JPS60986B2 - ムラサキ科植物の組織培養方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシコニン等のナフトキノン系の色素を含有す
るムラサキ科植物の組織培養方法に関する。

さらに詳しくは液体培地の特定の成分の濃度をコントロ
ールしてムラサキ料の植物を組織培養することにより、
ナフトキノン系化合物その他の有用成分を多量に効率よ
く生産する方法に関する。ムラサキ科の植物であるムラ
サキの根には下記の式、（Ｒ＝‐ＯＨ，‐ＯＣＯＣＨ３
など） で示されるシコニン（Ｒ＝−ＯＨ）等のナフトキノン系
の化合物が含まれており、従来から「紫根」と呼ばれ漢
方薬に用いられている。

すなわちゴマ油等の油脂によって、紫根からシコニンそ
の他の物質を抽出して得られる軟膏は紫雲管と呼ばれ各
種皮膚疾患、切傷、火傷、痔疾等の治療に用いられ、抗
炎症作用、肉芽形成作用等のあることが知られている。
しかしながら紫根から抽出できるシコニン等の薬効成分
は徴量であり、またムラサキの栽培には時間がかかり、
自然環境や天候にも左右される等の問題があり、その安
定供給が危ぶまれている。

これに対し、組織培養方法を用いてムラサキ科の植物を
増殖させることが、田端 守、水上 元らによって「フ
アイトケミストリー（Ｐｈｙｔ比ｈｅｍｉｓｔひ）第１
鏡等第９２７ページ、「薬学雑誌」第９３登第１３７６
ページ、「ファイトケミストリー」（Ｐｈｙのｃｈｅｍ
ｉｓｔび）第１６巻第１１８３ページ、同第１７巻第９
５ページに報告されている。

この方法によれば、季節、天候に左右されることなく、
ムラサキ料の植物を増殖させることができるので非常に
有利である。しかしながらこれらに開示されている方法
では、いずれも培地を寒天で固体状にして使用しており
、大量生産には不適当である。そこで本発明者らは大量
生産に適している液体塔地を用いて、同機にカルスを生
育させる方法を検討し、まず田端らの用いた培地（リン
スマイャー・スクーグの培地）に寒天を添加することな
く液体塔地の形態でムラサキの組織培養に使用したが、
カルスはある程度増殖するものの、シコニン等の色素生
成量は少量であり、またその生成量もバラッキが大きく
安定した収量を確保することができなかった。

一方、植物の組織培養に用いられる液体培地としては、
無機塩類、炭素源、植物ホルモン類、ビタミン類、アミ
ノ酸類等を培地成分とするものが知られている。

本発明者らはこれらの塔地成分について、更に検討した
結果、ビタミン類およびアミノ酸類の特定の成分の濃度
をコントロールすることにより、ナフトキノン系の化合
物の生成量が増加し、その生成量のバラッキも少なく、
安定した生産を確実に行うことができることを見出し、
この発明を完成するに至った。すなわち本発明は、下記
の濃度条件、 【ａ｝ イノシトール濃度 ５０の９／そ
以下‘ｂ）チアミン濃度 ０．０５奴／
汐以下｛ｃー ピリドキシン濃度 ０．２５
柵／ク以下‘ｄー ニコチン酸濃度 ０．
５の９／そ以下‘ｅ｝ アスコルビン酸濃度
１．０雌／そ以下‘ｆ｝ グリシン濃度
１．０のｐ′〆以下（ｇ）Ｌーシスティン濃度
５．０のｐ／そ以下（ｈ） Ｌーグルタミン濃度
５．０雌′そ以下のうちの少なくとも１以上の
条件を満たす液体培地を用いることを特徴とするムラサ
キ料植物の組織培養方法に関する。

本発明で用いられる液体培地は、上記の成分の濃度がコ
ントロールされている限り、他の成分を通常用いられる
範囲で広く変化させることができ、従釆から植物の組織
培養に用いられている培地を改変して用いることができ
る。

