JPH02268677A - 植物培養装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、植物培養装置に関する。

（従来の技術） 近年、植物の組織培養技術が進歩してきており、植物組
織を脱分化させて細胞塊のカルスを形成し、このカルス
を増殖させて遊離細胞を生成し、さらにこの遊離細胞を
再分化させて不定胚を得る一連の組織培養が行われるよ
うになってきているが、一般にこのような組織培養は第
４図に示すような一連の工程から成り立っている。

つまり、同図（ａ）に示す植物組織を脱分化させてカル
スを得る第一工程と、同図（ｂ）に示すカルスを遊離細
胞として増殖させる第二工程、同図（Ｃ）に示す遊離細
胞の再分化により不定胚を形成する第三工程、そして得
られた不定胚を取り出す第四工程から成り立っている。

第一工程では、脱分化ホルモン、基質を含む寒天培地を
加温して液状にし、これを試験管１に注入して冷却固化
させて寒天培地２とし、この寒天培地２の上に植物の成
長点のような組織３を置床してアルミフォイル４を被せ
、カルス化とそのカルス５の増殖を待つ。

次の第二工程では、三角フラスコ６に脱分化ホルモンを
含む液体培地７を注入し、これに第一工程で得たカルス
５を植え込み、振盪培養器（図示せず）に入れて振盪撹
拌しなからカルス５を個々の細胞に分離し、遊離細胞８
と（７て増殖させる。

次の第三工程では、液体培地７を抜取り、脱分化ホルモ
ンを含まない液体培地７′を注入し、振盪撹拌しながら
培養し、細胞を再分化させて不定胚９を形成する。

そして、従来はこれらの各工程を作業者の手作業により
行っていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の植物培養装置では、第
一工程でカルスが十分に増殖するまでに養分供給のため
新しい寒天培地上への植え換えが必要であり、また第一
工程から第二工程へのカルスの植種が必要であり、さら
に第二工程から第三工程へ移る時にも液体培地の交換が
必要であるか、従来、これらの作業はほとんど手作業で
行っており、このために培地交換作業や植え換え作業に
おいて雑菌汚染が起こる可能性が高い問題点があった。

同時に、これらの手作業時にカルスを損傷する恐れも多
々ある問題点もあった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みて成された
もので、上述の一連の第一工程から第四工程までの植物
組織培養工程を一つの培養容器内で連続的に行うことが
でき、雑菌汚染を少なくし、カルスの損傷の恐れも少な
くでき、加えて培養容器内で形成した不定胚の取り出し
時に不定胚を損傷する恐れもない植物培養装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の植物培養装置は、液体培地の供給口と空気排
気口を上部に備えた培養容器の下部に水と空気を通過さ
せることができる微細な穴が無数に開いた多孔質板を取
り付け、前記培養容器における前記多孔質板よりも下方
の位置に空気供給口と液排出口とを設け、前記多孔質板
に対する駆動部を設けて液体培地排出時に多孔質板を液
体培地の排出流路から移動させるようにしたものである
。

（作用） この発明の植物培養装置では、第一工程では多孔質板を
培養容器内の下部に位置させて、この多孔質板の下側面
がわずかに液中に浸漬する程度まで脱分化ホルモンを含
む液体培地を供給し、多孔質板の上面に植物の組織、例
えばウィルスフリーとなっている成長点の細胞組織を置
床し、所定の期間培養する。この第一工程の培養により
、植物組織は脱分化してカルス化し、増殖する。

次にこのカルスを個々の細胞に分離して遊離細胞として
増殖させるために第二工程に入り、培養容器の中程まで
液体培地を追加し、さらに空気供給口を通じて多孔質板
の下側から空気を供給し、多孔質板を通過する時に細か
な気泡にして培養容器内の液体培地中を上昇させる。

この気泡の上昇に伴い液体培地には緩やかな対流を生じ
、カルスを通気状態で撹拌することができ、この撹拌に
よりカルスを遊離細胞にすると共に増殖させることがで
きる。

遊離細胞が十分に形成される期間が経過した時には第三
工程に移行し、今度は脱分化ホルモンを含まない液体培
地を用いて遊離細胞を再分化させ、不定胚を形成するの
であるが、そのためにまず培養容器内の脱分化ホルモン
を含んだ液体培地をそのホルモンの含まれていない液体
培地に交換する必要がある。そこで、多孔質板は所定の
位置に置いた状態でその下方の排液口から培養容器内の
脱分化ホルモンを含んだ液体培地を排出する。この時、
それまで液体培地で増殖した遊離細胞は多孔質板により
漉し取られて容器内部に残り、液体培地だけが排出され
ることになる。

こうして脱分化ホルモンの含んだ液体培地を排出した後
、排液口は閉じないままで、脱分化ホルモンを含まない
液体培地を上部の培地供給口から培養容器内に供給して
容器内を洗浄し、洗浄の後に排液口を閉じて脱分化ホル
モンを含まない液体培地を培養容器内の中程まで注入す
る。

