JPH01243985A - 植物器官の培養法及びその培養槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は植物器官の大量培養法およびその培養槽に関す
る。

〔従来の技術〕

植物組繊の培養に用いる培養槽としては、例えば、通気
撹拌型培養槽、エアリフト型培養槽が利用されている他
、気相培養装置（特開昭５９−４５８７３号公報、特開
昭５９−４５８７９号公報）、回転ドラム型培養槽（Ｈ
，Ｔａｎａｋａら、バイオテクノロジー・アンド・バイ
オエンジニアリング、２５巻２３５９ページ、１９８３
年）、スピンフィルター型培養槽（Ｄ、Ｊ、５Ｌｙｅｒ
ら、ブレナム・プレス刊［ティッシュ−カルチャー・イ
ン・フォレストリー・アンド・アグリカルチャー」、１
１７ページ、１９８５年）などが知られており、主とし
て植物の細胞を培養する手段として利用されてきた。し
かし、植物の細胞が通常数量以下の集塊となり、まれに
２〜３　ｃｍ程度の集塊を形成することもある程度に過
ぎないのに対し、植物の器官、例えば根、茎葉、植物体
などを培養すると細胞と比較してはるかに大型に生長し
、通常でも数ｃｍ以上、時には数十ｃｍにも達すること
があるので、従来報告されている培養槽はいずれも培養
した植物器官が塊状になり、通気撹拌を行った場合には
植物器官が強い剪断応力を受けて生育が顕著に阻害され
るので、植物の器官を効率良く培養することは容易では
ない。わずかに、前記の培養装置の中で気相培養装置、
回転ドラム型培地装置、スピンフィルター型培養槽が良
好であろうと考えられている程度である。しかし、−ａ
に培養槽の建設費は非常に高価なので、植物の器官培養
のみのために培養槽を建設することは非常に効率がわる
いので、植物細胞と植物器官、時には微生物の培養に対
しても効率良（使用できることが望ましい。この点、従
来の培養槽で微生物、植物細胞、植物器官の培養に汎用
的に利用できる培養槽は開発されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の培養槽を用いた場合には、いずれの培養槽におい
ても良く生育した植物器官が塊状になることが多く、直
径数ｃｍから時には数＋１を超えることもある。このよ
うに生育した植物器官は、塊状になった内部にまで酸素
が供給されずに枯死してしまうので、植物器官を大量に
培養する上で大きな障害になっている。しかも、現在ま
でに知られている培養層では、培養される植物器官に対
して機械的な障害を与えずに植物器官を塊状にならない
ように効率良く培養する装置は知られていない。

（ｙＡ題を解決するための手段］ 本発明は、植物器官の集塊を撹拌機でほぐしながら培養
を行うことを特徴とする植物器官の培養方法及び植物器
官の集塊をほぐす撹拌機を設けた植物器官の培養槽に関
し、さらに撹拌羽根と邪魔端子とを交互に設けたことを
特徴とする植物器官の培養槽及び攪拌羽根と邪魔端子と
の間隙を植物器官の大きさとした植物器官の培養槽に関
する。

本発明の培養槽が第１図に例示される。撹拌機ｌは撹拌
端子２を有し、この端子は棒状、板状、その他種々の細
長い形状のものが用いられる。端子の数は任意でよいが
槽の大きさ植物器官のほぐしたい程度によって実験的に
求めることができる。

はぐし効果を高めるために邪魔部材を設けることが好ま
しく、例えば第１図の邪魔部材３が設けられる。

撹拌機と邪魔部材はお互いに接触しない位置に設けられ
、空間における撹拌端子と邪魔部材の端子４の最短距離
が凡そのほぐした植物器官の大きさとなる。

培養槽５には他に空気スパージャ−６、排気管７、移植
口８等が設けられる。

かかる装置を利用して培養を行う際、好ましくは１〜５
日毎にｌθ〜６０回／分の回転速度で２０分〜５時間作
動させる。

撹拌機は槽のどこに設けてもよく、作動させるとき以外
培養液から離しておける構造が特に好ましく、当業者で
あればこれらの改良型培養槽を容易に設計できる。

本発明の培養槽は植物器官の培養槽のみならず微生物の
大量培養槽として汎用的に使用することができる。

本発明の装置を用いて培養することにより植物器官の集
塊がほとんど形成されず、かつ損傷もほとんどなく培養
することができるので効率良く多量に植物器官を培養す
ることができる。

