JPH0458894A - Production of anthocyanin - Google Patents

Production of anthocyanin

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JPH0458894A
JPH0458894A JP2165189A JP16518990A JPH0458894A JP H0458894 A JPH0458894 A JP H0458894A JP 2165189 A JP2165189 A JP 2165189A JP 16518990 A JP16518990 A JP 16518990A JP H0458894 A JPH0458894 A JP H0458894A
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JP
Japan
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callus
cells
culture
anthocyanin
cultured
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JP2165189A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Mori
司 森
Junichi Shigeta
潤一 茂田
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a large amount of anthocyanin constantly throughout the year at a reduced production cost with easy and efficient cultivation method by separating a cell from strawberry, forming a callus and culturing the cell under a specific illumination condition. CONSTITUTION:Cells are separated from leaf, stalk, fruit, flower or root of strawberry. The cell is cultured on a solid medium added with (A) auxin or the component A and (B) cytokinin to form a callus. The callus cell is cultured in a liquid medium added with the component A or the component A and the component B under the illumination of <=3,000Lux and then cultured under the illumination of >=3,000Lux to form anthocyanin in the cell. The accumulated anthocyanin is extracted from the cell.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、イチゴ培養細胞によるアントシアニンの製
造方法に係わり、特にイチゴのカルスを用いてアントシ
アニンを大量に製造することのできる方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial Application Field" The present invention relates to a method for producing anthocyanins using cultured strawberry cells, and particularly to a method for producing anthocyanins in large quantities using strawberry callus.

「従来の技術」 アントシアニンは花の色という意味を持ち、花や果実の
赤、紫、青系統の鮮やかな色のほとんどはこのアントシ
アニンによっている。シソ、ブドウ、クロマメ、赤カブ
、バラ、イチゴなどはアントシアニンによりその色を呈
している。
``Conventional technology'' Anthocyanin means the color of flowers, and most of the bright red, purple, and blue colors of flowers and fruits are due to this anthocyanin. Perilla, grapes, black beans, red turnips, roses, strawberries, etc. get their colors from anthocyanins.

このアントシアニンは着色料や塗料の素材として実用価
値が高いため、大量生産が検討されている。また最近で
はアントシアニンの血圧降下作用“などの研究もなされ
ており、色素以外にも興味深い性質を有している。
Since this anthocyanin has high practical value as a material for colorants and paints, mass production is being considered. Recently, research has also been conducted on the antihypertensive effect of anthocyanins, and they have other interesting properties besides pigments.

従来、アントシアニンの一般的な製法としては、アント
シアニンを含む種々の植物を材料とし、1〜2%の塩酸
酸性メタノールで材料を抽出し、酢酸鉛を加えて塩化鉛
の沈澱をこし分け、次に生じた青色の鉛塩を集める。こ
れを3%メタノール塩酸に再び溶かし、エーテルを加え
て沈澱させ、鉛塩として精製するかあるいはピクリン酸
塩として析出させる。いずれも塩化物に変えて結晶させ
、アントシアニンを得る。
Conventionally, the general method for producing anthocyanins is to extract the materials from various plants containing anthocyanins with 1-2% hydrochloric acid and acidic methanol, add lead acetate to strain out the lead chloride precipitate, and then Collect the resulting blue lead salt. This is redissolved in 3% methanol-hydrochloric acid, precipitated by adding ether, and purified as a lead salt or precipitated as a picrate. Both are converted to chloride and crystallized to obtain anthocyanins.

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来の方法では、栽培植物を
原料とすることから原料コストが高くなり、アントシア
ニンを安価に製造することが不可能であった。
"Problems to be Solved by the Invention" However, in such conventional methods, since cultivated plants are used as raw materials, the cost of raw materials is high, and it has been impossible to produce anthocyanins at low cost.

また栽培植物を原料とすると、植物の生長が遅く、栽培
に時間と手間がかかり、アントシアニンの生産効率が悪
い問題があった。
Furthermore, when cultivated plants are used as raw materials, there are problems in that the growth of the plants is slow, cultivation takes time and effort, and the production efficiency of anthocyanins is poor.

さらにアントシアニンの製造が栽培植物の収穫時期に左
右され、年間を通して平均的にアントシアニンの製造が
出来ない問題もあった。
Furthermore, the production of anthocyanin depends on the harvest time of cultivated plants, and there is also the problem that anthocyanin cannot be produced on average throughout the year.

そして従来、このような栽培植物体からのアントシアニ
ンの製造方法に比べ、アントシアニンの生産効率が高く
、アントシアニンを大量にかつ年間を通して平均的に製
造することが可能な方法として、ニンジン、ブドウ、バ
ラ、リンゴ、キクイモ、ブドウなどから誘導されたアン
トシアニン生産細胞を大量培養し、この培養細胞からア
ントシアニンを抽出する方法が検討されてきている。
Compared to conventional methods for producing anthocyanins from cultivated plants, methods that have higher anthocyanin production efficiency and can produce anthocyanins in large quantities and evenly throughout the year include carrots, grapes, roses, BACKGROUND ART Studies have been conducted on methods for mass culturing anthocyanin-producing cells derived from apples, Jerusalem artichokes, grapes, etc., and extracting anthocyanins from these cultured cells.

