格値「塩化ベルベリンとして4.2%以上(ベルベリンとして3.8%以上)」以上の値であった。また、図30に示すように、ベルベリン収量は、CjWT及びCjHE4’ともに根が最も高かった。 As shown in FIG. 29, the berberine content in each part of the plant body of CjWT and CjHE4 ′ after 189 days of hydroponics is the berberine content of each part of CjWT in 189 days of hydroponic culture using the cocopy as a support in Example 3. In particular, the stems and rhizomes were higher than the standard value determined by the Japanese Pharmacopoeia, “4.2% or more as berberine chloride (3.8% or more as berberine)”. In addition, as shown in FIG. 30, the berberine yield was highest in the roots of both CjWT and CjHE4 '.
(根茎のベルベリン含量及び収量)
図31は、CjWT及びCjHE4’の薬用部位である根茎のベルベリン含量、及び、ベルベリン収量の結果である。図31においては、かつての国内最大のオウレン生産地丹波地方で生産された生薬「黄連(基原:セリバオウレン、一般に丹波黄連とよばれる)」の文献値(薬用植物栽培と品質評価 Part1、厚生省薬務局監修、薬事日報社参照)とも比較した。
(Rberdrum berberine content and yield)
FIG. 31 shows the results of berberine content and berberine yield of rhizomes, which are medicinal sites of CjWT and CjHE4 ′. In FIG. 31, the literature value of herbal medicine “Huang Ren (base: Ceribaouren, generally called Tamba Hou Ren)” produced in Tamba region, which is the largest aurine producing area in Japan, (medical plant cultivation and quality evaluation Part1, Compared with the Ministry of Health and Welfare Pharmacy Supervision, Yakuji Nippo).
図31に示すように、本実施例のパミスサンドを支持体とする養液栽培では、わずか189日の栽培期間で、CjWT及びCjHE4’の根茎は、日本薬局方が定める規格値「塩化ベルベリンとして4.2%以上(ベルベリンとして3.8%以上)」を達成し、特にCjHE4’のベルベリン含量は、畑作5年の丹波黄連のベルベリン含量約7%に匹敵した。 As shown in FIG. 31, in the hydroponics using the pumice sand of the present example as a support, the rhizomes of CjWT and CjHE4 ′ are 4 standard berberine chlorides as defined by the Japanese Pharmacopoeia in just 189 days of cultivation. .2% (more than 3.8% as berberine) ", and the berberine content of CjHE4 'was comparable to the berberine content of Tanba Huangren, which is 5 years in the field.
セリバオウレンは、初期生育が遅いことが知られている。パミスサンドを支持体とする本実施例における養液栽培では、図24及び図25に示されるココピートを支持体とする実施例3における養液栽培189日のときのベルベリン含量及び収量と比較して、遥かに高い値を示している。図29に示すように、本実施例では、通常は生薬としない根においても、ベルベリン含量1.7%以上を達成し、根の利用方法を拡大する可能性がある。 Ceribaurene is known to have a slow initial growth. In the hydroponic culture in this example using the pumice sand as a support, compared with the berberine content and yield at the time of 189 days of hydroponic culture in Example 3 using the cocopyrt shown in FIGS. 24 and 25 as a support, It shows a much higher value. As shown in FIG. 29, in this example, even in roots that are not normally used as herbal medicines, there is a possibility that the berberine content is 1.7% or more and the use method of roots is expanded.
以上説明したように、本発明に係る栽培装置200及び栽培方法により、セリバオウレンのベルベリン生合成能に影響を及ぼすことなく、セリバオウレンの地上部及び地下部の生育が促進されるため、栽培期間の短縮、また、ベルベリン収量の増加が望める方法として優れていることが示された。 As explained above, the cultivation apparatus 200 and the cultivation method according to the present invention promote the growth of the above-ground part and the underground part of the cerberauren without affecting the berberine biosynthesis ability of the ceribauren, so the cultivation period is shortened. Moreover, it was shown that the method can be expected to increase the yield of berberine.
100 栽培装置
110 栽培容器
111 底面穴
112 かど穴
120 シート
130 礫片
140、150 支持体
160 植物体
170 養液槽
180 養液
200 栽培装置
210 栽培容器
211 養液槽
220 養液
230 給水シート
240 支持体
250 植物体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Cultivation apparatus 110 Cultivation container 111 Bottom hole 112 Corner hole 120 Sheet 130 Gravel pieces 140, 150 Support body 160 Plant body 170 Nutrient solution tank 180 Nutrient solution 200 Cultivation apparatus 210 Cultivation container 211 Nutrient tank 220 Nutrient solution 230 Water supply sheet 240 Support Body 250 Plant
Claims (4)
前記栽培容器が内設され、前記植物の生育を促進する養液が貯留可能な養液槽と、を備え、
前記栽培容器は、
当該栽培容器内に前記養液を流入させる底孔部と、
前記底孔部を塞ぐように敷設される前記養液が浸透可能なシートと、
前記シート上に敷設される礫片と、
前記礫片上に敷設され、前記シートを浸透した前記養液を吸収して保持可能な第1の支持体と、
前記第1の支持体上に、前記植物を支持するように敷設され、前記養液を吸収して保持可能な、第1の支持体よりも粒径の小さな第2の支持体と、を備え、
前記養液は、前記第1の支持体の全部又はその一部が埋没する高さまで貯留される、
ことを特徴とする栽培装置。 A cultivation container in which plants are planted and cultivated;
The cultivation container is provided, and includes a nutrient solution tank capable of storing a nutrient solution that promotes the growth of the plant,
The cultivation container is
A bottom hole for allowing the nutrient solution to flow into the cultivation container;
A sheet capable of penetrating the nutrient solution laid so as to close the bottom hole part;
Gravel pieces laid on the sheet;
A first support laid on the gravel piece and capable of absorbing and holding the nutrient solution penetrating the sheet;
A second support having a particle diameter smaller than that of the first support, which is laid on the first support so as to support the plant, and is capable of absorbing and holding the nutrient solution. ,
The nutrient solution is stored up to a height at which all or part of the first support is buried,
A cultivation apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の栽培装置。 The first support is laid to a height of approximately half of the cultivation container;
The cultivation apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の栽培装置。 The plant is a medicinal plant having an underground tissue as a main medicinal site,
The cultivation apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記植物を、温度:15℃〜28℃、湿度:15%〜100%、日照時間:12時間/日〜20時間/日で栽培する、
ことを特徴とする栽培方法。 A cultivation method for cultivating a plant using the cultivation apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The plant is cultivated at a temperature of 15 ° C. to 28 ° C., a humidity of 15% to 100%, a sunshine duration of 12 hours / day to 20 hours / day,
A cultivation method characterized by that.
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