本発明に用いられる植物器官としては、一般にシダ類、
裸子植物、被子植物に分類される植物の器官であればい
ずれでも用いられるが、通常は、葉、茎、芽、生長点、
根、球根、胚などの植物器官があげられるが、特に大量
に培養することが本質的には可能であり、また大きな集
塊を形成する特性を有している根や茎葉が望ましい。

植物器官は固体あるいは液体培養して増殖した後、本発
明の植物器官はぐし装置を培養槽内に設置した培養装置
で培養する。もちろん、本発明の培養装置で培養して増
殖した後に、さらに本発明の培養装置に移植してさらに
培養を繰り返すこともできる。その際培養は例えば次の
ように行なう。

植物器官を培養増殖する培地の組成は基本的には植物組
織の培養に用いる培地であればいかなる培地でも利用す
ることができる。すなわち、培地としては、１０〜１０
０ｇ／ｌの糖、０．１〜１０ｍｇ／　１の植物ホルモン
類および窒素源、無機物、ビタミン類などをほどよく含
有するものであれば天然または合成培地のいずれでも用
いられる。

糖としては、シュークロース、グルコース、ラクトース
、マルトースなどが用いられる。

植物ホルモン類としては、オーキシン類（α−ナフタレ
ン酢酸、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸、インドール
酢酸、インドール醋酸など）、サイトカイニン類（カイ
ネチン、ベンジルアデニン、ゼアチン、４ＰＵなと）、
ジベレリン類（主としてＧＡ３ＧＡ４．　Ｇａ７など）
、アブサイシン酸、エチレンなどが用いられる。

窒素源としては、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸
アンモニウム、硝酸カルシウム、硫酸アン干ニウム、ア
ミノ酸類（グリシン、グルタミン酸、リジン、アスパラ
ギン酸など）、イーストエキス、肉エキス、ペプトンな
どが用いられる。

無機物としては、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化
マンガン、塩化ニッケル、塩化コバルト、塩化アルミニ
ウム、塩化鉄、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫
酸ニッケル、硫酸鉄、硫酸マンガン、硫酸チタン、硫酸
亜鉛、硫酸銅、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素
カリウム、ヨウ化カリウム、ホウ酸、モリブデン酸ナト
リウムなどが用いられる。