この後、第二工程と同様にして通気状態で遊離細胞を撹
拌しながら培養し、各遊離細胞から不定胚を形成させる
。

続いて、不定胚が十分に形成された後は、培養生成物と
しての不定胚を培養容器の下部に設けられた排液口から
取り出すために、駆動部を操作して多孔質板を液体培地
の排出流路の障害とならない状態になるまで移動または
回転させ、この状態で排液口を開いて液体培地と共に不
定胚を取り出す。

この様にして、植物組織の脱分化増殖によるカルス化工
程から不定胚の形成工程までの一連の植物組織培養を１
つの培養容器内で連続的に行うことができ、しかも各工
程に人手を介さずに移行することができるのである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１−図はこの発明の一実施例を示すもので、培養容器
１１はガラス製または一部に光取入れ用の窓の形成され
たステンレス製のもので、培養室１２とその下半部のロ
ート状部１３と、このロート状部１３につながる比較的
小さい径の有底の円筒状の培地室１４とから成り立って
いる。

培養室１２の内部には、長さがほぼ半分で、直径が円筒
状の培養室１２の４０〜７０％程度の円筒状のドラフト
管１５がその下端をロート状部１３の上端とほぼ揃うよ
うにして設けられ、支持具１６により固定されている。

円筒状の培養室１２の上端にはフランジ１７が形成され
ており、ここにパツキン１８を介して蓋１９が取り付け
られている。そして、Ｍ１９には液体培地の液供給口２
０と、排気口２１と、植種口２２とが設けられている。

培地室１４は、ガラス製または光取入れ窓付きのステン
レス製の有底の円筒体で形成されており、この培地室１
４の上端近くに、孔径１０〜１０００＃ｍ１厚さ２〜２
０ａ＋ｉのステンレスまたはセラミックス製の多孔質板
２３が設けられており、培地室１４の側部に形成された
収容室２４への出し入れができ、さらに、この収容室２
４への多孔質板２３の出し入れを自動または手動により
行う駆動部２５が収容室２４に設けられている。

さらに、培地室１４の底部には空気供給口２６と排液口
２７とが設けられている。

前記液供給口２０には液供給管２８の一端が接続され、
この液供給管２８の他端はポンプ２９の出口に接続され
ている。

このポンプ２９の入口側は、配管３０ａ、３０ｂと、弁
３１．ａ、３１ｂ、配管３２ａ、３２ｂを介してそれぞ
れ脱分化ホルモンの含まれている第一液体培地用の第一
培地タンク３３ａ、脱分化ホルモンの含まれていない第
二液体培地用の第二培地タンク３３ｂそれぞれに接続さ
れている。

排気口２１にはフィルタ３４を取り付け、外気が直接培
養室］２に入り込んで来る時に雑菌が侵入しないように
配慮しである。植種口２２には栓３５が取り付けられて
いる。

さらに培地室１４側の空気供給口２６には、空気供給管
３６の一端が接続され、この空気供給管３６の他端は無
菌水タンク３７、配管３８、空気フィルタ３９、流量計
４０、弁４１を介して加圧空気源４２に接続されている
。

排液口２７には排液管４３が接続され、この排液管４３
の他端の弁４４に接続されている。

次に、上記の構成の植物培養装置の動作について説明す
る。

この植物培養装置は、従来例として第４図に基づいて説
明した第一工程から第四工程までの各工程を１つの装置
により行うことができるものであり、以下、第一工程、
第二工程、第三工程、第四工程に分けて動作を説明する
。

第一工程 第一工程では、植物の組織を脱分化させてカルス化する
工程であり、まず弁３１．　ａを開き、ポンプ２９を起
動して第一培地タンク３３ａから脱分化ホルモンの含ま
れている第一液体培地を配管３２　ａ　％弁３１ａ、配
管３０３％ポンプ２９、配管２８を介して培地供給口２
０から培養容器１１に供給し、培地室１４において多孔
質板２３の下側面がわずかに液中に浸漬する程度まで供
給する。

この液体培地の供給により多孔質板２３は、毛細管現象
によりその上側面まで液体培地を吸い上げ、ここに液体
培地の薄い液幕を形成する。

次に植種口２２から培養する植物の組ｍ４３、例えば成
長点を多孔質板２３の上に置床し、その後栓３５を植種
口２２に取り付ける。

この状態で培養を行うと、約１週間程度でカルス化が始
まり、その後増殖し、通常１か月程度で所定の大きさの
カルスになる。

第二工程 この第三工程は、カルスを遊離細胞として増殖する工程
である。

そこでまず、弁３１ａを開き、ポンプ２９を駆動１．て
第一培地タンク３３ａから第一液体培地を液供給口２０
を通して培養室１２に供給し、液面がドラフト管１−５
の」二面よりもさらに上に来るまで供給する。

