JP7313832B2 - ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置 - Google Patents

ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7313832B2
JP7313832B2 JP2019017684A JP2019017684A JP7313832B2 JP 7313832 B2 JP7313832 B2 JP 7313832B2 JP 2019017684 A JP2019017684 A JP 2019017684A JP 2019017684 A JP2019017684 A JP 2019017684A JP 7313832 B2 JP7313832 B2 JP 7313832B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
yellow
culture
haptoalgae
illumination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019017684A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020124143A (ja
Inventor
茂 松永
博康 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2019017684A priority Critical patent/JP7313832B2/ja
Priority to CN202080012126.4A priority patent/CN113366101B/zh
Priority to PCT/JP2020/003963 priority patent/WO2020162407A1/ja
Priority to EP20753257.3A priority patent/EP3922713A4/en
Priority to TW109103268A priority patent/TWI841673B/zh
Publication of JP2020124143A publication Critical patent/JP2020124143A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7313832B2 publication Critical patent/JP7313832B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M31/00Means for providing, directing, scattering or concentrating light
    • C12M31/02Means for providing, directing, scattering or concentrating light located outside the reactor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02Photobioreactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M31/00Means for providing, directing, scattering or concentrating light
    • C12M31/10Means for providing, directing, scattering or concentrating light by light emitting elements located inside the reactor, e.g. LED or OLED
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12Unicellular algae; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

本開示は、ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置に関する。
特許文献1には、藻類に人工光を照射して増殖を促進させる藻類培養方法が記載されている。この藻類培養方法では、赤色光を藻類に照射する赤色光照射手順と、青色光を藻類に照射する青色光照射手順と、からなる照射サイクルを一定期間内に少なくとも2サイクル以上行われる。
特開2015-128448号公報
特許文献1に記載の藻類培養方法に挙げられている赤色光又は青色光をハプト藻に照射して培養した場合、ハプト藻は増殖するものの、短期間で減少することが確認された。本開示は、ハプト藻の長寿命化を図ることができる培養方法及び培養装置を提供することを目的とする。
本発明者は、黄色光と黄色以外の可視光とを共にハプト藻に照射した場合、光照射による培養開始から個体数が減少するまでの期間が、黄色以外の可視光のみを照射した場合と比較して長くなることを見出した。
