JPH0541993A - 地衣植物組織培養による地衣成分の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天然地衣植物体が生産する地衣成分を人為的
に生産可能ならしめること。 【構成】 同一個体の地衣植物から採取された少なくと
も１個の菌細胞と少なくとも１個の藻細胞を含む組織を
培養することにより誘導した、天然地衣植物体と同様の
地衣成分生産能を有する地衣植物の未分化共生体を、培
養して地衣成分を生産せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［産業上の利用分野］本発明は、地衣植物
組織培養による地衣成分の製造法、特に地衣植物組織か
ら誘導した未分化共生体を培養して地衣成分を生産させ
る方法に関する。

【０００２】［従来の技術］地衣植物はある種の菌類と
藻類とから成立っている共生体であって、植物学的にも
特異な地位を占める一群の植物を言う。しかも、地衣植
物は顕微鏡で観察すると、その内部構造が皮層(地衣体
の最も外側にあって地衣体を保護している組織、菌糸が
集合して互いに融合してできている)、藻類層(地衣体を
構成している藻類を菌糸が取り囲み保持している組
織)、髄層(菌糸がゆるく錯綜し、地衣体の基本となって
いる組織)、偽根(下面の皮層から突出し、地衣体を基物
に固着させる組織)に分化し、極めて大きな構造上の特
徴を有している。(ただし、下面の皮層から偽根が生じ
ていない場合もある。)

【０００３】かかる地衣植物の代謝生産物であるいわゆ
る地衣成分は、多くの高等・下等植物の成分とは全く趣
きを異にし、化学的に特殊な限られた一部門である。朝
比奈の分類によれば、地衣成分には下記のものが挙げら
れる(朝比奈・柴田著「地衣成分の化学」河出書房(１９４
８年))。

【０００４】Ａ．脂肪族地衣成分 第１群:酸類 a．一塩基性ラクトン酸、b．二塩基性酸、c．三塩基性
酸 第２群:リーベルマン反応を呈する中性物質(ゼオリン系
化合物) 第３群:多価アルコール類 Ｂ．芳香族地衣成分 第１群:プルヴィン酸誘導体 第２群:デプシド類 a．オルチン系化合物、b．オルチン・ベタオルチン混合
系化合物、c．ベタオルチン系化合物 第３群:デプシドーン類 a．オルチン系化合物、b．ベタオルチン系化合物 第４群:キノーン類 a．オキシアントラキノーン誘導体、b．フエナントレン
キノーン誘導体 第５群:キサントーン誘導体 第６群:ヂフェニレンオキシド誘導体 第７群:含窒素化合物(ヂケトピペラチン誘導体) Ｃ．炭水化物 第１群:多糖類

【０００５】更に具体的には、次の如き化合物が地衣成
分の代表例として挙げられる。 I．デプシドーン類 バリオラール酸、ノルスチクチン酸、パンナリン、フイ
ソダール酸、フイソド酸、プソロム酸、フマルプロトセ
トラール酸、ロパール酸、α−コラトール酸、セラチン
酸、ヌチクチン酸、アレクトロン酸。プロシセトラール
酸など。 II．デプシド類 ヒポタルノール酸、タムノール酸、ポニン酸、ホモ石花
酸、パルパチン酸、パルパトール酸、ミクロフイリン
酸、スフエロホリン、石花酸、ジフラクタ酸、アトラノ
リン、レカノール酸、アンチア酸、エペルン酸、オプツ
サート酸、オリペトール酸、ペオミセス酸、ペルラトリ
ン酸、テヌイオリン、ウンピリカール酸など。 III．ジフェニレンオキシド類 ストレプシリン、ジジム酸、ウスニン酸、カリシン、ピ
ナストリン酸、リゾカルピン酸、プルピン酸(プルピン
酸メチル)など。 V．アントラキノン類 ロドクラドン酸、エンドクロチン、パリエチンなど。 VI．フエナントレンキノン類 テレホール酸など。 VII．脂肪酸類 ランギホルム酸、カペラート酸など。 VIII．トリテルペン ゼオリン、ウルソール酸など。 IX．テトロン酸類 プロトリケステリン酸など。 X．キサントン類 チオフアニン酸など。