しかし現段階では、アントシアニン生産細胞を工業的規
模で大量に培養するまでには至っていない。この主な原
因としては、アントシアニン産生細胞を材料から取り出
し、培養を行う際に、培養細胞をスケールアップして培
養し、増殖させるのが困難であることが挙げられる。
However, at this stage, it has not yet been possible to cultivate anthocyanin-producing cells in large quantities on an industrial scale. The main reason for this is that when removing anthocyanin-producing cells from the material and culturing them, it is difficult to scale up the cultured cells and grow them.

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、アントシ
アニン生産能の高いイチゴ細胞を用い、アントシアニン
を効率良く大量生産することのできる製造方法の提供を
目的としている。
This invention was made in view of the above circumstances, and aims to provide a manufacturing method that can efficiently mass-produce anthocyanins using strawberry cells with high anthocyanin-producing ability.

「課題を解決するための手段」 この発明のアントシアニンの製造方法は、イチゴの葉、
茎、果実部、花部および根のいずれかの部位から細胞を
取り出し、この細胞をオーキシンあるいはオーキシンと
サイトカイニンとを添加した固体培地で培養してカルス
を形成し、次いでオーキシンあるいはオーキシンとサイ
トカイニンとを添加した液体培地を用い、照度3000
 Lux以下の光条件下でカルス細胞の培養を行い、次
いで照度3000 Lux以上の光条件下で培養して細
胞内にアントシアニンを生成させ、次いでこの細胞から
アントシアニンを抽出することによって上記課題を解消
した。
"Means for Solving the Problems" The method for producing anthocyanins of this invention includes strawberry leaves,
Cells are removed from any part of the stem, fruit, flower, or root, and the cells are cultured on a solid medium supplemented with auxin or auxin and cytokinin to form a callus, and then auxin or auxin and cytokinin are added. Using the added liquid medium, the illumination intensity was 3000.
The above problem was solved by culturing callus cells under light conditions of less than Lux, then culturing under light conditions of illuminance 3000 Lux or more to produce anthocyanins within the cells, and then extracting anthocyanins from these cells. .

以下、この発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明者らは、先に、イチゴのランナーから得られる生
長点を用い、この細胞をオーキシンとサイトカイニンと
を添加した固体培地で培養してカルスを形成し、次いで
オーキシンとサイトカイニンとを添加した液体培地を用
い、照度 3000Lux以下の光条件下でカルス細胞
の培養を行い、次いで照度3000 Lux以上の光条
件下で培養して細胞内にアントシアニンを生成させ、次
いでこの細胞からアントシアニンを抽出するアントシア
ニンの製造方法について発明し、特願平l−22400
0号として特許出願した。この培養方法にあっては、培
養細胞をイチゴのランナーの生長点としたが、本発明者
らは鋭意研究の結果、ランチ−の生長点以外の部位であ
っても、細胞を厳密に選定し、カルス培養における培地
のホルモン組成(オーキシン、サイトカイニン濃度)を
適切に設定することによりアントシアニンの製造が可能
となることを知見し、本発明を完成させた。
The present inventors first used growing points obtained from strawberry runners and cultured the cells in a solid medium containing auxin and cytokinin to form a callus, and then in a liquid medium containing auxin and cytokinin. Using a medium, callus cells are cultured under light conditions with an illuminance of 3000 Lux or less, then cultured under light conditions with an illuminance of 3000 Lux or more to produce anthocyanin within the cells, and then anthocyanin is extracted from the cells. Invented a manufacturing method and filed patent application No. 1-22400.
A patent application was filed as No. 0. In this culture method, the cultured cells were used as the growth points of strawberry runners, but as a result of intensive research, the present inventors have carefully selected cells even at sites other than the growth points of the runners. found that anthocyanins can be produced by appropriately setting the hormonal composition (auxin, cytokinin concentration) of the culture medium in callus culture, and completed the present invention.

すなわち、本発明では、イチゴの葉、茎、果実部、花部
および根のいずれかの部位から取り出した細胞を用いて
培養を行う。
That is, in the present invention, cells extracted from any of the leaves, stems, fruit parts, flowers, and roots of strawberries are used for culture.

材料のイチゴは、特定品種に限定されることなく、種々
の品種から選択して使用することができ、例えば我国で
一般に広く栽培されているオランダイチゴ(F rag
aria  chiloensis  D uch  
varananassa  Ba1l )などを使用で
きる。
The strawberry material is not limited to a specific variety and can be selected from various varieties. For example, Dutch strawberries (Frag.
aria chiloensis Duch
Varanassa Ba1l) etc. can be used.

イチゴの葉、茎、果実部、花部および根から培養に適し
た細胞を取り出す方法を例示すれば、幼苗の葉、茎ある
いは未成熟の果実部分を、組織培養等において通常に使
用される殺菌剤を用いて殺菌し、次にこれらの材料を薄
刃のナイフ等で裁断して小さな断片とする。また根は、
幼苗から茎部を一部含む根部組織を切り出して用いる。
An example of a method for extracting cells suitable for culture from leaves, stems, fruit parts, flowers, and roots of strawberries is to sterilize the leaves, stems, or immature fruit parts of young seedlings using a method commonly used in tissue culture, etc. The materials are then sterilized using a disinfectant and then cut into small pieces using a thin-bladed knife or the like. Also, the roots are
The root tissue, including part of the stem, is cut out from the young seedling and used.

これらの断片や組織は、組織培養等において通常に使用
される殺菌剤を用いて殺菌する。
These fragments and tissues are sterilized using a disinfectant commonly used in tissue culture and the like.