上記知見に基づき、本開示に係るハプト藻の培養方法は、ハプト藻を含む培養液に対し、黄色光と黄色以外の可視光とを共に照射するステップを有する。このハプト藻の培養方法によれば、ハプト藻は、黄色光と黄色以外の可視光とを受光して増殖する。これにより、黄色以外の可視光のみを照射した場合と比較して、この培養方法は、ハプト藻の長寿命化を図ることができる。
一実施形態においては、ハプト藻はPavlova lutheriであってもよい。この場合、Pavlova lutheriの長寿命化を図ることができる。
本開示の他の側面に係るハプト藻の培養装置は、ハプト藻を含む培養液を貯留する培養槽と、培養槽内の培養液に対して黄色光を照射する第1光源と、培養槽内の培養液に対して黄色以外の可視光を照射する第2光源と、を備える。このハプト藻の培養装置によれば、ハプト藻は、培養槽の培養液内で培養される。ハプト藻は、第1光源から照射される黄色光と、第2光源から照射される黄色以外の可視光とを共に受光して増殖する。これにより、黄色以外の可視光のみを照射した場合と比較して、この培養装置は、ハプト藻の長寿命化を図ることができる。
一実施形態に係るハプト藻の培養装置は、黄色光及び可視光が共に培養液に照射されるように第1光源及び第2光源を制御する制御部をさらに備えてもよい。この場合、培養液内のハプト藻は、制御部の制御に基づき照射される第1光源からの黄色光と第2光源からの黄色以外の可視光とを共に受光することができる。
一実施形態においては、ハプト藻はPavlova lutheriであってもよい。この場合、Pavlova lutheriの長寿命化を図ることができる。
本開示によれば、ハプト藻の長寿命化を図ることができる。
図1は、実施形態に係る培養装置を示す全体斜視図である。 図2は、Pavlova lutheriの吸収スペクトルを示すグラフである。 図3は、波長域の異なる光で培養したときのPavlova lutheriの細胞密度の時間変化を示すグラフである。 図4は、実施例及び比較例に係るPavlova lutheriの細胞密度の時間変化を示すグラフである。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明及び各図面において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
(ハプト藻)
本実施形態に係る培養方法は、ハプト藻を効率的に増殖させ、増殖したハプト藻の長寿命化を図る方法である。培養対象であるハプト藻は、エビやカニなどの甲殻類、アサリやアカガイなどの貝類の種苗に対して栄養価の高い餌料となる藻類である。ハプト藻としては、例えば、Pavlova lutheri、Isochrysis galbana、Isochrysis sp.などが挙げられる。
(ハプト藻の培養装置)
図1は、実施形態に係る培養装置を示す全体斜視図である。本実施形態の培養方法は、例えば、図1に示す培養装置1によって実施される。図1に示す培養装置1は、ハプト藻2を培養する装置である。培養装置1は、培養槽10と、第1照明20と、第2照明21と、水中照明22と、制御部30と、通気部40とを備える。培養槽10は、ハプト藻2及び培養液3を貯留する容器である。培養液3は、培養対象であるハプト藻2の生育環境に適した水である。培養液3は、例えば、海水より窒素やリンなどの栄養塩を多く含む水である。ハプト藻2は、培養液3中で光合成を行い増殖する。
培養槽10は、例えば、上方が開放された箱型の空間を内部に画成する。培養槽10は、内部においてハプト藻2及び培養液3を貯留し、水面4を形成する。培養槽10は、内部の下端に底面11を有する。
第1照明20及び第2照明21は、培養槽10内のハプト藻2及び培養液3に向けて光を照射する。第1照明20及び第2照明21は、例えば、水面4の上方に配置される。第1照明20及び第2照明21は、発光面を培養槽10の底面11に向けて光を照射する。
第1照明20は、培養槽10内の培養液3に対して黄色光を照射する。黄色光とは、実質的に波長域が500nm以上620nm以下の光である。波長域とは、光のピーク波長が存在する波長の範囲である。黄色光の波長域の上限値は、600nmであってもよい。黄色光の波長域の下限値は、540nmであってもよい。黄色光の波長域の下限値は、550nmであってもよい。ここで、黄色光は、例えば、ピーク波長の半値幅が上記のいずれかの波長域内に入る光としてもよい。第1照明20は、例えば、基板上に固定された複数個の黄色のLED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)で構成され、片面に発光面を有する面光源である。
第2照明21は、培養槽10内の培養液3に対して黄色以外の可視光を照射する。黄色以外の可視光とは、実質的に波長域が500nm未満又は620nmより長い可視光である。黄色以外の可視光は、600nmより長い波長域の可視光であってもよい。黄色以外の可視光は、540nm未満の波長域の可視光であってもよい。黄色以外の可視光は、550nm未満の波長域の可視光であってもよい。ここで、黄色以外の可視光は、例えば、ピーク波長の半値幅が上記のいずれかの波長域内に入る光としてもよい。第2照明21は、例えば、基板上に固定された複数個のLEDで構成され、片面に発光面を有する面光源である。