【０００６】地衣成分の生理的意義については、地衣植
物の発育が遅緩であることから、微生物の攻撃や小動物
の喰害に対する防御であるとか、また他の菌類とは異な
り日向に生育することから、紫外線に対する防御である
とか考えられている。そのため古来から地衣成分は、こ
れら機能から生じた用途に使用されてきた。例えば、染
料、抗生物質、香料などである。

【０００７】しかし、地衣植物はその生育が遅いのに加
えて、その生育は季節・気候・温度・緯度など自然環境
や更に亜硫酸ガス濃度、ばい煙濃度などの人為環境の制
約を受け易いために、天然栽培は非常に難しく、成功し
ていない。また、地衣植物は外形がよく似ていて成分の
全く異なるものが多いので、材料の選別に熟練が必要で
あり、そのため天然からの採集は困難である。一方、地
衣体を構成する菌と藻を分離し、分離された菌より地衣
成分を生産しようとする試みがある(吉村著「原色日本地
衣植物図鑑」３１９頁、保育社)。しかし、この方法にお
いては藻と菌の共生により生じる効果を無視しているた
め、目的とする地衣成分が生産されないことがある。

【０００８】最近、植物成分を生産する手法として、植
物組織培養の研究が進められている。植物組織培養は、
年単位あるいは月単位で生育する天然植物に比べ、はる
かに速い速度でもって生育することから、短時間に目的
とする成分を生産することが可能であり、また天然栽培
とは異なり天候等の影響を受けず、採取にも多くの人手
を煩わすことなく、しかも工業的規模で計画的生産が可
能であるという利点を有する、しかし、地衣植物につい
ても人工培養の研究が進められているが、いまだ成功し
たという報告はない。

【０００９】［発明が解決しようとする課題］本発明が
解決しようとする技術的課題は、天然の地衣植物が生産
する地衣成分を人為的に効率良く生産することにある。

【００１０】［課題を解決するための手段］本発明者ら
は、上記した技術的課題を解決するため、種々研究を重
ねた結果、分化した地衣植物の同一個体から少なくとも
１個の菌細胞と少なくとも１個の藻細胞を含むように組
織部分を採取し、これを培養して誘導された未分化共生
体が天然の地衣植物と殆ど同じ地衣成分生産能を保持し
ていること、およびこの未分化共生体をその生育に適し
た培地で培養することにより地衣成分生産能を保持した
まま人為的に効率良く増殖させうることを見いだし、こ
れらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【００１１】前述の如く、地衣植物の人為的増殖を目的
として、既に通常の培養法あるいは植物培養法が適用さ
れている。しかしながら、それらの従来法では専ら菌体
が重視され、菌体自体の成育に注力されて来た。これら
従来法とは異なり、本発明者らは菌と藻の関係を重視
し、両者が未分化な共生体として存在している状態を創
製し、これを組織培養することによって所望の地衣成分
を安定、迅速かつ収率良く生産する、工業的方法を確立
するに至ったのである。すなわち、未分化共生体を組織
培養する点に、本発明の構成上の新規性があり、かかる
構成上の新規性の故に、所望の地衣成分の安定かつ迅速
な工業的生産を可能にすると云う著大な効果が達成され
たのである。本発明者らの知る限り、未分化共生体自体
新規の存在と考えられ、このような未分化共生体を組織
培養する試みも従来行われたことがなく、況や未分化共
生体の組織培養により地衣成分が好適に生産され得るか
否かも本発明に先立っては全く不明であった。

【００１２】本発明の要旨は、同一個体の地衣植物から
採取された少なくとも１個の菌細胞と少なくとも１個の
藻細胞を含む分化組織を、該組織の生育に適した培地で
培養することにより誘導した、天然地衣植物体と同様の
地衣成分生産能を有する地衣植物の未分化共生体を、該
未分化共生体が地衣成分を生産するのに適した培地で培
養して地衣成分を生産せしめ、得られた培養物から生産
された地衣成分を収得することを特徴とする地衣成分の
製造法に存する。