次に、摘出した断片や組織を培地に置床してカルス化を
行う。この培養に用いられる固体培地としては、M u
rashige& S koog(M S )培地ある
いはL in& S taba(L S )培地に、オ
ーキシンあるいはオーキシンとサイトカイニン、炭素源
として30gIQ程度のサッカロースおよび0.8〜1
%程度の寒天を添加した固体培地が好適に使用される。
Next, the extracted fragments and tissues are placed in a culture medium to form a callus. The solid medium used for this culture is M u
Rashige & Skoog (M S ) medium or Lin & Staba (L S ) medium contains auxin or auxin and cytokinin, about 30 g IQ of saccharose as a carbon source, and 0.8 to 1
A solid medium to which about 10% agar is added is preferably used.

上記オーキシンとしては、2.4−ジクロロフェノキシ
酢酸(以下、2.4−Dという)が特に好適に使用され
、またサイトカイニンとしてはベンジルアデニン(以下
、BAという)などが好適に使用される。
As the auxin, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (hereinafter referred to as 2.4-D) is particularly preferably used, and as the cytokinin, benzyladenine (hereinafter referred to as BA) and the like are preferably used.

これら2.4−DおよびBAの添加量は、2.4−Dが
0.5〜5.0 ppm程度、BAが0.05〜2pp
m程度の範囲内で設定される。
The amounts of 2.4-D and BA added are approximately 0.5 to 5.0 ppm for 2.4-D and 0.05 to 2 ppm for BA.
It is set within a range of about m.

また断片や組織をカルス化するための培養は、20〜3
0℃程度の温度で、かつ照度3000Lux以下の光条
件下とするのが望ましい。カルスの増殖は照度3000
Lux程度の場合に良好であるが、照度をそれ以上とす
るとカルス細胞の増殖能が低下するとともに、培養時間
の経過に伴ってカルス表面にアントシアニンが生成され
、このアントシアニンが生成されたカルス細胞は、次に
液体培養を行っても細胞の増殖能が低下してしまうこと
から、大量培養用のカルスを形成するには不適当である
In addition, the culture for turning fragments and tissues into calluses takes 20 to 30 minutes.
It is desirable that the temperature is about 0° C. and the illuminance is 3000 Lux or less. Callus growth requires illuminance of 3000
It is good when the illuminance is about Lux, but if the illuminance is higher than that, the proliferation ability of callus cells decreases, and anthocyanin is produced on the callus surface as the culture time passes, and the callus cells that have produced this anthocyanin are Even if liquid culture is subsequently performed, the cell proliferation ability is reduced, making it unsuitable for forming callus for mass culture.

そして、上述した培養条件で細胞を培養してカルスを形
成し、必要に応じてカルスの継代培養を行い、さらに、
得られたカルスの中からアントシアニン生産能の高いカ
ルスを選抜し、上述した固体培地を用い、温度20〜3
0℃、照度3000 LLIX以下の条件下で継代培養
を行って大量培養用のカルスを形成する。
Then, the cells are cultured under the above-mentioned culture conditions to form a callus, and if necessary, the callus is subcultured, and further,
Calli with high anthocyanin-producing ability were selected from the obtained calli and incubated at a temperature of 20 to 3
Subculturing is performed under conditions of 0° C., illuminance of 3000 LLIX or less to form callus for mass culture.

アントシアニン生産能の高いカルスを選抜する方法とし
ては、培養されたカルスを上述の固体培地に置床し、照
度3000Lux〜8000Lux程度、温度20〜3
0℃で培養してカルス表面にアントシアニンを生成させ
、着色度合が強いアントシアニン生産能の高いカルスを
選び出し、このカルス内部の未着色部分を取り出して大
量培養用の細胞として使用し、あるいはこの未着色部分
を取り出して別の固定培地に置床して培養し、新たにカ
ルスを形成する方法などが使用される。
As a method for selecting callus with high anthocyanin-producing ability, cultured callus is placed on the solid medium described above, and the illuminance is about 3,000 Lux to 8,000 Lux, and the temperature is about 20 to 3
Cultivate at 0°C to produce anthocyanin on the surface of the callus, select highly colored calli with high anthocyanin production ability, take out the uncolored part inside this callus and use it as cells for mass culture, or use this uncolored callus as cells for mass culture. A method is used in which a portion is removed, placed on a separate fixed medium, and cultured to form a new callus.

さらに、このような方法で選抜されるアントシアニン生
産能の高いカルスは、白く柔らかい外観をしており、カ
ルス化の段階で着色してしまったり固いカルスは十分な
アントシアニン生産能が得られないことから、アントシ
アニン生産能の高いカルスを簡易的に選抜する方法とし
て、培地上に形成されたカルスの外観から判断し、白く
柔らかいカルスを選抜して大量培養用のカルスとして使
用することも可能である。
Furthermore, calli with high anthocyanin-producing ability selected by this method have a white and soft appearance, and callus that is colored or hard during the callus formation stage cannot have sufficient anthocyanin-producing ability. As a simple method for selecting calli with high anthocyanin-producing ability, it is also possible to judge from the appearance of calli formed on the medium, select white and soft calli, and use them as calli for mass culture.

次に、得られたアントシアニン生産能の高い大量培養用
のカルスを、LS培地あるいはMS培地にオーキシンあ
るいはオーキシンとサイトカイニンを添加した液体培地
内に入れて振とう培養する。
Next, the obtained callus for mass culture with high anthocyanin-producing ability is placed in a liquid medium prepared by adding auxin or auxin and cytokinin to LS medium or MS medium and cultured with shaking.