水中照明22は、培養槽10内に配置され、培養槽10内のハプト藻2及び培養液3に向けて光を照射する。水中照明22は、例えば、底面11から上方に延在した足場23の上端に配置される。水中照明22は、水面4及び底面11から離間して培養液3中に配置される。水中照明22は、底面11に平行な平面に沿って配置される。水中照明22は、両面の発光面を水面4及び底面11に向けて配置される。
水中照明22は、黄色光又は黄色以外の可視光を照射する。水中照明22における黄色光の波長域は、第1照明20における黄色光の波長域と同一である。水中照明22における黄色以外の可視光の波長域は、第2照明21における黄色以外の可視光の波長域と同一である。水中照明22は、例えば、基板上に固定された複数個のLEDで構成された2つのLED板の基板同士を貼り合わせて構成され、両面に発光面を有する面光源である。
水中照明22は、例えば、透光性を有する樹脂部材によって被覆される。水中照明22は、培養液3内に配置されることから、防水処理が施される。第1照明20、第2照明21又は水中照明22は内部に電源を有している。第1照明20、第2照明21又は水中照明22の電力は、配線などによって外部電源から供給されてもよい。
制御部30は、黄色光及び黄色以外の可視光が共に培養液3に照射されるように、第1照明20、第2照明21及び水中照明22を制御する。制御部30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。制御部30は、第1照明20、第2照明21及び水中照明22と接続される。制御部30は、第1照明20、第2照明21及び水中照明22がそれぞれ光を照射するタイミングを制御する。
制御部30は、例えば、第1照明20(第1光源の一例)による黄色光と、第2照明21(第2光源の一例)による黄色以外の可視光とがそれぞれ同時に培養槽10内に照射されるよう制御する。制御部30は、水中照明22(第1光源の一例)による黄色光と、第2照明21(第2光源の一例)による黄色以外の可視光とがそれぞれ同時に培養槽10内に照射されるよう制御してもよい。制御部30は、第1照明20(第1光源の一例)による黄色光と、水中照明22(第2光源の一例)による黄色以外の可視光とがそれぞれ同時に培養槽10内に照射されるよう制御してもよい。
制御部30は、第1照明20及び水中照明22の組み合わせ(第1光源の一例)による黄色光と、第2照明21(第2光源の一例)による黄色以外の可視光とがそれぞれ同時に培養槽10内に照射されるよう制御してもよい。制御部30は、第1照明20(第1光源の一例)による黄色光と、第2照明21及び水中照明22の組み合わせ(第2光源の一例)による黄色以外の可視光とがそれぞれ同時に培養槽10内に照射されるよう制御してもよい。
制御部30は、第1照明20、第2照明21又は水中照明22の波長及び強度を制御してもよい。制御部30において制御される波長及び強度は、培養槽10内のハプト藻2の密度、増殖速度又は培養日数などに基づき設定される。制御部30は、設定された波長及び強度に基づき、第1照明20、第2照明21又は水中照明22を制御する。
通気部40は、二酸化炭素及び酸素を含む気体41を底面11から水面4に向かって通気させる。気体41は、二酸化炭素及び酸素を含む。ハプト藻2は、培養液3内を通気する二酸化炭素を用いて光合成を行い、酸素を用いて呼吸を行う。通気部40は、空気ボンベ42、供給管43、及び放出管44を有する。空気ボンベ42は、二酸化炭素及び酸素を含む気体41を格納する。空気ボンベ42は、空気ポンプであってもよい。供給管43は、一端を空気ボンベ42と接続し、他端を放出管44と接続する。供給管43は、例えばシリコンチューブからなる。供給管43は、空気ボンベ42から所定の量の気体41を取得する。供給管43は、取得した気体41を放出管44に供給する。
放出管44は、底面11上に配置される。放出管44は、長尺状の管部材である。放出管44は、例えば、塩化ビニル管からなる。放出管44は、内部に管路45を画成し、上部に所定の間隔で複数の***46を有する。複数の***46は、培養槽10内と管路45とを連通する。放出管44において、供給管43から放出管44に供給された気体41は、管路45を通り、複数の***46から培養槽10内へと放出される。
供給管43が空気ボンベ42から取得する気体41の量、放出管44の大きさ、管路45及び***46の断面の形状及び大きさ、並びに放出管44における***46の配置間隔は、ハプト藻2の密度、増殖速度又は培養日数などに応じて適宜設定される。制御部30は、通気部40を制御してもよい。制御部30は、例えば、培養液3内を通気する気体41の量及び供給速度を制御する。通気部40により培養液3内に気体41が通気されることで、培養槽10内を循環する水流が生起される。これにより、ハプト藻2が水流に沿って移動することで個体間の受光量の偏りが抑制される。