【００１３】本発明方法は、後記する実施例にも明らか
なとおり、種々の地衣植物に適用することの可能な、普
遍的な方法である。すなわち、本発明方法は、次に例示
する地衣植物の各科のものについて、一般的に適用出来
るものである:テロスキステス科、ムカデゴケ科、スミ
イボゴケ科、サルオガセ科、アンチゴケ科、ウメノキゴ
ケ科、ロウソクゴケ科、チャシブゴケ科、トリハダゴケ
科、ホウネンゴケ科、イワタケ科、ハナゴケ科、センニ
ンゴケ科、キゴケ科、ヘリトリゴケ科、サラゴケ科、ア
ステロチリア科、ヨロイゴケ科、ツメゴケ科、ハナビラ
ゴケ科、カワラゴケ科、クロサビゴケ科、ヘップゴケ
科、イワノリ科、リキナ科、モジゴケ科、チブサゴケ
科、キッコウゴケ科、アナイボゴケ科、サネゴケ科、ア
オバゴケ科、サンゴゴケ科、ピンゴケ科、ヒョウモンゴ
ケ科、イワボシゴケ科、キゴウゴケ科、ニセサネゴケ
科、ホシゴケ科、ケットゴケ科、ホウキタケ科、マッタ
ケ科など。

【００１４】ここで「未文化共生体」とは、地衣植物の
特徴的な分化構造を有しないが、地衣藻と地衣菌の間の
共生効果を示す系であり、少なくとも１個の藻細胞と少
なくとも１個の菌細胞から成る系を言う。また「共生効
果」とは、地衣藻と地衣菌の間に働き、両者の生育なら
びに代謝産物の生産を促進する相乗的な効果を言い、そ
の原因となるものは、両者の間の栄養源の移動を含む。
微量生理活性物質の移動であると考えられている。

【００１５】［作用］本発明で使用する地衣植物の未分
化共生体は、地衣植物を原料とし、これから誘導するこ
とにより得られる。レカノラ目サルオガセ科に属するア
カサルオガセを例にとり、これから当該未分化共生体を
誘導する場合についての具体的操作手順例は、以下の通
りである。

【００１６】先ず、アカサルオガセ科の地衣体を脱イオ
ン無菌水で充分洗浄した後、適当な大きさに滅菌メスで
切断して小片とする。この際、小片には藻部分と菌部分
の両者が含まれることが必要である。この小片を適宜の
培地、たとえばムランゲースクーグ培地の如き固体培地
上に載置し、０〜４０℃での一定温度条件下、通常、明
所において培養する。

【００１７】かかる培養により、３週間目頃に地衣体表
面から未分化共生体が形成されるので、無菌的にこれを
適当な組成の新しい培地上に移植し、０〜４０℃、好ま
しくは20〜35℃の一定温度下、通常、明所において培養
を続ける。好ましくは、このようにして得られた未分化
共生体を液体培地に懸濁し、液体培地中で振とう培養あ
るいは通気撹拌培養等のいわゆる液体培養を実施するこ
とが望ましい。これは液体培養が工業的規模での培養に
適しており、しかも液体培地中では、共生体中の地衣藻
と地衣菌の間の物質の移動が迅速に行われ、そのため共
生効果が固体培地を用いる場合よりも著しく発現して、
生育も活発になるからである。

【００１８】未分化共生体の培養に用いる培地としては
天然または合成、有機または無機の培地が使用される。
たとえば、各種既知の無機合成培地を基本とし、これに
共生効果を妨げない範囲内で栄養素、炭素源、各種天然
抽出物質等の有機物を添加したものであってよい。上記
無機合成培地の代表例としては、ホワイト培地、ヒルデ
ブランド培地、リンスマイヤー−スクーグ培地、ムラシ
ゲ−スクーグ培地等が挙げられる。その他、これらの培
地の組成を改良したものも使用することができる。

【００１９】上記栄養素としては、チアミン塩酸塩、ピ
リドキシン塩酸塩、ニコチン酸等のビタミン類、グリシ
ン、アスパラギン等のアミノ酸、イノシット、ソルビッ
ト等の６価アルコール等が使用されてよい。上記炭素源
としては、炭水化物(ショ糖、ブドウ糖、麦芽糖など)、
有機酸(酢酸など)、アルコール類(メタノール、グリセ
リンなど)が使用可能である。上記各種天然抽出物質と
しては、カゼイン加水分解物、ココナッツミルク、酵母
エキス、麦芽エキス等が例示され、単独または適当に組
合わせて使用してよい。本発明で採用される明所培養法
は、培養器を１００００ルックス以下に設置して行う培
養方法であり、光源としては太陽光、蛍光灯、白熱電
灯、水銀灯等が挙げられる。