次に弁４１を開き、加圧空気源４２がら空気を培地室〕
４へ空気供給口２７を通して（其給する。

この時、加圧空気源４２からの空気の供給量は流量計４
０により調整される。また、フィルタ３９により除菌さ
れ、無菌水タンク１３７を通る時に加湿され、培地室１
４に空気供給口２６から送り込まれることになる。

そして、培地室１４に送り込まれてきた空気は、多孔質
板２３を下から上に通過する時に微細な気泡となり、培
養室１２に入ってドラフト管１５内を」二昇する。この
ドラフト管１５を上昇する時、ドラフト管１５の内側で
は上昇流が発生し、ドラフト管１５の外側では下降流と
なり、気泡と共に培養室１−２内の液体培地の対流が生
じ、これがカルスを通気撹拌することになって、カルス
が個々の細胞に分離した後、遊離細胞として分裂増殖す
る。

通常、この第二工程も約１か月程度継続し、培養を続け
て細胞の増殖、均質化を行・）。

第三工程 第三工程は、遊離細胞を再分化させて不定胚を形成させ
る工程である。

そこでまず、弁４４を開いて培地室１４の底部の排液口
２７から第一液体培地を排出する。この時、液中に分散
している遊離細胞は多孔質板２３がフィルタとなって漉
しとり、液体培地と共に排出されることはない。

次に弁３０ｂを開き、ポンプ２９を駆動して脱分化ホル
モンの含まれていない第二液体培地を第二培地タンク３
３ｂから培養室１２に送り込み、培養容器１−１内金体
と要機内の細胞とを洗浄し、その洗浄後の液体培地を排
液口２７から排出する。

続いて、再び弁３１ｂを開いてポンプ２９を駆動し、培
養室］−２のドラフト管１５の上まで第二液体培地を供
給する。

同時に加圧空気源４２から空気を流量計４０、フィルタ
３９、無菌水タンク３７、空気供給口２６を介して培地
室１４に送り込み、第二工程の時と同様に多孔質板２３
を通過させることにより微小な気泡と（−でドラフト管
１５の内部を上昇させ、この気泡の流れにより液体培地
中を通気撹拌しながら培養する。

通常、１か月程度で各細胞は脱分化して不定胚が形成さ
れる。

第四上程 第四工程では、第２図に示すように第三工程で得られた
不定胚などの培養の結果得られた生成物を外部に取り出
すために、駆動部２５を駆動して多孔質板２３を収容室
２４に収容し、培養室１２の下部のロート状部］３から
培地室１４へ通じる連通部に多孔質板２３が存在して液
体培地がこの部分を流下する時の流れの障害とならない
ようにする。

こうした後、弁４４を開いて培養容器１１内の第二液体
培地を排液口２７から排出し、同時に不定胚も取り出す
。

この様にして、植物培養のための一連の第一工程から第
四工程までを１つの培養容器１１−によって行い、最終
生成物として不定胚を培養容器】１から取り出すことが
できるのである。

なお、この発明は上記の実施例に限定されることはなく
、特に多孔質板２３の駆動部２５は第３図に示すように
培地室１４内において多孔質板２３を回転駆動できるよ
うにし、通常は多孔質板２３を水平に保持しておくが、
不定胚の取り出しの時には駆動部２５により多孔質板２
３を回転させ、、多孔質板２３が匝直になるようにして
、液体培地の排出時の流れの障害とならないように構成
することもできる。

さらに、上記の実施例では駆動部２５から手動により多
孔質板２３を収容室２４へ収容するようにしたが、駆動
部２５は電磁力またはモータなどにより自動的に多孔質
板のスライドや回転を行わせるように］７ても良い。

［発明の効果］ 以」二のようにこの発明によれば、培養容器の下部に多
孔質板を設（プ、その下方部に培地室を形成すると共に
培地室に空気供給口と培地排液口とを設け、さらに多孔
質板が培地排出中の液体の流れの障害とならないように
培地室において回転あるいは移動させるような駆動部を
設けているので、一連の培養操作に寄り１つの培養容器
において形成した不定胚を培地室の排液口から排出する
ように１７て取り出ず際に多孔質板によりせっかく形成
された不定胚が漉し取られてしまうといったことがなく
、植物培養を効果的に行えると共に、培養植物の取り出
（７も円滑に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の一部破断正面図、第２図
は上記実施例における不定胚取り出１７時の多孔質板の
移動状態を示す一部切欠ぜる断面図、第３図はこの発明
の他の実施例の多孔質板駆動部を示す培地室の平面断面
図、第４図は従来の植物培養−り程を示す説明図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体培地の供給口と空気排気口を上部に備えた培養容器
   の下部に水と空気を通過させることができる微細な穴が
   無数に開いた多孔質板を取り付け、前記培養容器におけ
   る前記多孔質板よりも下方の位置に空気供給口と液排出
   口とを設け、前記多孔質板に対する駆動部を設けて液体
   培地の排出時に多孔質板を液体培地の排出流路から移動
   させるようにした植物培養装置。