また植物の組織培養に用いられる液体塔地としては無機
成分および炭素源を必須成分とし、これに植物ホルモン
類、ビタミン類およびアミノ酸類等から選ばれる少なく
とも１種類以上の成分を加えた液体培地があり、必要に
応じてその他の成分も併用される。

無機成分としては、窒素、リン、カリウム、カルシウム
、マグネシウム、イオウ、鉄、マンガン、亜鉛、ホウ素
、銅、モリブデン、塩素、ナトリウム、ヨウ素、コバル
ト等があり、具体的には硝酸カリウム、硝酸ナトリウム
、硝酸カルシウム、リン酸１カリウム、リン酸２ナトリ
ウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸マ
ンガン、硫酸亜鉛、ホウ酸、硫酸銅、モリブデン酸ナト
リウム、三酸化モリブデン、ョゥ化カリウム、塩化コバ
ルトなどが例示される。

また炭素源には、、ショ糖の炭化水素、その誘導体、脂
肪酸等の有機酸、エタノール等の１級アルコールなどが
例示される。植物ホルモン類には、インドール酢酸 （ＩＡＡ入 ナフタレン酢酸（ＮＡＡ）、ｐ−クロロフ
ェノキシィソ酪酸、２・４ージクロロフェノキシ酢酸（
２・４−Ｄ）などのオーキシン類、カィネチン、ゼアチ
ン、ジヒドロゼアチン等のサィトカィニン類が例示され
る。

ビタミン類には、ビオチン、チアミン（ビタミンＢ）、
ピリドキシン（ビタミンＢ６）、パントテン酸、アスコ
ルビン酸（ビタミンＣ）、ィノシトール、ニコチン酸な
どが例示される。

アミノ酸類には、グリシン、アラニン、グルタミン、シ
ステインなどがある。

本発明においては、これらの成分のうちビタミン類の｛
ａ〕イノシトール、｛ｂ｝チアミン、（ｃ’ピリドキシ
ン、｛ｄーニコチン酸、（ｄアスコルビン酸およびアミ
ノ酸類の【ｆ｝グリシン、（ｇ｝Ｌ−システイン、（ｈ
）Ｌーグルタミンから選ばれる少なくとも一成分の濃度
を前記した範囲内にコントロールすることが必要であり
、とくに一成分のみならず、二成分以上の濃度をコント
ロールすることが望ましく、上記‘ａ｝〜｛ｈ〕のすべ
ての成分の濃度をコントロールすることが最も望ましい
。

またこれら｛ａ）〜（ｈ）の成分の濃度は、前記した濃
度以下のうちでも、さらに濃度を低くすることが望まし
く、これらの成分が添加されていない液体培地を用いる
ことがとくに望ましい。

これによりカルス中のナフトキノン系化合物の生成量が
さらに増加する。液体培地中の上記以外の成分の濃度は
、広い範囲で変えることができる。

通常は、無機成分を約０．１ｒＭ〜約１００ｍＭ程度、
炭素源を約１夕／夕〜３０夕／そ程度、さらに植物ホル
モン類を約０．０１仏Ｍ〜約１０仏Ｍ程度、ビタミン類
およびアミノ酸類をそれぞれ約０．１雌／〆〜約１００
雌′Ｚ程度とすることが行われる。本発明においては、
堵地中の他の成分の調整によりナフトキノン系の化合物
の生成量をさらに増大させることも可能である。

例えば全窒素源に対するアンモニウムイオンの割合を約
１０モル％以下にすれば、ナフトキノン系化合物の生成
量はさらに増大する。この発明の好適例としては、以下
のような方法がある。

即ちムラサキ科に属する植物の植物体、例えば根、生長
点、葉、茎、種子などから採取された組織片を殺菌処理
後、寒天で固めたりンスマィャー・スクーグの固体塔地
上に鷹床し、１０〜３５℃で７〜３０日程度経過後、組
織片の一部をカルス化させる。このようにして得られた
カルスを継代培養すると生育速度が漸次高まり安定化し
たカルスが得られる。このカルスを増殖に適した液体塔
地、例えばリンスマィャー・スクーグの液体培地に移し
て増殖させる。