【００２０】以上のようにして培養増殖した未分化地衣
共生体から地衣成分を分離採取するには、公知の方法に
従えばよい。例えば、溶媒抽出法で地衣成分を分離採取
する場合、上記アカサルオガセを例によってその操作手
順例について、以下に説明する。先ず、培養液を濾過し
て未分化共生体を集め、６０℃で２４時間あるいは１１
０℃で３時間にて乾燥させ、水分を除去する。次いで、
ソックスレー抽出法、温浸法または冷浸法でアセトン抽
出を行う。この場合、アセトン以外の極性溶媒(例えば
メタノール、エタノール等)も使用できる。得られるア
セトン抽出液を濃縮し、アセトンを留去する。濃縮液を
水と酢酸エチルに分配する。この場合、酢酸エチル以外
の有機溶媒(例えばクロロホルム、二塩化メチレン、n−
ヘキサン、エチルエーテル、ベンゼン、酢酸メチル、n
−ペンタン、シクロヘキサン、石油エーテル等)も使用
できる。次いで、酢酸エチル層と水層とに分離し、得ら
れる酢酸エチル層から酢酸エチルを留去し、酢酸エチル
抽出分を得る。この酢酸エチル抽出分からカラムクロマ
トグラフィーあるいは薄層クロマトグラフィーを用いて
目的とする地衣成分であるウスニン酸を得ることができ
る。

【００２１】このようにして得られるウスニン酸は２０
３℃前後の融点を有し、次に各種溶媒系、例えばヘキサ
ン／エーテル／ギ酸＝１３０／８０／２０(容量比、以
下同様)、ヘキサン／酢酸エチル／ギ酸＝５０／４０／
７、ベンゼン／ジオキサン／ギ酸＝９０／４５／４等に
より、シリカゲルＧ薄層クロマトグラフィーを行うと、
市販標品ウスニン酸のスポットと完全に一致する。ま
た、赤外吸収スペクトルおよび核磁気共鳴スペクトルも
標品のスペクトルと一致する。この結果、ウスニン酸で
あると同定できる。

【００２２】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。

【００２３】実施例１ 京都市にて採集したレカノラ目サルオガセ科に属するア
カサルオガセを長さ１cm程度の小片に切断し、これを充
分に水洗した後更に無菌箱内で無菌蒸留水中に数回浸漬
して洗浄する。このようにして得られるアカサルオガセ
の地衣小片を下記組成を有する合成寒天培地に無菌的に
置床する。培地としては、ムラシゲ−スクーグの無機塩
培地にチアミン塩酸塩０.１ppm、ピリドキシン塩酸塩
０.５ppm、ニコチン酸０.５ppm、グリシン２ppm、イソ
シトール１００ppmを加えてpＨ６.０に調整し、寒天１.
０％Ｗ／Ｖを加え常法通り殺菌した培地を用いる。この
ような培地に置床したアカサルオガセの小片を培養温度
２５℃、２０００ルックスの光照射下で培養する。３週
間目頃に緑色の未分化共生体が生ずる。得られた未分化
共生体約１g(生重量)を前記培地から寒天を除いた液体
培地１００ml中に移植し、振とう速度８０rpmの振とう
機上で培養温度２５℃、２０００ルックスの光照射下１
ケ月間培養を続ける。１ケ月後培養液を濾過して約５g
(生重量)の未分化共生体を得る。これを乳針で磨砕後、
ソックスレー抽出器でアセトンにより８時間の抽出を３
回繰返す。得られるアセトン抽出液を５０ml程度に濃縮
し、分液ロートに移し、同容の水と１００mlの酢酸エチ
ルを加え、振とう後酢酸エチル層を分離する。数回抽出
操作を繰返し、集められた酢酸エチル抽出液を濃縮して
酢酸エチルを留去し、酢酸エチル抽出分を得る。この酢
酸エチル抽出分の薄層クロマトグラフィーの結果を第１
図に示す。なお、溶媒:ヘキサン／エーテル／ギ酸＝１
３０／８０／２０(容量比)、発色:１０重量％硫酸噴霧
後１１０℃で５秒間加熱。標品との比較から、ウスニン
酸、サラチン酸、プロトセトラール酸、ノルスチクチン
酸の存在を確認した。なお、第１図中、標品a)サラチン
酸、b)スチクチン酸、c)プロトセトラール酸、d)フマー
ルプロトセトラール酸、e)スカマート酸、f)ノルスチク
チン酸、g)チオファニン酸、h)ウスニン酸、i)カリシン
を示す。

