DD252000A1 - Verfahren zur mikrobiellen herstellung von gibberellinsaeure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Gibberellinsaeure. Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Gibberellinsaeure zu entwickeln, bei dem mit einem Festsubstrat-Naehrmedium oekonomisch relevante Gibberellinsaeure-Konzentrationen erreicht werden fuer den Einsatz als Wachstumsregulator an Pflanzen. In der Erfindung werden geeignete Fermentationsbedingungen fuer Fusarium moniliforme SHELD. m567 auf pflanzlichen Festsubstrat-Fermentationsmedien zur Produktion von Gibberellinsaeure beschrieben.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Gibberellinsäure. Gibberellinsäure kann als Wachstumsregulator bei Pflanzen eingesetzt werden.
In bisher beschriebenen Verfahren wird Gibberellinsäure = GA in mikrobiellen Submerskulturen hergestellt, indem die zunächst eingeleitete aktive Wachstumsphase der Mikroorganismen unterbrochen wird, wenn ein erforderlicher Bestandteil des Nährmediums, z. B. Stickstoff oder Kohlenstoff, aufgebraucht ist. Die anschließende Phase der GA-Bildung wird durch allmähliche Zufütterung unter Vermeidung hemmender Konzentrationen von Kohlenstoff-Verbindungen positiv beeinflußt (BORROW, A. et al. [1958/1963] DPAS 1 150 348; zusammenfassende Literaturübersicht bei BRUECKNER, B. und BLECHSCHMIDT, D. [1986], J. Basic. Microbiol. im Druck). Die vorhandenen Patente befassen sich ausschließlich mit der fermentativen Bildung von GA in Flüssigmedien. Nachteilig bei diesen Verfahren ist ein Fermentationsregime mit der Notwendigkeit einer Zufütterung nach unterbrochener Wachstumsphase und die erforderliche GA-Isolierung aus großem wäßrigem Flüssigkeitsvolumen. Bei Untersuchungen über den Einfluß komplexer Nährsubstrate auf die Gibberellinbildung von Fusarium moniliforme SHELD. wurde die höchste GA-Bildung auf festem Reissubstrat in Standkulturen mit 10 g und 100 g Substrat in einer Konzentration von 1 500-2500 mg GA/kg Substrat halbquantitativ dünnschichtchromatographisch ermittelt (FOCKE, J. et al. [1967], Biol. Zbr. 86, 509-519). Diese Ausbeuten sind für eine industrielle GA-Produktion unzureichend.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von GA zu entwickeln, bei dem mit einem Festsubstrat-Nährmedium ökonomisch relevante GA-Konzentrationen erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von GA durch Anwendung der Festsubstratfermentation zu erhalten. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Submerskulturen von Ga bildenden Pilzen mit der Notwendigkeit einer Substrat-Zufütterung nach unterbrochener Wachstumsphase sollen dabei Bedingungen geschaffen werden, die ein mikrobielles Wachstum mit allmählicher Freisetzung zunächst überwiegend polymer gebundener Kohlenstoff- und Stickstoff-Verbindungen gestatten. Damit soll unter Umgehung einer dosierten Zufütterung von Kohlenstoffverbindungen der GA-Gehalt im Nährmedium erhöht werden, um günstige Voraussetzungen für die präparative Gewinnung von GA zu schaffen. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stamm m567 von Fusarium moniliforme SHELD. oder eine seiner Selektanten oder Mutanten in einem Festsubstrat kultiviert wird. Fusarium moniliforme SHELD. ist die imperfekte Form von Giberella fujikuroi (SAW.)WR., einem Ascomyceten, dem Erreger der „rosaroten Kolbenfäule" von Mais und der „Bakanae-Krankheit" von Reis. Der Pilz scheidet bei Wachstum auf Reis-Metabolite aus, die zu einem übersteigerten Längenwachstum der Pflanzen führen. Der Stamm ist beim Zentralinstitut für Mikrobiologie und experimentelle Therapie, Jena, der AdW der DDR unter der Bezeichnung hinterlegt.
Die Fermentation erfolgt unter aeroben Bedingungen in einem Festsubstrat-Nährmedium aus vorbehandelten Bestandteilen von Früchten unterschiedlicher Pflanzen als C- und N-Quelle in einem Temperatur-Bereich von 20°C bis 35°C, vorzugsweise von 25°C bis 29°C und einem Feuchtigkeitsgehalt von 35% bis 60%, vorzugsweise von 40% bis 50%. Die als Festsubstrat-Fermentation durchzuführenden Hauptkulturen werden mit einer 3 Tage alten Vorkultur beimpft. Als Impfmaterial für die Vorkultur dienen Mycel-Agarstücke.
