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光合成微生物機能およびフォトバイオリアクターの開発に関する総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 05304010
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生物・生体工学
研究機関広島大学

研究代表者

永井 史郎  広島大学, 工学部, 教授 (70013307)

研究分担者 柿薗 俊英  広島大学, 工学部, 助手 (00214255)
岸本 道雅 (岸本 通雅)  東京理科大学, 基礎工学部, 助教授 (00144436)
宮本 和久  大阪大学, 薬学部, 教授 (30028849)
小川 隆平  熊本工業大学, 工学部, 教授 (40029244)
西尾 尚道  広島大学, 工学部, 教授 (30034383)
佐々木 健  広島電機大学, 工学部, 教授 (80140565)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
28,300千円 (直接経費: 28,300千円)
1994年度: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
1993年度: 15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
キーワードフォトバイオリアクター / 炭酸ガス固定化 / 窒素酸化物(NO) / 好熱性ラン藻の遺伝子 / 藻体の油化 / カロテノイド生産 / プロトプラスト融合 / 溶存酸素 / エチレン生成酵素遺伝子 / 除草剤耐性変異 / アスタキサンチン / 炭酸ガス固定 / Spirulina platensis / 緑藻 / Rhodobacter sphaeroides / クロマトホア / 5-アミノレブリン酸
研究概要

光合成微生物は,太陽エネルギー利用能,炭酸ガス固定能や水質浄化機能を始め,地球環境時代に最も適した多くの機能を備えている。本研究は,藍藻,緑藻,光合成細菌などの機能開発および,機能発現の場であるバイオリアクターの開発を行ない,光合成微生物の機能活用の道を開き,太陽エネルギーの新しい利用領域を開拓しようとするものである。平成5-6年度について各研究者は研究成果を以下のように総括した。
1.管型のフォトバイオリアクターを開発し,微細藻類クラミドモナスによる高濃度の二酸化炭素固定およびデンプンの高濃度蓄積,細菌によるエタノールへの変換を達成した。また,一酸化窒素の生物処理が可能であることを明らかにした(宮本)。2.好熱性ラン藻の水分解に関与する光化学系||D1タンパク質psbA遺伝子とD2タンパク質psbD遺伝子を大腸菌にクローニングすることに成功した(小川)。3.楔形の光導入路を設けた箱形培養槽で緑藻ドナリエラを培養したところ、導入路がない場合に比べ2-3倍の藻体濃度が得られた。また藻体の油化反応に対し硫黄触媒が有効で40%以上の収率を得た(岸本)。4.光合成細菌は,低級脂肪酸含有培地で16mMの5-アミノレブリン酸を生産した(佐々木)。5.緑藻ヘマトコッカスでは,活性酸素のストレスに応答して有用カロテノイド生成系が活性化されること,および除草剤耐性を指標に細胞融合させ、細胞核の倍数性が2倍に向上したハイブリッドを単離した(柿薗)。6.温度ストレスにより細胞当たり12倍以上の高濃度カロテノイド生産系を開発した。ラン藻スピルリナについては,従属栄養下で増殖できることおよび,増殖速度論から閉鎖系バイオリアクター内で蓄積する溶存酸素の毒性効果を明らかにした(西尾)。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (68件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (68件)

  • [文献書誌] Miura Yoshiharu: "Stimulation of hydrogen production in algal cells grown under high CO_2 concentration and low temperature" Appl.Biochem.Biotechnol.39/40. 753-761 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chetsumon,A.: "Factors affecting antibiotic production in bioreactors with immobilized algal cells" Appl.Biochem.Biotechnol.39/40. 573-586 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮本和久: "光合成微生物の機能活用のためのフォトバイオリアクター" 生物工学会誌. 71. 434-436 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川隆平: "光合成微生物の機能開発の最近の動向" 生物工学会誌. 71. 420-422 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐々木健: "光合成細菌による生理活性物質(5-アミノレブリン酸)の生産" 生物工学会誌. 71. 428-431 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki Ken: "Effect of culture pH on the extracellular production of 5-aminolevulinic acid by Rhodobacter sphaeroiodes from volatile fatty acids" Biotechnol.Lett.15. 857-864 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古林万木夫: "微細藻類による有用カロテノイドの生産" 生物工学会誌. 71. 426-428 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古林万木夫: "緑藻Haematococcus pluvialisのアスタキサンチン生合成における光依存性" 生物工学会誌. 71. 233-237 (1993)