(ハプト藻の培養方法)
次に、ハプト藻2の培養方法について説明する。培養槽10内にハプト藻2と培養液3が貯留される。制御部30の制御に基づき、通気部40は、培養液3内に気体41を通気させる。通気部40により培養槽10内を循環する水流が生起され、ハプト藻2は水流に沿って培養槽10内を移動する。制御部30の制御に基づき、第1照明20又は水中照明22による黄色光と、第2照明21又は水中照明22による黄色以外の可視光とが、培養槽10に貯留された培養液3内のハプト藻2に共に照射される。これにより、ハプト藻2は、黄色光及び黄色以外の可視光を共に受光することで、光合成を行い増殖する。
(実施形態のまとめ)
黄色光のみをハプト藻2に照射して培養してもハプト藻2を増殖させることはできない。黄色以外の可視光をハプト藻2に照射することにより、ハプト藻2を増殖させることができるもののハプト藻2は短期間で減少してしまう。黄色以外の可視光とハプト藻2の増殖に寄与しない黄色光とを組み合わせて培養することにより、ハプト藻2を増殖させることができ、ハプト藻2が短期間で減少する現象が改善される。本実施形態に係るハプト藻2の培養方法及び培養装置1によれば、黄色光と黄色以外の可視光とを共に照射することにより、ハプト藻2の長寿命化を図ることができる。
(変形例)
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。例えば、培養槽10の側面及び底面11は、例えば、第1照明20、第2照明21又は水中照明22以外の光が培養液3に入射しないように、外部からの光を遮光する構造を有してもよい。
また、培養装置1は、第1照明20を備えなくてもよい。この場合、黄色光を照射する光源として、水中照明22を用いる。培養装置1は、第2照明21を備えなくてもよい。この場合、黄色以外の可視光を照射する光源として、水中照明22を用いる。培養装置1は、第1照明20及び第2照明21を備えなくてもよい。この場合、水中照明22は、黄色光及び黄色以外の可視光を共に照射する。培養装置1は、水中照明22を備えなくてもよい。この場合、黄色光を照射する光源として、第1照明20が用いられ、黄色以外の可視光を照射する光源として、第2照明21が用いられる。第1照明20又は第2照明21は、培養槽10の側面又は底面11の方から光を照射するように配置されてもよい。
培養装置1は、制御部30を備えなくてもよい。この場合、第1照明20、第2照明21若しくは水中照明22による光照射の制御、又は、通気部40における気体41の通気量若しくは供給速度の制御は、作業員により行われてもよい。本開示の培養方法は、ハプト藻2と類似する吸光度の特徴を有する他の植物プランクトンに適用してもよい。他の植物プランクトンは、例えば、黄色光の波長域において吸光度が低いプランクトンである。培養方法は、黄色以外の可視光の照射によりハプト藻が増殖した後において、黄色光を照射するようにしてもよい。
以下、本開示に係る方法及び装置の効果を検証するために実施した種々の実験について説明する。なお、本開示は、以下の実験に限定されるものではない。以下の実験では、ハプト藻2の一例としてPavlova lutheriを用いた。
(Pavlova lutheriの吸収スペクトル)
Pavlova lutheriの吸収スペクトルを吸光光度分析によって測定した。光源、オパールグラス、試料セル、及び分光検出器を順に一直線に並べた装置を用いた。Pavlova lutheriと水とを試料セルに格納し、散乱光を試料セルに照射し、試料セルを透過した光を波長ごとに検出することで、Pavlova lutheriの吸収スペクトルを得た。測定条件は以下の通りである。
試料:Pavlova lutheri及び水 1500×10 Cells/ml
光源:タングステンランプ光源(波長域:350nm以上3000nm以下(連続発光))
試料セルの光路長:1cm
分光検出器:浜松ホトニクス社製マルチチャネル分光測定器(PMA)、リニアCCDアレイ方式
比較対象として水のみを試料セルに格納し、上記の測定条件にて水の吸収スペクトルを得た。結果を図2に示す。
図2は、Pavlova lutheriの吸収スペクトルを示すグラフである。図2の横軸は波長(nm)、縦軸は吸光度である。図2は、後述の実施例で用いた光源から照射される赤色光、黄色光、緑色光、青色光、及び白色光のピーク波長の半値幅を示している。赤色光のピーク波長は655nmであり、半値幅は645nm以上670nm以下の範囲である。黄色光のピーク波長は568nmであり、半値幅は510nm以上620nm以下の範囲である。緑色光のピーク波長は530nmであり、半値幅は515nm以上545nm以下の範囲である。青色光のピーク波長は447.5nmであり、半値幅は440nm以上460nm以下の範囲である。白色光のピーク波長は440nm及び570nmであり、短波長側ピークの半値幅は430nm以上460nm以下の範囲であり、長波長側ピークの半値幅は520nm以上650nm以下の範囲である。