【００２４】実施例２ 枚方市にて採集したレカノラ目ウメノキゴケ科に属する
キクバゴケモドキを広さ０．５cm²程度の微小片に切断
し、これを使用する以外は実施例１と同様に実施して地
衣成分を得、その分析結果を第１図に示す。標品との比
較から、ウスニン酸、プロトセトラール酸、フマールプ
ロトセトラール酸の存在を確認した。

【００２５】実施例３ 枚方市にて採集したレカノラ目トリハダゴケ科に属する
モエギトリハダゴケを広さ０.５cm²程度の微小片に切断
し、これを使用する以外は実施例１と同様に実施して地
衣成分を得、その分析結果を第１図に示す。標品との比
較から、チオフアニン酸、スチクチン酸の存在を確認し
た。

【００２６】実施例４ 京都市にて採集したレカノラ目ハナゴケ科に属するコエ
ダアカミゴケの子柄を使用する以外は実施例１と同様に
実施して地衣成分を得、その分析結果を第１図に示す。
標品との比較から、ウスニン酸、スカマート酸の存在を
確認した。

【００２７】実施例５ 京都市にて採集したレカノラ目ヨロイゴケ科に属するキ
ンブチゴケを広さ０．５cm²程度の微小片に切断し、こ
れを使用する以外は実施例１と同様に実施して地衣成分
を得、その分析結果を第１図に示す。標品との比較か
ら、カリシン、スチクチン酸、ノルスチクチン酸の存在
を確認した。

【００２８】実施例６〜２９ 実施例１と同様にして、下記の地衣植物から得た微小片
を組織培養し、得られた未分化共生体を液体培地で培養
した。培養物の中には、既知文献記載の地衣成分の存在
が確認された。 実施例 種 名 属 名 採集地 ６ マツゲゴケ ウメノキゴケ 京都市 ７ カラクサゴケ ウメノキゴケ 〃 ８ キウメノキゴケ ウメノキゴケ 〃 ９ センシゴケ センシゴケ 〃 １０ ウメノキゴケ ウメノキゴケ 〃 １１ クズレウチキウメノキゴケ ウメノキゴケ 〃 １２ ドロガワサルオガセ サルオガセ 〃 １３ ツヅレカラタチゴケモドキ カラタチゴケ 〃 １４ イワカラタチゴケ カラタチゴケ 〃 １５ アカヒゲゴケ サルオガセ 〃 １６ ナメラカブトゴケ カブトゴケ 富山県 １７ コガネキノリ ホネキノリ 長野県 １８ トゲサルオガセ サルオガセ 京都市 １９ チヂレウラジロゲジゲジゴケ ゲジゲジゴケ 〃 ２０ ウチキクロボシゴケ クロボシゴケ 枚方市 ２１ エビラゴケ カブトゴケ 滋賀県 ２２ トゲハクテンゴケ ウメノキゴケ 京都市 ２３ ハナゴケ ハナゴケ 〃 ２４ イヌツメゴケ ツメゴケ 〃 ２５ ヤマヒコノリ ヤマヒコノリ 富良野市 ２６ ヨコワサルオガセ サルオガセ 〃 ２７ ハイマツゴケ エイランタイ 〃 ２８ ツノマタゴケ ヤマヒコノリ 〃 ２９ ナガサルオガセ サルオガセ 〃

【００２９】［発明の効果］上記したところから明らか
なように、本発明により、天然地衣植物の生産する地衣
成分を人為的に効率良く生産することが初めて可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例で得られる地衣成分の薄層ク
ロマトグラムと標品のそれとを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 (Ｃ１２Ｐ 1/00 Ｃ１２Ｒ 1:89） (Ｃ１２Ｐ 1/00 Ｃ１２Ｒ 1:645） (Ｃ１２Ｎ 5/04 Ｃ１２Ｒ 1:91）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然地衣植物の同一個体菌細胞と藻細胞
   を含む小片を採取し、これをそれら細胞の生育に適した
   培地で培養することにより誘導した、天然地衣植物と同
   様の地衣成分生産能を有する地衣植物の未分化共生体
   を、該未分化共生体が地衣成分を生産するのに適した培
   地で培養して地衣成分を生産せしめ、得られた培養物か
   ら生産された地衣成分を収得することを特徴とする地衣
   成分の製造法。