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  • [文献書誌] Kobayashi Makio: "Enhanced carotenoid biosynthesis by oxidative stress in acetate-induced cyst cell of a green unicellular alga,Haematococcus pluvialis" Appl.Environ.Microbiol.59. 867-873 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tjahjono Eko Agus: "Formation and regeneration of protoplast from a unicellular green alga Haematococcus pluvialis" J.Ferment.Bioeng. 75. 196-200 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Marquez J.Fucundo: "Growth characteristics of Spirulina platensis in mixotrophic and heterotrophic conditions" J.Ferment.Bioeng. 76. 408-410 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tjahjono Eko Agus: "Hyper-accumulation of astaxanthin in a green alga Haematococcus pluvialis at elevated temperatures" Biotechnol.Lett.16. 133-138 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Agus Eko Tjahjono: "Isolation of resistant mutants against carotenoid biosynthesis inhibitors for a green alga Haematococcus pluvialis,and their hybrids formation by protoplast fusion for breeding of higher astaxanthin producers" J.Ferment.Bioeng.77. 352-357 (1994)

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  • [文献書誌] Facundo J.Marquez: "Enhancement of biomass and pigment production during growth of Spirulina platensis in mixotrophic culture" J.Chem.Tech.Biotechnol.62. 159-164 (1994)

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  • [文献書誌] Facundo J.Marquez: "Inhibitory effect of oxygen accumulation on the growth of Spirulina platensis" Biotechnol.Lett.17. 225-228 (1995)

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  • [文献書誌] 永瀬裕康: "環境修復における光合成微生物の利用-微細藻類による重金属の除去を中心に-" 衛生化学. 40. 479-485 (1994)

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  • [文献書誌] Fukuda Hideo: "Heterologous expression of the gene for the ethylene-forming enzyme from Pseudomonas syringae in the cyanobacterium Synechococcus." Biotechnol.Lett.16. 1-6 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hosono Hideyuki: "Effect of culture temperature shift on the cellular sugar accumulation of Chlorella vulgaris SO-26" J.Ferment.Bioeng.78. 235-240 (1994)