この液体培地中の2.4−DおよびBAの添加量は、先
のカルス化の際に使用した固体培地と同様に、2.4−
D (オーキシン)を0.5〜5 、 Oppm5B 
A (サイトカイニン)を0.05〜2 pprtr程
度とする。また培養条件は、温度20〜30℃、照度3
000 Lux以下とする。この培養(培養前期)にお
ける光条件を照度3000 Lux以上とすると、培養
時間の経過に伴って培養細胞の表面にアントシアニンが
生成され、その後細胞は褐変し増殖能が低下してしまう
ことから、培養細胞を増殖させるには不適当である。
The amounts of 2.4-D and BA added in this liquid medium were the same as in the solid medium used in the previous callus formation.
D (auxin) 0.5-5, Oppm5B
A (cytokinin) is set to about 0.05 to 2 pptr. The culture conditions were a temperature of 20-30°C and an illuminance of 3.
000 Lux or less. If the light conditions for this culture (first stage of culture) are illuminance of 3000 Lux or more, anthocyanins will be produced on the surface of the cultured cells as the culture time passes, and then the cells will turn brown and their proliferation ability will decrease. It is unsuitable for growing cells.

上述の条件で培養を行うことにより、カルス細胞は液体
培地内で増殖し、必要に応じて培養のスケールアップを
行って、所望量の培養細胞を生産する。
By culturing under the above-mentioned conditions, callus cells proliferate in the liquid medium, and if necessary, the culture is scaled up to produce a desired amount of cultured cells.

次に、液体培地内で増殖した培養細胞を、照度3000
 Lux以上、好ましくは3000〜8000 Lux
の光条件下で培養し、培養細胞をさらに増殖させながら
、培養細胞にアントシアニンを生成させる(培養後期)
。この培養後期の光条件が照度3000 Lux以下で
あると、培養細胞のアントシアニン生成が不良となり、
また照度8000Lux以上の光条件下で培養すると培
養細胞の増殖が悪くなるとともに培養細胞のアントシア
ニン生産能も悪くなる。なお、この培養後期においても
、必要に応じて培養のスケールアップを行うことが可能
である。
Next, the cultured cells grown in the liquid medium were exposed to an illumination intensity of 3000.
Lux or more, preferably 3000-8000 Lux
The cultured cells are cultured under the following light conditions, and the cultured cells are allowed to produce anthocyanin while further proliferating (late stage of culture).
. If the light conditions in the latter stage of the culture are illuminance of 3000 Lux or less, the anthocyanin production of the cultured cells will be poor,
Furthermore, when cultured under light conditions with an illuminance of 8000 Lux or more, the proliferation of the cultured cells becomes poor and the anthocyanin production ability of the cultured cells also becomes poor. In addition, even in this latter stage of culture, it is possible to scale up the culture as necessary.

次に、アントシアニン生成の終了した細胞を液体培地か
ら分離し、この細胞からアントシアニンを抽出、精製し
てアントシアニンを製造する。
Next, cells that have finished producing anthocyanins are separated from the liquid medium, and anthocyanins are extracted and purified from these cells to produce anthocyanins.

培養細胞からのアントシアニンの抽出及び精製方法とし
ては従来既知の方法を用いることができる。すなわち液
体培地から培養細胞を分離し、好ましくは凍結乾燥など
の乾燥処理を行って乾燥細胞とし、この乾燥細胞を、塩
酸酸性メタノールに浸漬し、1〜複数回の抽出を行って
アントシアニンを抽出し、この抽出液に酢酸鉛を加えて
塩化鉛の沈澱をこし分け、次に生じた青色の鉛塩を集め
る。次にこれを塩酸酸性メタノールに再び溶かし、エー
テルを加えて沈澱させ、鉛塩として精製するかあるいは
ピクリン酸塩として析出させ、いずれも塩化物に変え結
晶させる方法などが用いられる。
Conventionally known methods can be used to extract and purify anthocyanins from cultured cells. That is, cultured cells are separated from a liquid medium, preferably subjected to a drying process such as freeze-drying to obtain dry cells, and the dried cells are immersed in hydrochloric acid acidic methanol and extracted one to multiple times to extract anthocyanins. , Add lead acetate to this extract, strain out the lead chloride precipitate, and then collect the blue lead salt that forms. Next, it is dissolved again in methanol acidified with hydrochloric acid, and ether is added to precipitate it, and it is purified as a lead salt, or it is precipitated as a picrate salt, and in either case, it is converted into a chloride and crystallized.

また、培養細胞からアントシアニンを抽出、精製する方
法はこれに限定されることなく、例えば上記抽出液を減
圧乾固し、水に溶解させた後、イオン交換樹脂にアント
シアニンを吸着させ、塩酸酸性エタノール液で溶出する
方法を用いて分離精製することも可能である。
In addition, the method for extracting and purifying anthocyanins from cultured cells is not limited to this, but for example, the above extract is dried under reduced pressure, dissolved in water, and then the anthocyanins are adsorbed on an ion exchange resin, followed by hydrochloric acid acidic ethanol. It is also possible to separate and purify using a method of elution with a liquid.

以上の各操作により、アントシアニンが製造される。Anthocyanin is produced by each of the above operations.