その他必要に応じて培地にビタミンＢ１、イノシトール
、塩酸ピリドキシン、ニコチン酸、塩酸チアミン、ビオ
チンなどを加えてもよい。

具体的な培地としてはムラシゲ・スクーグ氏培地、リン
スマイヤー・スクーグ氏培地、ホワイト氏培地、クツツ
ブ氏培地などが用いられる。

培養は温度ｌＯ〜３５°Ｃ１照度Ｏ〜２０，０００ルク
ス、ｐＨ３，５〜８．５で行い、培養時間は１０〜１０
０日間であることが多い。

植物器官の一般的な培養方法ならびに本発明の方法で植
物器官をほぐしながら培養する方法の工程を以下に示す
。

植物器官の培養には基本的には既知の方法が用いられる
。すなわち、−船釣には次のような手順で植物器官の造
成、増殖培養を行なう。まず、植物の葉、茎、根などの
組織を小片（５×５〜５０×５０　ａｍ　）に切断し、
表面を例えば次亜塩素酸ソーダ、エチルアルコールなど
で殺菌処理した後、無菌水で良く洗う。このように表面
殺菌した小片を滅菌固体培地に培地２〜１０−当り小片
１個の割合で置床後、１０〜３５°Ｃで２０〜５０日間
静置培養すると茎葉、根などの分化組織の塊が得られる
。かくして得られる分化組織の塊を滅菌した植物組織培
養用液体培地を含むフラスコまたは培養槽に移植し液体
培養する。液体培地での培養は、例えば３００ｄ容エル
レンマイヤーフラスコでは３０〜２００ｄ程度の液体培
地と培地１０〇−当り上記の組織塊を１〜５個を移植し
、１０〜３５°Ｃ１毎分６０〜２５０回転の振とう培養
を行なう。培養槽を用いる場合は、例えば３２容の培養
槽を用いる場合は１〜２！の培地と上記分化組織塊を培
地１００ｒｎＩ当り１から５個を培養槽に入れ、１０〜
３５°Ｃで毎分０．５〜３２の無菌空気を通気しつつ培
養する。このようなフラスコまたは培養槽による液体培
養により移植した分化組織がさらに生育して移植した量
の２から２０倍に生育したら、生育した分化組織を２〜
２０個に分割してフラスコあるいは培養槽を用いた液体
培地に上記の方法と同様に液体培地１００ｍ１当り分割
した組織を液体培地１００ｍ１当り１〜５個移植して同
一条件で培養する操作を繰り返して分化組織を増殖する
。

このような方法を初めとして、たとえば特開昭５４−４
０１３８．特開昭５５−１５７３４．特開昭５５−１１
８３１９．　　特開昭６１−３６０２２などの既知の方
法がそのまま利用できる。

前記培養によって得られる培養物を培養槽に移植し大量
培養する。

本発明に用いる植物器官はぐし装置の一例を第１図に示
す。

以下に実施例を示す。

〔発明の実施例〕

実施例１ ベラドンナの茎を約５ｃｍの長さに切り、７０％エチル
アルコールで２分間、次いで次亜塩素酸ナトリウム水溶
液（有効塩素量０．５％）で１００分殺菌した後に５〜
１０ｍｍの切片に切った。該切片を、第１表に示したム
ラシゲ・スクーグ培地にＮ−（２−クロロ−４−ピリジ
ル）Ｎ−フェニル尿素を培地１当り１■および寒天を培
地１当り８ｇの濃度で添加した培地１０ｍを含有する直
径２４価、長さ１２５１ＴＩＩ１１の試験管に移植し、
２２°Ｃ１２５００ルクス連続照切下３０日間培養した
。

培養３０日後、生育した組織を無菌的に取り出し、ピン
セットとメスを用いて組織から発生した根のみを無菌的
に採取した。これらの根を再度、第２表の組成を有する
新しく作成した培地１００−を含有するコニカルビーカ
ーに移植して、２２℃で３０日間培養し、生育した根の
塊を得た。この根の塊をピンセットとメスを用いて無菌
的に分割し、第１表の培地および前記と同様の培養方法
で継代増殖を繰り返して根のみを増殖させた。このよう
にして増殖した根を無菌的に取り出し、ピンセットとメ
スを用いて組織から発生した根のみを無菌的に採取した
。これらの根を第２表の組成のうちシュークロースを６
０．０ｇに変更し、さらにα−ナフタレン酢酸を０．３
■に変更した液体培地８を含有する１０容の本発明第１
図の培養槽に培養槽当りコニカルビーカー４本分を移植
して、２２°Ｃで４０日間第１図、器官はぐし装置を２
日に１回２時間づつ毎分３０回転でほぐし装置を運転し
て培養した。その結果、根が集塊を形成することなく分
枝増殖し、培養槽全体に均一に分散して生育し、培養槽
当り３７００ｇ　（乾燥型として２１０ｇ）に達した。

これに対し、はぐし装置を内蔵しない培養槽を用いた場
合は根が液面下に浮き上がり、培養槽内部に充満する形
に生育し、集塊内部の根は枯死するに至った。根の生育
看は培養槽当り２４００ｇ　（乾燥型として１３ｈ）に
すぎなかった。