図2に示すように、水の吸光度は、350nm以上800nm以下の波長の範囲において0付近で推移した。これにより、水が吸収スペクトルへ与える影響は小さいことが確認された。Pavlova lutheriの吸光度は、青色光又は赤色光の波長域周辺においてピークを有する結果となった。つまり、Pavlova lutheriは、青色光又は赤色光の波長域周辺の光を吸収しやすいことが確認された。この結果は、青色光又は赤色光の波長域周辺の光を用いた方が、黄色光又は緑色光を用いるよりもPavlova lutheriの光合成を効率良く行えることを示唆している。
(黄色光によるPavlova lutheriの増殖抑制効果の確認)
Pavlova lutheriの細胞密度の時間変化を照射光の色ごとに測定した。照射光は、赤色光、黄色光、緑色光及び青色光を用いた。赤色光、黄色光、緑色光及び青色光のピーク波長及び半値幅は、前述の通りである。照射光の色ごとに培養装置1を用意した。第1照明20及び第2照明21を用いず、水中照明22のみを用いて光を照射した。培養条件は以下のとおりである。
培養槽10の大きさ(内寸):幅309mm、奥行439mm、高さ300mm
培養液3の水深:180mm
通気部40の気体41の通気量:毎分8L
照射光の強度:100μmolm-2-1(培養日数0~7日)、330μmol/m-2-1(培養日数8日目以降)
上記の培養条件で培養されたPavlova lutheriの細胞密度を培養日数ごとに測定した。Pavlova lutheriの細胞密度は、培養槽10内から10μLの培養液3を採取し、ワンセルカウンター(ディスポ形血球計算版)によって測定した。この測定を4回繰り返し、その平均を算出し、その日の培養液3中のPavlova lutheriの細胞密度とした。結果を図3に示す。
図3は、波長域の異なる光で培養したときのPavlova lutheriの細胞密度の時間変化を示すグラフである。図3の横軸は培養日数(日)、縦軸は、Pavlova lutheriの細胞密度(×10 Cells/ml)である。培養を開始した日を0日目とした。図3に示す各グラフは、Pavlova lutheriが赤色光、黄色光、緑色光又は青色光のいずれか1つの光を受光して培養された場合において、光ごとのPavlova lutheriの細胞密度をプロットし、各データ点間の推定の細胞密度を近似線で表したものである。
図3に示すように、赤色光、黄色光、緑色光又は青色光のうち、Pavlovalutheriの個体数を最も増加させることができた光は、赤色光であることが確認された。図2に示したように、赤色光はPavlova lutheriが吸収しやすい光である。つまり、赤色光を用いることで、Pavlovalutheriは、多くの光を吸収して活発に光合成した結果、個体数が増加したと予想される。
しかしながら、Pavlova lutheriが吸収しやすい光である青色光で培養した場合には、個体数は、赤色光ほど増殖せず、むしろ、吸光度がより低い緑色光よりも増殖しなかった。この結果は、吸光度以外にもPavlova lutheriの増殖の要因が存在することを示唆している。考えられる1つの要因は、光透過率である。Pavlova lutheriが存在する培養槽10の光透過率は、黄色光、赤色光、緑色光、青色光の順に高い。青色光は、他の色の光と比べて透過率が極端に小さい。つまり、青色光は、Pavlova lutheriが吸収しやすい光であるものの、本実験環境のように大規模な培養槽においてはPavlova lutheriに届きにくい光であるため、緑色光よりも個体数の増殖に寄与しなかったと推測される。
そして、図3に示すように、黄色光は、照射したにもかかわらず殆どPavlovalutheriの増殖に寄与しないことが確認された。上述の通り、黄色光は、Pavlova lutheriが吸収しやすい光ではないものの、最も透過率が高い光である。このため、黄色光は、Pavlova lutheriに届いていないためにPavlova lutheriの増殖に寄与しなかったとは考えにくい。顕微鏡で確認したところ、Pavlova lutheriは、活発に活動しており、光合成をしていることが示唆された。そうすると、Pavlova lutheriは光合成を行いつつ増殖していない状況であると言える。つまり、黄色光は、Pavlova lutheriの活動に必要なエネルギーを与えつつ増殖には寄与しない(増殖を抑えている)という、他の光には無い異質な効果を奏することが確認された。
黄色光のみに増殖抑制効果があることから、Pavlova lutheriを増殖させるためには、黄色以外の可視光(例えば、赤色光、緑色光、青色光又は白色光など)を照射する必要があると言える。ただし、赤色光、緑色光又は青色光によって増殖したPavlova lutheriは、いずれも培養日数の経過とともに減少することが確認された。Pavlova lutheriの個体数は、青色光で増殖させた場合には17日目に0となり、緑色光で増殖させた場合には20日目に0となった。Pavlova lutheriの個体数は、赤色光で増殖させた場合にも23日目に大きく個体数が減少しており、数日以内に0となることが予想された。このように、赤色光、緑色光及び青色光は、Pavlova lutheriを増殖させることができるものの、増殖したPavlovalutheriの個体数を一週間程度しか維持させることができず、その後、個体数は急激に減少することが確認された。