この方法では、イチゴの葉、茎、果実部、花部および根
のいずれかの部位から取り出した細胞を、オーキシンあ
るいはオーキシンとサイトカイニンを含む培地で培養し
てカルスを形成し、次いでオーキシンあるいはオーキシ
ンとサイトカイニンをを含む液体培地を用い、かつ照度
3000 Lux以下の光条件下でカルス細胞の大量培
養を行い、次いで照度3000Lux以上の光条件下で
培養して細胞内にアントシアニンを生成させ、次いでこ
の細胞からアントシアニンを抽出してアントシアニンを
製造するので、培養のスケールアップを極めて容易に行
うことができる。すなわち、アントシアニン合成能の高
いカルスを、まずフラスコなどの小形培養器内で増殖さ
せた後、増殖された培養細胞を大形タンク培養器にスケ
ールアップして培養し、このタンク内で大量に増殖させ
た後、照度3000 Lux以上の条件に切換えて培養
し、培養細胞にアントシアニンを生成させることによっ
て、大量のアントシアニンを短期間にかつ容易に得るこ
とができる。
In this method, cells taken from strawberry leaves, stems, fruits, flowers, and roots are cultured in a medium containing auxin or auxin and cytokinin to form a callus, and then treated with auxin or auxin and cytokinin. Mass culture of callus cells is performed using a liquid medium containing cytokinin under a light condition of illuminance of 3000 Lux or less, and then cultured under a light condition of illuminance of 3000 Lux or more to produce anthocyanin within the cells. Since anthocyanins are produced by extracting anthocyanins from the following, the scale-up of culture can be carried out extremely easily. In other words, callus with high anthocyanin synthesis ability is first grown in a small culture vessel such as a flask, and then the cultured cells are scaled up and cultured in a large tank culture vessel, and then grown in large quantities in this tank. After that, a large amount of anthocyanin can be easily obtained in a short period of time by culturing the cells under illuminance conditions of 3000 Lux or more and causing the cultured cells to produce anthocyanin.

さらに、上記カルスあるいはカルスを液体培地で増殖さ
せた培養細胞を、照度3000Lux以下の光条件で継
代培養しておくことにより、任意の時期にこれら細胞の
大量培養を開始することができるので、年間を通して平
均的にアントシアニンを製造することができる。
Furthermore, by subculturing the callus or cultured cells obtained by growing callus in a liquid medium under light conditions with an illumination intensity of 3000 Lux or less, mass culture of these cells can be started at any time. Anthocyanins can be produced on average throughout the year.

また液体培地を用いたカルス細胞の培養においては、植
物の通常栽培に比べて生産効率が格段に高く、短期間で
大量のアントシアニンを製造することができるので、ア
ントシアニンの生産コストを低減化することが可能とな
る。
In addition, in culturing callus cells using a liquid medium, the production efficiency is much higher than in conventional cultivation of plants, and a large amount of anthocyanin can be produced in a short period of time, reducing the production cost of anthocyanin. becomes possible.

さらにまた、固体培地によるカルス培養および液体培地
を用いたカルス細胞の培養においては、細胞の増殖速度
を光の照射条件によって調節することができる。このた
め光の照射条件を適宜調節することによって常に一定の
増殖速度で培養することが可能となり、培養の容易化、
効率化を図ることができる。
Furthermore, in callus culture using a solid medium and callus cell culture using a liquid medium, the growth rate of cells can be controlled by the light irradiation conditions. Therefore, by adjusting the light irradiation conditions appropriately, it is possible to always culture at a constant growth rate, which facilitates culturing.
Efficiency can be improved.

以下、実施例によって本発明の効果を明確化する。Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples.

「実施例」 (試料の調整) イチゴ(四季酸イチゴ: F ragariaX an
anassa)の幼苗、未成熟果実部分および開花前の
孔部分を、5%中性洗剤溶液で10分間撹拌洗浄した後
、70%エタノールに入れ30秒超音波洗浄した。その
後5%NaCl0水溶液で約8分間浸漬して滅菌し、各
試料をクリーンベンチ内に入れ、滅菌水で3回洗浄した
"Example" (Preparation of sample) Strawberry (Shikisou strawberry: FragariaX an
Anassa) seedlings, immature fruit parts, and pre-flowering hole parts were washed with stirring in a 5% neutral detergent solution for 10 minutes, and then placed in 70% ethanol and ultrasonically cleaned for 30 seconds. Thereafter, the sample was sterilized by immersion in a 5% NaCl0 aqueous solution for about 8 minutes, and each sample was placed in a clean bench and washed three times with sterile water.

幼苗は、葉と、茎下部を含む根部分と、残りの茎部分と
に切り分けた。葉、茎部分、果実部分、孔部分の各試料
は、それぞれ細かく裁断して1IIll〜数■の断片と
した。また根部分はそのまま試料とした。
The seedlings were cut into leaves, a root portion including the lower part of the stem, and the remaining stem portion. Each of the leaf, stem, fruit, and pore samples was cut into pieces of 1II to several square centimeters. The roots were used as samples.