１　゛　ムーシ゛・スクーグ　・１立ｌ硝酸アンモニウ
ム　　　　　　　８２５　　　■硝酸カリウム　　　　
　　　　　９５０　　　■塩化カルシウム・２水塩　　
　　２２０　　　■硫酸マグネシウム・７　水塩１Ｂ５
　　　ｍｇリン酸第−カリウム　　　　　　　８５　　
　■Ｎａ２・ＥＤＴＡ　・２水塩　　　　　　１８．６
５　　ｍｇ硫酸第一鉄・７水塩　　　　　　１３．９　
　ｍｇホ　　ウ　　酸　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３．１　　　ｍｇ硫酸マンガン・４水塩　　　　
　１１．１５　　■硫酸亜鉛・７水塩　　　　　　　　
４．３　　■ヨウ化カリウム　　　　　　　　　０．４
１５■モリブデン酸ソーダ・２水塩　　　０．１２５　
ｍｇ硫酸第−ｆ１０．０１２５■ 塩化コバルト　　　　　　　　　　０．０１．２５■ビ
タミン８１　　　　　　　　　　　０．２　　■イノシ
トール　　　　　　　　　５０．０　　■塩酸ピリドキ
シン　　　　　　　　０．２５　　■ニコチン酸　　　
　　　　　　　　０．２５　　■グリシン　　　　　　
　　　　　　１．００　　■シュークロース　　　　　
　　　　３０．０　　　ｇナフタレン酢酸　　　　　　
　　　０．１　　■２−　ムーシ゛・スクーグｌ立上 硫酸アンモニラｌｘ　　　　　　　　１，６５０　　　
■硝酸カリウム　　　　　　　　　１．９００　　　■
塩化カルシウム・２水塩　　　　４４０　　　■硫酸マ
グネシウム・７水塩３７０　　　■リン酸第−カリウム
　　　　　　　１７０　　　■Ｎａｇ　ＨＥＤＴＡ　・
２水塩　　　　　　　３７．３　　ｍｇ硫酸第一鉄・７
水塩　　　　　　　２７．８　　■ホ　　ウ　　酸　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．２　　■硫
酸マンガン・４水塩　　　　　　２２．３　　■硫酸亜
鉛・７水塩　　　　　　　　８．６　　ｍｇヨウ化カリ
ウム　　　　　　　　　０．８３■モリブデン酸ソーダ
・２水塩　　　０．２５■硫酸第一銅　　　　　　　　
　　　０．０２５ｍｇ塩化コバルト　　　　　　　　　
　　０．０２５■ビタミン８１　　　　　　　　　　　
０．４０■イノシトール　　　　　　　　　１００　　
　ｒｎｇ塩酸ピリドキノン　　　　　　　　　０．５０
■ニコチン酸　　　　　　　　　　　０．５０　ｍｇグ
リシン　　　　　　　　　　　　２．００　ｍｇシュー
クロース　　　　　　　　　３０．０　　ｇ〔発明の効
果〕 本発明装置で植物器官を培養することにより、従来の培
養法では集塊を形成することが多く培養効率の低下の原
因となっていた問題点が解決され、植物器官を培養槽内
に分散させながら均一に効率よく培養することができる
。本発明の装置は微生物の培養装置としても有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の培養槽の１例を示す。 １・・・撹拌機、２・・・端子、３・・・邪魔部材、４
・・・端子、５・・・培養槽、６・・・空気スパージャ
−１７・・・排気管、８・・・移植口。 出願人　株式会社ピーシ−シーテクノロジー代理人　弁
理士　平　木　祐　輔 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）植物器官の集塊を撹拌機でほぐしながら培養を行
   うことを特徴とする植物器官の培養方法。
2. （２）植物器官の集塊をほぐす撹拌機を設けた植物器官
   の培養槽。
3. （３）撹拌羽根と邪魔端子とを交互に設けたことを特徴
   とする植物器官の培養槽。
4. （４）攪拌羽根と邪魔端子との間隙を植物器官の大きさ
   とすることを特徴とする請求項２又は３記載の培養槽。