(黄色光及び黄色以外の可視光によるPavlova lutheriの長寿命化効果の確認)
実施例として、培養装置1を用いて黄色光及び黄色以外の可視光でPavlovalutheriを培養し、細胞密度の時間変化を測定した。黄色以外の可視光の一例として白色光を用いた。黄色光及び白色光のピーク波長及び半値幅は、前述の通りである。水中照明22を用いて黄色光を照射し、第2照明21を用いて白色光を照射した。培養条件は以下のとおりである。
培養槽10の大きさ:幅309mm、奥行439mm、高さ300mm
培養液3の水深:180mm
通気部40の気体41の通気量:毎分8L
黄色光の強度:80μmolm-2-1(水中照明22からの黄色光を水中照明22の上方60mmにおいて測定)
白色光の強度:200μmolm-2-1(第2照明21からの白色光を水面上で測定)
上記の培養条件で培養されたPavlova lutheriの細胞密度を培養日数ごとに前述の方法で測定した。
比較例として、別の培養装置1を用いて白色光のみでPavlova lutheriを培養し、細胞密度の時間変化を測定した。第2照明21を用いて白色光を照射した。比較例において照射しない黄色光を除く培養条件及び細胞密度の測定方法は、実施例と同一とした。結果を図4に示す。
図4は、実施例及び比較例に係るPavlova lutheriの細胞密度の時間変化を示すグラフである。図3の横軸は培養日数(日)、縦軸は、Pavlova lutheriの細胞密度(×10 Cells/ml)である。培養を開始した日を0日目とした。図4に示す各グラフは、実施例及び比較例に係るPavlova lutheriの細胞密度をプロットし、各データ点間の推定の細胞密度を近似線で表したものである。
図4に示すように、比較例に係るPavlova lutheriの細胞密度は、図3に示される黄色以外の他の可視光と同様に、培養開始から短期間で増加するが、7日目から培養日数の経過とともに減少した。具体的には、7日目から細胞密度の増加が鈍化し、細胞密度は7日目から19日目まで800~1000(×10 Cells/ml)を維持した。19日目を経過すると、細胞密度は減少した。Pavlova lutheriの個体数が800(×10 Cells/ml)以上となった期間は、12日間であった。
これに対して、実施例に係るPavlova lutheriは、比較例と比較して培養開始からの増殖速度はやや小さいが、安定して増殖することが確認された。具体的には、細胞密度は22日目まで増加した。22日目から細胞密度の増加が鈍化し、細胞密度は22日目から39日目まで1100~1500(×10 Cells/ml)を維持した。39日目を経過すると、細胞密度は減少した。Pavlova lutheriの個体数が800(×10 Cells/ml)以上となった期間は、28日間であった。
このように、実施例では、光照射による培養開始から個体数が急激に減少するまでの期間が39日間であり、比較例の19日間と比較して長くなることが確認された。実施例では、細胞密度の最大値を維持した期間が17日間であり、比較例の12日間と比較して長くなることが確認された。実施例では、800(×10 Cells/ml)以上となった期間が28日間であり、比較例の12日間と比較して長くなることが確認された。このように、実施例に係る培養方法によれば、比較例に係る方法と比較して、評価したすべての期間が長くなることが確認された。よって、実施例に係る培養方法によれば、比較例に係る方法と比較して、Pavlova lutheriなどのハプト藻の長寿命化を図ることができることが確認された。
さらに実施例では、細胞密度の最大値が1100~1500(×10 Cells/ml)であり、比較例の800~1000(×10 Cells/ml)と比較して増加した。このように、実施例に係る培養方法によれば、比較例に係る方法と比較して、Pavlova lutheriの細胞密度の最大値を増加させることができることが確認された。
1…培養装置、2…ハプト藻、3…培養液、4…水面、10…培養槽、11…底面、20…第1照明、21…第2照明、22…水中照明、23…足場、30…制御部、40…通気部、41…気体、42…空気ボンベ、43…供給管、44…放出管、45…管路、46…***。

Claims (4)

  1. 黄色光を照射する第1光源と黄色以外の可視光を照射する第2光源とを用意するステップと、
    ハプト藻を含む培養液に対し、前記第1光源による前記黄色光と前記第2光源による前記可視光とを共に照射するステップと、を有し、
    前記照射するステップにおける前記黄色光及び前記可視光のそれぞれの波長及び強度は、ハプト藻の密度、増殖速度又は培養日数に基づき設定される、
    ハプト藻の培養方法。
  2. 前記ハプト藻はPavlova lutheriである、請求項1に記載のハプト藻の培養方法。
  3. ハプト藻を含む培養液を貯留する培養槽と、