(カルスの形成) MS培地にサッカロース(炭素源として)を30gIQ
、  1%の寒天を添加した固体培地を基本培地とし、
これに2.4−Dを0.1〜5.0ppm、BAを0.
05〜5 、0 ppmの範囲で含む各種のホルモン濃
度の異なる培地を用い、各固体培地に各部の断片や組織
を置床し、温度25℃、照度800 Luxの16時間
日長の条件で2週間培養し、カルスの形成状態を調べた
(Formation of callus) Add 30gIQ of sucrose (as a carbon source) to MS medium.
, a solid medium supplemented with 1% agar was used as the basic medium,
To this, 0.1 to 5.0 ppm of 2.4-D and 0.0 ppm of BA were added.
Using media with different hormone concentrations ranging from 0.05 to 0.05 ppm, fragments and tissues of each part were placed on each solid medium and incubated for 2 weeks at a temperature of 25°C, illuminance of 800 Lux, and a 16-hour photoperiod. The cells were cultured and the state of callus formation was examined.

この結果を第1表に示した。The results are shown in Table 1.

以下余白 第1表 X・・・各試料ともカルス形成せず O・・・各試料ともカルス形成あり △1・・・茎部分、根部分でカルス形成あり△3・・・
茎部分、根部分、葉でカルス形成あり△3・・・茎部分
、葉でカルス形成あり△4・・・茎部分でカルス形成あ
り △5・・・葉でカルス形成あり 第1表から明らかなように、カルス形成用の培地中のホ
ルモン(2,4−DとBA)濃度を適切に設定すること
により、イチゴの葉、茎、根などの各部の細胞を用いて
カルスを形成することが可能であった。またカルス形成
培地中の2.4−DとBAの最適濃度範囲は、2.4−
Dが0 、5 ppm〜2ppmSBAが0 、1 p
pm 〜2 ppmであった。
Margin below: Table 1
Callus formation on the stem, root, and leaves △3... Callus formation on the stem and leaves △4... Callus formation on the stem △5... Callus formation on the leaves It is clear from Table 1 By appropriately setting the concentration of hormones (2,4-D and BA) in the callus-forming medium, callus can be formed using cells from various parts of strawberries, such as leaves, stems, and roots. was possible. Furthermore, the optimal concentration range of 2.4-D and BA in the callus-forming medium is 2.4-D and BA.
D is 0, 5 ppm to 2 ppm SBA is 0, 1 p
pm to 2 ppm.

上記試料のうち葉と茎部分の断片を用い、2゜4−D単
独の培地およびBA単独の培地でカルス形成の有無を調
べた。結果を第2表、第3表に示した。
Using leaf and stem fragments of the above samples, the presence or absence of callus formation was examined in a medium containing only 2°4-D and a medium containing only BA. The results are shown in Tables 2 and 3.

第2表 第3表 第2表および第3表に示したように、ホルモンとして2
4−Dを単独とした培地であっても葉および茎部分の断
片試料からカルス化が可能であった。一方、BAを単独
とした培地ではカルス化が不可能であった。
Table 2 Table 3 Table 3 As shown in Tables 2 and 3, 2 as a hormone.
Even in the medium containing 4-D alone, callus formation was possible from leaf and stem fragment samples. On the other hand, callus formation was not possible in a medium containing BA alone.

また2、4−Dを単独とした培地での2.4−Dの最適
濃度範囲は、1〜2 ppmであった。この2゜4−D
を単独とした培地でのカルス形成培養と、第1表に示し
た2、4−DとBAの双方を加えた培地でのカルス形成
培養とを比較すると、2.4−DとBAの双方を加えた
培地の方がカルス化が良好であった。
Moreover, the optimal concentration range of 2.4-D in a medium containing 2,4-D alone was 1 to 2 ppm. This 2゜4-D
A comparison of callus-forming culture in a medium containing only 2,4-D and callus-forming culture in a medium containing both 2,4-D and BA shown in Table 1 shows that both 2.4-D and BA Callus formation was better in the medium containing .

また2、4−D以外のオーキシンとして、ナフタレン酢
酸(NAA)、インドール酢酸(IAA)、インドール
酪酸(IBA)を0.1〜5 ppmの1囲で加えた培
地を用い、上記葉と茎部分の断片試料を置床してカルス
化の有無を調べた。結果を第4表に示した。
In addition, as auxins other than 2,4-D, naphthalene acetic acid (NAA), indole acetic acid (IAA), and indole butyric acid (IBA) were added at a concentration of 0.1 to 5 ppm. The presence or absence of callus formation was examined by placing fragment samples on the bed. The results are shown in Table 4.

第4表 X・・・カルス形成なし △・・・カルス形成不良 第4表に示したように、2.4−D以外のオーキシン(
NAAS I AAS I BA)を用いてもカルスの
形成が可能であるが、2.4−Dに比べこれらのオーキ
シンはカルスの形成が不良であった。
Table 4: X: No callus formation △: Poor callus formation
Callus formation was also possible using NAAS I AAS I BA), but callus formation was poorer with these auxins than with 2.4-D.

(カルス細胞の一次培養) 上記試験により、2.4−D  2ppm、 BA  
0spp−を含む固体培地で、葉と茎部分の断片試料か
ら得られた白く柔らかいカルスをそれぞれ用い、これら
のカルスを切開して分割し、分割片を500園lフラス
コに入れ、2.4−D  ippm、BA  Ol p
pmを添加したLS培地(液体培地)to(1+1を入
れ、照度を800 Lux、 3000 Lux、 8
000Luxとし、培養温度25℃、80 rpmで振
とう培養し、各条件でのカルスの増殖を調べた。
(Primary culture of callus cells) According to the above test, 2.4-D 2ppm, BA
Using a solid medium containing 0 spp-, white and soft calli obtained from leaf and stem fragment samples were incised and divided, and the divided pieces were placed in a 500-liter flask.2.4- D ippm, BA Ol p
Add LS medium (liquid medium) to (1+1, and set the illuminance to 800 Lux, 3000 Lux, 8
000 Lux, a culture temperature of 25° C., and shaking culture at 80 rpm, and the growth of callus under each condition was examined.

