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1995 年度 研究成果報告書概要

葉組織機能を有する毛状根の誘導とそのフォトバイオリアクター培養による有用物質生産

研究課題

研究課題/領域番号 06650915
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 生物・生体工学
研究機関大阪大学

研究代表者

田谷 正仁  大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (60144127)

研究分担者 紀ノ岡 正博  大阪大学, 基礎工学部, 助手 (40234314)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
キーワード生物化学工学 / バイオリアクター / 有用物質生産 / 植物細胞培養 / 緑化毛状根 / 光照射 / パックブン毛状根 / クロロフィル生成
研究概要

葉組織機能を有する毛状根の誘導とそのバイオリアクター培養を行い,以下の結果を得た.
1.連続的な光照射下での培養において,パックブン毛状根は分枝した根の形態を維持したままで緑色化し,その細胞内にはクロロフィルの生成とチラコイド膜系の形成が認められた.光照射のもとで培養された緑色毛状根は,活発な増殖ならびに高いsuperoxide dismutase (SOD)活性およびperoxidase (POD)活性を示した.緑色毛状根の良好な増殖と比較的高いSOD活性およびPOD活性を与える光照射条件として,白色蛍光灯による11.1W/m^2の光強度を選定した.光強度11.1W/m^2における緑色毛状根の培養では,培養時間21日で得られた毛状根増殖,全SOD活性および全POD活性は,暗条件下の値より増加した.特に,光照射下でみられる緑色毛状根の増殖促進は,側根が頻繁に分枝し,その結果,根端部にある生長点数が増加するためであることが分かった.
2.パックブン緑色毛状根のクロロフィル生成特性について検討を行った.光照射条件下で培養された毛状根内のクロロフィル生成においては,毛状根の先端から基部方向に向かってクロロフィル含量の分布が観察され,この分布は,毛状根内の細胞年齢分布により生じると考えられた.実験結果に基づきクロロフィル生産速度式を提案し,光照射条件下および暗条件下におけるパックブン緑色毛状根の培養に適用した.計算値と実測値は良好な一致を示し,毛状根の増殖およびクロロフィル生成過程を速度論的に表現できた.
3.上記の結果をもとに,内部光照射型バイオリアクターを作製し,パックブン緑色毛状根の培養を行った.リアクター内部において,毛状根はほとんど流動しないことから,細胞内のクロロフィル含量およびSOD,POD活性は,光照射面からの位置に依存してい低下したが,リアクターによる緑色毛状根の培養が可能であることを実験的に示した.

  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Masahito Taya: "Characterization of Pak-Bung Green Hairy Roots Cultivated under Light Irradiation" J. Ferment. Bioeng.78. 42-48 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 紀ノ岡正博: "毛状根の分枝増殖モデルに基づく代謝産物生産過程の解析" 平成6年度日本生物工学会大会講演要旨集. 283 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Masahito Taya: "Growth Characteristics of Liverwort Cells,Marchantia paleacea var. diptera,in a Photoautotrophic Suspension Culture" J. Ferment. Bioeng.80. 580-585 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田谷正仁: "パックブン緑色毛状根の増殖およびクロロフィル生成特性とその速度論的解析" 化学工学会新潟大会講演要旨集. (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] M. Kino-oka: "Effect of Light Irradiation on Growth and Chlorophyll Formation of Pak-Bung Green Hairy Roots" J. Chem. Eng. Japan. (in preparation). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 佐藤 仁: "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」" 化学工学会, 150 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Setsuji Tone: "Hairy Roots" Harwood Academic Publishers (in press),

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Masahito Taya, Hitoshi Sato, Masahiro Kino-oka and Setsuji Tone: "Characterization of Pak-Bung Green Hairy Roots Cultivated under Light Irradiation" J.Ferment.Bioeng.78. 42-48 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahito Taya, Masao Miyaoka, Yoshimasa Toyo-oka, Masahiro Kino-oka, Setsuji Tone and Kanji Ono: "Growth Characteristics of Liverwort Cells, Marchantia paleacea var, diptera, in a Photoautotrophic Suspension Culture" J.Ferment.Bioeng.80. 580-585 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Setsuji Tone, Masahito Taya and Masahiro Kino-oka: "Alteration of Metabolite Formation and Morphological Properties of Hairy Roots by Environmental Stimuli" Hairy Roots (ed.by P.M.Doran). (in press Harwood Academic Publishers, 1996).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Kino-oka, Hirohumi Nagatome, Masahito Taya and Setsuji Tone: "Effect of Light Irradiation on Growth and Chlorophyll Formation of Pak-Bung Green Hairy Roots" J.Chem.Eng.Japan. (in preparation). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Kino-oka, Masahito Taya and Setsuji Tone: "Analysis of Metabolite Production by Hairy Roots Based on Branching Growth Model" Proc.of Annual Meeting of the Soc.for Ferment.and Bioeng.Japan. 283 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1997-03-04  

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