    前記培養槽内の前記培養液に対して黄色光を照射する第1光源と、
    前記培養槽内の前記培養液に対して黄色以外の可視光を照射する第2光源と、
    前記黄色光及び前記可視光が共に前記培養液に照射されるように前記第1光源及び前記第2光源をそれぞれ制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、ハプト藻の密度、増殖速度又は培養日数に基づき前記黄色光及び前記可視光のそれぞれの波長及び強度を設定する、
    ハプト藻の培養装置。
  4. 前記ハプト藻はPavlova lutheriである、請求項3に記載のハプト藻の培養装置。
JP2019017684A 2019-02-04 2019-02-04 ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置 Active JP7313832B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019017684A JP7313832B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置
CN202080012126.4A CN113366101B (zh) 2019-02-04 2020-02-03 定鞭藻的培养方法、及定鞭藻的培养装置
PCT/JP2020/003963 WO2020162407A1 (ja) 2019-02-04 2020-02-03 ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置
EP20753257.3A EP3922713A4 (en) 2019-02-04 2020-02-03 CELL CULTURE DEVICE AND HAPTOPHYTE CULTURE DEVICE
TW109103268A TWI841673B (zh) 2019-02-04 2020-02-03 定鞭藻之培養方法、及定鞭藻之培養裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019017684A JP7313832B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020124143A JP2020124143A (ja) 2020-08-20
JP7313832B2 true JP7313832B2 (ja) 2023-07-25

Family

ID=71947271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019017684A Active JP7313832B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3922713A4 (ja)
JP (1) JP7313832B2 (ja)
CN (1) CN113366101B (ja)
WO (1) WO2020162407A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002315569A (ja) 2001-04-24 2002-10-29 Tokai Sangyo Kk 藻類の培養方法
WO2005102031A1 (ja) 2004-04-20 2005-11-03 Technical Office Ltd. 藻類の促成栽培装置と栽培方法
JP2011030463A (ja) 2009-07-30 2011-02-17 Toyoda Gosei Co Ltd 水中用照明とこれを用いた養殖装置
JP2015510768A (ja) 2012-03-16 2015-04-13 フォアライト,エルエルシー 光合成生物の培養および/または増殖の方法および材料

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013021676A1 (ja) 2011-08-05 2013-02-14 昭和電工株式会社 植物栽培方法及び植物栽培装置
CN105814186A (zh) * 2013-12-09 2016-07-27 电源开发株式会社 藻类培养装置及藻类培养***
CN105873847B (zh) * 2014-01-06 2018-01-16 三菱电机株式会社 乘客输送机用梯级脱落检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002315569A (ja) 2001-04-24 2002-10-29 Tokai Sangyo Kk 藻類の培養方法
WO2005102031A1 (ja) 2004-04-20 2005-11-03 Technical Office Ltd. 藻類の促成栽培装置と栽培方法
JP2011030463A (ja) 2009-07-30 2011-02-17 Toyoda Gosei Co Ltd 水中用照明とこれを用いた養殖装置