その結果、葉および茎部分からの双方のカルスとも、光
条件を照度3000 Luxとしたときに最も増殖が良
好となった。しかしこの条件で培養されたカルスは、1
0〜14日後にアントシアニンが生成され、培養細胞が
褐変して以後の増殖能が低下した。
As a result, callus from both leaves and stems proliferated best when the light condition was set to an illuminance of 3000 Lux. However, callus cultured under these conditions
After 0 to 14 days, anthocyanin was produced, the cultured cells turned brown, and the subsequent proliferation ability decreased.

一方、照度800 Luxで培養した葉および茎部分の
それぞれのカルスは、培養細胞にアントシアニンを生成
することなく高い増殖率を示した。この光条件で培養し
たカルスは、1〜2週間の培養サイクルで継代培養でき
、同一条件でスケールアップ培養して培養細胞を大量生
産することが可能であった。
On the other hand, each callus of the leaves and stems cultured at an illuminance of 800 Lux showed a high proliferation rate without producing anthocyanin in the cultured cells. Callus cultured under these light conditions could be subcultured in a culture cycle of 1 to 2 weeks, and it was possible to perform scale-up culture under the same conditions to mass-produce cultured cells.

また8 000 Luxの光条件下で培養したカルスは
、葉、茎部分のカルスとも、培養当初から増殖が不良で
あり、数日で褐変した。
In addition, calli cultured under a light condition of 8,000 Lux showed poor growth in both leaf and stem callus from the beginning of culture, and turned brown within a few days.

これらの結果より、イチゴの葉、茎部分などの細胞から
誘導したカルスを、照度3000LLIX以下の照度条
件で液体培養することにより、培養細胞にアントシアニ
ンを生成させることなく増殖させることができ、この光
条件でスケールアップ培養することによって培養細胞の
大量生産が可能であることが判明した。
From these results, callus derived from cells such as strawberry leaves and stems can be grown in liquid culture under illuminance conditions of 3000 LLIX or less, and the cultured cells can be grown without producing anthocyanin. It was found that mass production of cultured cells is possible by scale-up culture under the following conditions.

(カルスの2次培養) 葉、茎部分の細胞から得られたカルスを800Luxの
光条件下で2週間培養した後、この培養細胞2g(湿重
量)を500m1フラスコに入れ、2.4−Dlppm
、BAO,ippmを添加したり、S培地(液体培地)
100mlを入れ、光条件を3000 Lux。
(Secondary culture of callus) After culturing the callus obtained from the cells of the leaf and stem parts for two weeks under a light condition of 800 Lux, 2 g (wet weight) of the cultured cells was placed in a 500 ml flask, and 2.4-Dlppm
, BAO, ippm or S medium (liquid medium)
Pour 100ml and set the light condition to 3000 Lux.

8000 Luxの連続光照射とし、培養温度25℃、
80rpmで振とう培養した。
Continuous light irradiation of 8000 Lux, culture temperature 25°C,
Culture was performed with shaking at 80 rpm.

照度3000 Luxとしたものでは、葉、茎部分のそ
れぞれの試料とも細胞の増殖が認められ、10〜14日
で培養細胞内にアントシアニンが生成された。
When the illuminance was set to 3000 Lux, cell proliferation was observed in both leaf and stem samples, and anthocyanin was produced within the cultured cells in 10 to 14 days.

照度8000 Luxとしたものでは、葉、茎部分のそ
れぞれの試料とも細胞の増殖がわずかであり、1〜数日
で培養細胞内にアントシアニンが生成された。
When the illuminance was set to 8000 Lux, cell proliferation was slight in both the leaf and stem samples, and anthocyanins were produced in the cultured cells within one to several days.

この結果、照度3000 Lux以下で1次培養した後
に、照度3000 Lux以上として2次培養すること
により、培養細胞内にアントシアニンを生成させること
ができ、特に照度3000 Lux〜8000 LLI
Kで培養することにより、培養細胞を増殖させながらア
ントシアニンを生産することが可能であった。
As a result, anthocyanins can be produced in the cultured cells by primary culturing at an illuminance of 3000 Lux or less and then secondary culturing at an illuminance of 3000 Lux or more, especially at an illuminance of 3000 Lux to 8000 LLI.
By culturing with K, it was possible to produce anthocyanins while growing the cultured cells.

(アントシアニンの分離) 上記2次培養において、照度3000 Luxとして2
週間培養した培養サンプルを用い、培養液から培養細胞
をこし分け、アントシアニン系色素の定性分析を行った
。培養液より分離した培養細胞を5分間煮沸した後、培
養細胞を吸引ろ過し、ろ液をpvp(ポリビニルピロリ
ドン)に吸着させ、メタノールで洗浄し、その後1%H
Cl−メタノールで溶出し、吸光度を測定するとともに
、TLCにより分析した。これら分析の結果、培養細胞
から得られたアントシアニンは、天然イチゴの色素であ
る pelargonidin−3−glucosid
eやcyanidin3−glucosideであるこ
とが判明した。
(Separation of anthocyanin) In the above secondary culture, the illumination intensity was 3000 Lux and 2
Using a culture sample that had been cultured for a week, the cultured cells were strained from the culture solution and qualitative analysis of anthocyanin pigments was performed. After boiling the cultured cells separated from the culture solution for 5 minutes, the cultured cells were suction-filtered, the filtrate was adsorbed on PVP (polyvinylpyrrolidone), washed with methanol, and then soaked in 1% H
It was eluted with Cl-methanol, and the absorbance was measured and analyzed by TLC. As a result of these analyses, the anthocyanin obtained from cultured cells was found to be pelargonidin-3-glucosid, a natural strawberry pigment.
It turned out to be E and cyanidin3-glucoside.