Im Gegensatz zu den bisher durch Festsubstrat-Fermentation von Fusarium moniliforme SHELD. bei 14tägiger Kulturzeit erzielten Konzentrationen von 1 500-2500 mg GA/kg Substrat werden mit dem Stamm m567 unter den gewählten Bedingungen bei 14- bis 20tägiger Kulturzeit Konzentrationen von durchschnittlich 8000 mg GA/kg Festsubstrat erreicht. Im Gegensatz zu den bisher gewählten Bedingungen erfolgt die Fermentation als Standkultur oder in rotierenden Gefäßen unter Belüftung, so daß im Gegensatz von bisher eingesetztem 10 g und 100 g Substrat jetzt mindestens 500 g Substrat eingesetzt werden können. Im Gegensatz zu den Befunden, daß nur mit Reis höchste GA-Biidung möglich ist, können vorbehandelte Bestandteile von Früchten auch anderer Pflanzen, wie Gerste, Hirse, Mais, Hafer, vorzugsweise Gerstengraupen, an Stelle von Reis eingesetzt werden. GA wird aus dem Medium in einer im Prinzip bekannten Weise isoliert (SCHARCH, I. [1976], Dissertation MLU Halle [S.]).
Ausführungsbeispiele
Die Fermentation erfolgt mit einer Selektante des Stammes.Fusarium moniliforme SHELD. m567. Mit 2 ml einer 3 Tage alten Vorkultur (Saccharose/NHaNCyFlussigmedium als Schüttelkultur) wird das Festsubstrat-Medium angeimpft. Vorbereitung des Festsubstrat-Mediums: In 500 ml Enghals-Standkolben werden 20 g Naturreis mit 16 ml H2O versetzt, 1 h gequollen und 25 min im Autoclaven bei 1210C erhitzt. Die Kultur erfolgt bei 29°C, wobei der GA-Gehalt bis zum 20. Tag nach dem Animpfen ansteigt: Kulturzeit in Tagen: 10 14 18-20
mg GA/kg Substrat: 1 990 5 310 6 310 7 550
Die Analysenwerte sind Durchschnittswerte aus jeweils 3 Einzelkolben-Analysen. Die Analysen erfolgen in bekannter Weise (BU'LOCK, J. D. et al. [1974] Trans. Br. mycol. Soc. 62, 377-389; SCHARCH, I. [1976], Dissertation MLU Halle [S.]) nach Extraktion mit Essigsäureethylester durch Fluoreszensmessung.
Die Fermentation erfolgt mit einer Selektante des Stammes Fusarium moniliforme SHELD. m567. Mit 2 ml einer 3 Tage alten Vorkultur (Saccharose/NH4NOrFlüssigmedium als Schüttelkultur) wird das Festsubstrat-Medium angeimpft. Vorbereitung des Festsubstrat-Mediums: In 500 ml Weithals-Standkolben werden 20 g Gersten-Graupen mit 18 ml H2O versetzt, 1 h gequollen und 25 min im Autoclaven bei 121 °C erhitzt. Die Kultur erfolgt bei 290C, wobei der GA-Gehalt nach 15 Tagen Kulturzeit 8240 mg/kg Substrat beträgt.
Die Fermentation erfolgt mit einer Selektante des Stammes Fusarium moniliforme SHELD. m567. Mit 10 ml einer 3 Tage alten Vorkultur (Saccharose/NH4NO3-Flüssigmedium als Schüttelkultur) wird das Festsubstrat-Medium angeimpft. Vorbereitung des Festsubstratmediums: In einer 5-l-Glasflasche werden 500 g Naturreis mit 260 ml H2O 1 h gequollen und 25 min im Autoclaven bei 1210C erhitzt. Die Kultur erfolgt bei 29°C unter Rotation der Glasflasche und Belüftung mittels steriler Luft, wobei der GA-Gehalt der Kultur nach 24 Tagen Kulturzeit 7950 mg/kg Substrat beträgt.
Die Fermentation erfolgt mit einer Selektante des Stammes Fusarium moniliforme SHELD. m567. Mit 10 ml einer 3 Tage alten Vorkultur (Saccharose/NH4N03-Flüssigmedium als Schüttelkultur) wird das Festsubstrat-Medium angeimpft. Vorbereitung des Festsubstrat-Mediums: In einer 5-l-Glasflasche werden 500 g Gerstengraupen mit 260 ml H2O 1 h gequollen und 25 min im Autoclaven bei 121 °C erhitzt. Die Kultur erfolgt bei 29°C unter Rotation der Glasflasche und Belüftung mittels steriler Luft, wobei der GA-Gehalt der Kultur nach 14 Tagen Kulturzeit 8230 mg/kg Substrat beträgt.
Claims (4)
1. Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Gibberellinsäure, gekennzeichnet dadurch, daß der Stamm Fusarium moniliforme SHELD. m567 oder eine seiner Selektanten oder Mutanten in einem Festsubstrat-Nährmedium kultiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Fusarium moniliforme SHELD. m567 unter aeroben Bedingungen in einem Festsubstrat-Nährmedium aus vorbehandelten Bestandteilen von Früchten unterschiedlicher Pflanzen bei 20-35°C, vorzugsweise bei 25-29°C und einem Feuchtigkeitsgehalt von 35-60%, vorzugsweise von 40-50% kultiviert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Kulturzeit 14-20 Tage beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß Fusarium moniliforme SHELD. m567 unter Rotation und Belüftung kultiviert wird.
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Cited By (1)
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| WO2008062447A3 (en) * | 2006-09-15 | 2008-12-11 | Reliance Life Sciences Pvt Ltd | Improved process for gibberellic acid production with fusarium moniliforme strains |
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1986
- 1986-08-01 DD DD29341486A patent/DD252000A1/de not_active IP Right Cessation
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