JP2015510768A (ja) 2012-03-16 2015-04-13 フォアライト,エルエルシー 光合成生物の培養および/または増殖の方法および材料

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RA C. H. et al.,Effects of light-emitting diode (LED) with a mixture of wavelengths on the growth and lipid content,Bioprocess and Biosystems Engineering,2018年,Vol. 41, p.457-465
矢後 貴英 他,断続照射光の波長の違いがハプト藻Isochrysis galbanaの増殖と脂肪酸組成へ与える効果,日仏海洋学会学術研究発表会講演要旨集,2008年,Vol.2008, p.4
石川 卓 他,白色発光ダイオード(LED)を用いた餌料用微細藻類の培養,Journal of Fisheries Technology,2012年,Vol.4, No.2, p.51-55

Also Published As

Publication number Publication date
TW202045712A (zh) 2020-12-16
EP3922713A1 (en) 2021-12-15
CN113366101B (zh) 2024-05-03
JP2020124143A (ja) 2020-08-20
CN113366101A (zh) 2021-09-07
WO2020162407A1 (ja) 2020-08-13
EP3922713A4 (en) 2022-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5961251B2 (ja) 光合成微生物の培養のための閉じた環境での光バイオリアクター
RU2504143C2 (ru) Способ и устройство для использования светоизлучающих диодов в парнике
WO2010116946A1 (ja) 微細藻類の培養装置
JP2010536156A5 (ja)
KR101489510B1 (ko) 해조류의 대량 양식을 위한 광합성에 필요한 광원 장치,해조류 양식을 위한 지지체, 심해수 공급 펌프
JP6810312B2 (ja) 生物成長範囲に合わせた照明の可能な生物育成システム及び生物育成用照明装置
KR101373891B1 (ko) Led 조합광원의 광질과 광도 조절이 가능한 식물 재배 장치
JP2023514244A (ja) 最適化された照明装置を有するリアクター
EP3120692B1 (en) Plant cultivation apparatus
JP7313832B2 (ja) ハプト藻の培養方法、及びハプト藻の培養装置
JP5658938B2 (ja) 藻類培養装置
US20090303706A1 (en) Wave length light optimizer for human driven biological processes
US20140113362A1 (en) Closed Algae Cultivation System
TWI841673B (zh) 定鞭藻之培養方法、及定鞭藻之培養裝置
JP2020018210A (ja) 栽培システム
KR101975457B1 (ko) 내부광 유닛 및 이를 구비하는 미세조류 배양장치
KR101190586B1 (ko) 광합성 미생물 광배양 실험장치
JP2013158317A (ja) 完全制御型植物工場における植物栽培装置及び植物栽培方法
KR20160081301A (ko) Led 광원위치 제어를 이용한 간편 미세조류 배양기
US20120164722A1 (en) Lighting apparatus for a bioreactor to enhance biological material growth
KR20220094440A (ko) 부착성 규조류 광배양 장치
CN107779384A (zh) 一种空间微藻光照***
EP4043543A1 (en) Artificial lighting system for the lighting of a photobioreactor
JP7397612B2 (ja) 照明装置、植物への光照射設備及び植物への光照射方法
TWI440429B (zh) 光生化反應系統

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221114

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230509

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7313832

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150