以上の培養結果から、アントシアニンを生成させるため
の前段階であるカルスの大量培養は、暗所か800 L
LIKの光条件下で行い、−皮細胞を増殖させた後に3
000 Lux以上の照度として培養することにより、
イチゴの培養細胞を用いてアントシアニンの大量生産が
可能であることが判明した。
From the above culture results, it is clear that large-scale culture of callus, which is the preliminary stage for producing anthocyanins, can be carried out in the dark or at 800 L.
carried out under the light conditions of LIK, -3 after proliferation of skin cells.
By culturing at an illuminance of 000 Lux or higher,
It has been found that it is possible to mass produce anthocyanins using cultured strawberry cells.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明はイチゴの葉、茎、果実
部、花部および根部のいずれかの部位から細胞を取り出
し、オーキシンあるいはオーキシンとサイトカイニンを
添加した固体培地で培養してカルスを形成し、得られた
カルスを照度3000 Lux以下で液体培養してカル
ス細胞の大量培養を行い、次いで照度を3000Lux
以上として細胞内にアントシアニンを生成させ、次いで
この細胞からアントシアニンを抽出してアントシアニン
を製造することにより、アントシアニンが合成される前
の培養時に培養のスケールアップを極めて容易に行うこ
とができ、培養をスケールアップすることによって大量
の培養細胞を容易に得ることができ、アントシアニンを
大量生産することができる。
"Effects of the Invention" As explained above, the present invention extracts cells from any of the leaves, stems, fruits, flowers, and roots of strawberries and culture them in a solid medium supplemented with auxin or auxin and cytokinin. to form a callus, and culture the obtained callus in liquid at an illuminance of 3000 Lux or less to perform mass culture of callus cells, and then reduce the illuminance to 3000 Lux.
By producing anthocyanin in cells as described above and then extracting anthocyanin from the cells to produce anthocyanin, it is possible to scale up the culture extremely easily during culture before anthocyanin is synthesized. By scaling up, a large amount of cultured cells can be easily obtained and anthocyanins can be produced in large quantities.

また上記カルスあるいはカルスを液体培地で増殖させた
培養細胞を、照度3000LLIX以下の光条件で継代
培養しておくことにより、任意の時期にカルス細胞の大
量培養を開始することができるので、年間を通して平均
的にアントシアニンの製造を実施することができる。
In addition, by subculturing the above-mentioned callus or cultured cells grown from callus in a liquid medium under light conditions with an illuminance of 3000 LLIX or less, it is possible to start mass culture of callus cells at any time of the year. The production of anthocyanins can be carried out on average through

また液体培地を用いたカルス細胞の培養においては、植
物の通常栽培に比べて生産効率が格段に高く、短期間で
大量のアントシアニンを製造することができるので、ア
ントシアニンの生産コストを低減化することができる。
In addition, in culturing callus cells using a liquid medium, the production efficiency is much higher than in conventional cultivation of plants, and a large amount of anthocyanin can be produced in a short period of time, reducing the production cost of anthocyanin. I can do it.

さらにまた、固体培地によるカルス培養および液体培地
を用いたカルス細胞の培養においては、細胞の増殖速度
を光の照射条件によって調節することができる。このた
め光の照射条件を適宜調節することによって常に一定の
培養速度で培養を行うことが可能となり、培養の容易化
、効率化を図ることができる。
Furthermore, in callus culture using a solid medium and callus cell culture using a liquid medium, the growth rate of cells can be controlled by the light irradiation conditions. Therefore, by appropriately adjusting the light irradiation conditions, it is possible to always perform the culture at a constant culture rate, making the culture easier and more efficient.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 イチゴの葉、茎、果実部、花部および根のいずれかの部
位から細胞を取り出し、 この細胞をオーキシンあるいはオーキシンとサイトカイ
ニンとを添加した固体培地で培養してカルスを形成し、 次いでオーキシンあるいはオーキシンとサイトカイニン
とを添加した液体培地を用い、かつ照度3000Lux
以下の光条件下でカルス細胞の培養を行い、 次いで照度3000Lux以上の光条件下で培養して細
胞内にアントシアニンを生成させ、 次いでこの細胞からアントシアニンを抽出することを特
徴とするアントシアニンの製造方法。
[Claims] Cells are removed from any part of the leaves, stems, fruits, flowers, and roots of strawberries, and the cells are cultured in a solid medium supplemented with auxin or auxin and cytokinin to form callus. Then, a liquid medium containing auxin or auxin and cytokinin was used, and the illumination intensity was 3000 Lux.
A method for producing anthocyanin, which comprises culturing callus cells under the following light conditions, then culturing under light conditions with an illuminance of 3000 Lux or more to produce anthocyanins within the cells, and then extracting anthocyanins from the cells. .
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