液体塔地においてさらに生育速度が高められ、安定化し
たカルスを本発明の液体塔地に添加して培養する方法が
ある。

これらの方法において、液体塔地中のカルスの初期濃度
は、広い範囲で変えることができる。

通常は液体塔地１どに対して、カルスを約１夕〜約２０
０夕（新鮮重量）程度添加することが望ましい。本発明
の組織培養において、光は必ずしも必要ではなく、かえ
って暗所での培養がシコニン等の色素の生育に望ましく
、培養温度は約１０ｑｏ〜約３５℃、とくに約２３ｏｏ
〜約２８００一が好適である。

約１０午○未満ではカルスの増殖速度が小さく、約３５
マＣを越えても同様にカルスの増殖速度は小さくなる。
カルスおよび液体培地からナフトキノン系化合物を分離
採取するには、従来から天然品の「紫板」に適用されて
いる抽出等の方法を採用することができる。本発明によ
れば、液体塔地を用いるのでタンクを利用した大量培養
が可能であり、さらにカルスを培地から分離する方法と
して、デカンテーション、炉過等の簡便な操作を採用で
きるので工業上有利である。

さらにカルスの増殖が速やかでありシコニン等のナフト
キノン系の化合物を確実に大量生産することができる。

比較例ム ラサキ（Ｌｉｔｈｏｓｐｅｒｍｕｍ ｅひｔ
ｈｒｏｒｈｂｏｎＳｅ泣．ｅｔＺＭｃ．）の根の組織片
を、リンスマィャー・スクーグの寒天固体培地に層床し
、静直培養法でムラサキのカルスを得た。

このカルスをリンスマイヤー・スクーグの液体培地で培
養することにより、カルスの生育速度を高めた。一方１
００机のェルレンマィャーフラスコに第１表の組成から
なる液体塔地（ただし植物ホルモン類として、インドー
ル酢酸をｌＡＭ、カィネチンをｌＯＡＭおよび炭素源と
してショ糖を２０タ′〆含む）３０の【入れ、１２０ｏ
ｏ、１０分間滅菌した。

この液体培地に、上記の生育速度の高められたムラサキ
の新鮮カルス０．５夕を添加して、２ｙＣで１４日間ロ
ータリーシェーカー上で、旋回培養（振幅２５肋、１０
仇ｐｍ）した。培養後のムラサキカルスを炉週により採
取し、３５ｏ０で２４時間乾燥させた後、その重量（乾
重）を測定し、液体培地１とあたりの培養細胞の生育乾
車を求めた。

また得られたカルスから、抽出によりシコニンを分離し
、その重量を測定し、液体塔地１〆あたりの総シコニン
の生成量を求めた。

結果を第２表に示す。

実施例 １〜５ 比較例において、液体培地の培地成分のうちの特定成分
を第２表に示す値とする以外は比較例と同様に行った。

第１表第２表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の濃度条件、 （ａ）イノシトール濃度５０ｍｇ／ｌ以下（ｂ）チアミ
   ン濃度０．０５ｍｇ／ｌ以下（ｃ）ピリドキシン濃度０
   ．２５ｍｇ／ｌ以下（ｄ）ニコチン酸濃度０．５ｍｇ／
   ｌ以下（ｅ）アスコルビン酸濃度１．０ｍｇ／ｌ以下（
   ｆ）グリシン濃度１．０ｍｇ／ｌ以下（ｇ）Ｌ−システ
   イン濃度５．０ｍｇ／ｌ以下（ｈ）Ｌ−グルタミン濃度
   ５．０ｍｇ／ｌ以下のうちの少なくとも１以上の条件を
   満たす液体培地を用いることを特徴とするムラサキ科植
   物の組織培養方法。