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  • [文献書誌] Kishimoto Michimasa: "CO_2 fixation and oil production using micro-algae" J.Ferment.Bioeng.78. 479-482 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyamoto Kazuhisa: "Recombinant Microbes for Industrial and Agricultural Applications,Hydrogen production by photosynthetic bacteria and microalgae" Marcel Dekker,Inc., 15 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮本和久: "化学工学シンポジウムシリーズ37,植物機能および植物生産物利用技術の新展開 環境保全における植物・微細藻類機能の利用" (社)化学工学会, 6 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 柿薗俊英: "化学工学シンポジウムシリーズ37,植物機能および植物生産物利用技術の新展開,緑藻Haematococcus pluvialisの活性酸素ストレスに依存するカロテノイド生成" (社)化学工学会, 6 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miura Yoshiharu: "Stimulation of hydrogen production in algal cells grown under high CO^2 concentration and low temperature" Appi.Biochem.Biotechnol. 39/40. 753-761 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chetsumon, A.: "Factors affecting antibiotic production in bioreactors with immobilized algal cells" Appi.Biochem.Biotechnol. 39/40. 573-586 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyamoto Kazuhisa: "Photobiorector for further utilization of photosynthetic microorganisms(in Japanese)" Seibutukougakukaisi. 71. 434-436 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa Takahira: "Recent studies in photosynthetic microorganisms(in Japanese)" Seibutukougakukaisi. 71. 420-422 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki Ken: "Production of 5-aminolevulinic acid by photosynthetic microorganisms(in Japanese)" Seibutukougakukaisi. 71. 428-431 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi Makio: "Carotenoid production by microalgae" Seibutukougakukaisi. 71. 426-428 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi Makio: "Photo-dependent astaxanthin biosynthesis in a green alga, Haematococcus pluvialis" Seibutukougakukaisi. 71. 233-237 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki Ken: "Effect of culture pH on the extracellular production of 5-aminolevulinic acid by Rhodobacter-sphaeroiodes from volatile fatty acids" Biotechnol.Lett. 15. 857-864 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi Makio: "Enhanced carotenoid biosynthesis by oxidative stress in acetate-induced cyst cell of a green unicellular alga, Haematococcus pluvialis" Appl.Environ.Microbiol. 59. 867-873 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tjahjono Eko Agus: "Formation and regeneration of protoplast from a unicellular green alge Haematococcus pluvialis" J.Ferment, Bioeng. 75. 196-200 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Marquez J.Fucundo: "Growth characteristics of Spirulina platensis in mixotrophic and heterotrophic conditions" J.Ferment, Bioeng. 76. 408-410 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tjahjono Eko Agus: "Hyper-accumulation of astaxanthin in a green alga Haematococcus pluvialis at elevated temperatures" Biotechnol.Lett. 16. 133-138 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Agus Eko Tjahjono: "lsolation of resistant mutants against carotenoid biosynthesis inhibitors for a green alga Haematococcus pluvialis, and their hybrids formation by protoplast fusion for breeding of higher astaxanthin producers" J.Ferment, Bioeng. 77. 352-357 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Facundo J.Marquez: "Enhancement of biomass and pigment production during growth of Spirulina platensis in mixotrophic culture" J.Chem.Tech.Biotechnol. 62. 159-164 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Facundo J.Marquez: "inhibitory effect of oxygen accumulation on the growth of Spirulina platensis" Biotechnol.Lett. 17. 225-228 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagase Hiroyasu: "The use of photosynthetic microorganisms in bioremediation" Jap.J.Toxicol.Environ.Health. 40. 479-485 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukuda Hideo: "Heterologous expression of the gene for the ethyleneforming enzyme from Pseudomonas syringae in the cyanobacterium Synechococcus." Biotechnol.Lett. 16. 1-6 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hosono Hideyuki: "Effect of culture temperature shift on the cellular sugar accumulation of Chlorella vulgaris SO-26" J.Ferment.Bioeng. 78. 235-240 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kishimito Michimasa: "CO^2 fixation and oil production using micro-algae" J.Ferment.Bioeng. 78. 479-482 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyamoto Kazuhisa: Recombinant Microbes for lndustrial and Agricultural Applications, "Hydrogen production by photosynthetic bacteria and microalgas". Marcel Dekker.Inc., 15 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyamoto Kazuhisa: Chemical Engineering Symposium Series 37, New Development in Plant Function and Utilization Techniques of Plant Products "Utilization of Plant and Microalgae in Environmental Protection"(in Japanese). The Society of Chemical Engineers, Japan, 6 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kakizono Toshihide: Chemical Engineering Symposium Series 37, New Development in Plant Function and Utilization Tehniques of Plant Products "Carotenoid Biosynthesis Dependent on Active Oxygen Stress in a Green Alga Haematococcus pluvialis"(in Japanese). The Society of Chemical Engineers, Japan, 6 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Agus Eko Tjahjono: "Isolation of resistant mutants agalnst carotenoid biosynthesis inhibitors for a green alga Haematococcus pluvialis,and their hybrids formation by protopiast fusion for breeding of higher astaxanthin producers" J.Ferment.Bioeng.77. 352-357 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Facundo J.Marquez: "Enhancement of biomass and pigment production during growth of Spirulina platensis in mixotrophic culture" J.Chem.Tech.Biotechnol.62. 159-164 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Facundo J.Marquez: "Inhibitory effect of oxygen accumulation on the growth of Spirulina platensis" Biotechnol.Lett.17. 225-228 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 永瀬裕康: "環境修復における光合成微生物の利用-微細藻類による重金属の除去を中心に-" 衛生化学. 40. 479-485 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuda Hideo: "Heterologous expression of the gene for the ethylene-forming enzyme from Pseudomonas syringae in the cyanobacterium Synechococcus." Biotechnol.Lett.16. 1-6 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hosono Hideyuki: "Effect of culture temperature shift on the cellular sugar accumulation of Chlorella vulgaris SO-26" J.Ferment.Bioeng.78. 235-240 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kishimoto Michimasa: "CO_2fixation and oil production using micro-algae" J.Ferment.Bioeng.78. 479-482 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Miura Yoshiharu: "Stimulation of hydrogen production in algal cells grown under high CO_2 concentration and low temperature" Appl.Biochem.Biotechnol.39/40. 753-761 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Chetsumon,A: "Factors affecting antibiotic production in bioreactors with immobilized algal cells" Appl.Biochem.Biotechnol.39/40. 573-586 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 宮本和久: "光合成微生物の機能活用のためのフォトバイオリアクター" 生物工学会誌. 71. 434-436 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川隆平: "光合成微生物の機能開発の最近の動向" 生物工学会誌. 71. 420-422 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Horiuchi Jun-ichi: "Phase control of fed-batch culture for α-amylase production based on culture phase identification using fuzzy inference" J.Ferment.Bioeng.76. 207-212 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Horiuchi Jun-ichi: "Effective β-galactosidase production by recombinant Escherichia coli based on culture phase identification using fuzzy set theory" J.Ferment.Bioeng.76. 382-387 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki Ken: "Effect of culture pH on the extracellular production of 5-aminolevulinic acid by Rhodobacter sphaeroides from volatile fatty acids" Biotechnol.Lett.15. 857-864 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木健: "光合成細菌による生理活性物質(5-アミノレブリン酸)の生産" 生物工学会誌. 71. 428-431 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Marquez J.Facundo: "Growth characteristics of Spirulina platensis in mixotrophic and heterotrophic conditions" J.Ferment.Bioeng.76. 408-410 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi Makio: "Enhanced carotenoid biosynthesis by oxidative stress in acetate-induced cyst cells of green unicellular alga,H.pluvialis" Appl.Environ.Microbiol.59. 867-873 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 古林 万木夫: "緑藻Haematococcus pluvialisのアスタキサンチン生合成における光依存性" 生物工学会誌. 71. 233-237 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Tjahjono Eko Agus: "Formation and regeneration of protoplast from a unicellular green alga Haematococcus pluvialis" J.Ferment.Bioeng.75. 196-200 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Tjahjono Eko Agus: "Hyper-accumulation of astaxanthin in a unicellular green alga Haematococcus pluvialis at elevated temperature" Biotechnol.Lett.16. 133-138 (1994)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 古林万木夫: "微細藻類による有用カロテノイドの生産" 生物工学会誌. 71. 426-428 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Miyamoto Kazuhisa: "Recombinant Microbes for Industrial and Agricultural Application(H2 production by photosynthetic bacteria and microalgae" Marcel Dekker Inc., 6 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 柿薗 俊英: "化学工学シンポジウムシリーズ37,植物機能および植物生産物利用技術の新展開 緑藻Haematococcus pluvialisの活性酸素ストレスに依存するカロテノイド生成" (社)化学工学会, 6 (1994)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 宮本 和久: "化学工学シンポジウムシリーズ37,植物機能および植物生産物利用技術の新展開 環境保全における植物・微細藻類機能の利用" (社)化学工学会, 6 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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