JP7455386B2 - Cultivation method for freshwater microalgae - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 平成30年2月13日に、ウェブサイト(アドレス:http://www.jst.go.jp/mirai/jp/program/lowcarbon/index.html#theme01)で公開した。Application of
特許法第30条第2項適用 平成30年2月13日に、ウェブサイト(アドレス:http://www.jst.go.jp/mirai/jp/uploads/saitaku2017/JPMJMI17EF_miyagishima.pdf)で公開した。Application of
特許法第30条第2項適用 平成30年2月13日に、ウェブサイト(アドレス:https://www.jst.go.jp/mirai/jp/news/2017/index.html)で公開した。Application of
本発明は、淡水産微細藻類の培養方法に関する。また、耐塩性が付与された淡水産微細藻類の生産方法及び当該生産方法により得られた耐塩性の淡水産微細藻類に関する。より具体的には、屋外大量培養、特に海水での屋外大量培養に適した淡水産微細藻類及びその生産方法に関する。
本願は、2018年10月2日に、日本に出願された特願2018-187763号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a method for culturing freshwater microalgae. The present invention also relates to a method for producing salt-tolerant freshwater microalgae and salt-tolerant freshwater microalgae obtained by the production method. More specifically, the present invention relates to freshwater microalgae suitable for outdoor mass cultivation, especially outdoor mass cultivation in seawater, and a method for producing the same.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-187763 filed in Japan on October 2, 2018, the contents of which are incorporated herein.
微細藻類は、陸上植物と比較して、高い二酸化炭素固定能力を有すること、及び農産物と生育場所が競合しないことから、いくつかの種は、大量培養されて、飼料、機能性食品、化粧品材料等として産業的に利用されている。
微細藻類の産業上利用については、コスト面等から、高価な機能性食品等の利用形態に限られている。微細藻類の生産コストを抑制して産業利用を促進するためには、屋外における大量培養が好ましい。屋外大量培養は、管理が簡易などの特徴を有するものの、コンタミネーションのリスクがあり、また直接外部環境の影響を受けるほか、藻類捕食者等の侵入も問題となる。そのようなリスクを回避するため、屋外大量培養を行う微細藻類としては、環境変動(光、温度等)に耐性を有すること、他の生物が生存できないような条件で培養できること、高密度まで増殖可能であること、等の条件が求められる。
そのため、現在までに、産業的に実用化されているのは、クロレラ(Chlorella)、ユーグレナ(Euglena)、ドナリエラ(Dunaliella)、スピルリナ(Spirulina)等の数種に限られている。これらの藻類種は、屋外大量培養に成功しており、機能性食品やサプリメントの原料として利用されている。
Microalgae have a higher carbon fixation ability than land plants, and because they do not compete with agricultural products for growing space, some species are cultivated in large quantities and used as feed, functional foods, and cosmetic materials. It is used industrially as such.
Due to cost considerations, the industrial use of microalgae is limited to expensive functional foods and the like. In order to suppress the production cost of microalgae and promote industrial use, outdoor mass cultivation is preferable. Although outdoor mass cultivation is characterized by easy management, there is a risk of contamination, it is directly affected by the external environment, and there is also the problem of invasion by algae predators. To avoid such risks, microalgae that can be cultivated outdoors in large quantities must be resistant to environmental fluctuations (light, temperature, etc.), can be cultured under conditions where other organisms cannot survive, and must be able to grow to high densities. Conditions such as being possible are required.
Therefore, to date, only a few species, such as Chlorella, Euglena, Dunaliella, and Spirulina, have been put into practical use industrially. These algae species have been successfully cultivated outdoors in large quantities and are used as raw materials for functional foods and supplements.
他の生物が生存できない環境としては、例えば、海水のような高塩濃度環境が挙げられる。有用微細藻類を高塩濃度培地で培養することに関しては、例えば、特許文献1~3の報告がある。
特許文献1には、耐塩性藻類を、段階的に塩濃度を増加させた培地で培養することを特徴とする油脂成分を産生する方法が記載されている。特許文献1に記載の方法では、220nmの波長において、培地中の硝酸塩含有量を測定した場合、該含有量が、10mg/L以下となるときに、2段階目の塩濃度を増加させることを特徴としている。
特許文献2には、淡水に生息し、炭化水素類産生能を有する藻類シュードコリシスチス・エリプソイディア(Pseudochoricystis ellipsoidea)の培養において、その炭化水素生産能の生産性を高めるために、培養を開始してから培地の光学濃度が飽和状態を示す光学濃度の2分の1の光学濃度に達するまでの間に、培地に塩を投入することが開示されている。
特許文献3には、ドコサヘキサエン酸を産生するクリプセコディニウム(Crypthecodinium)属の培養において、藻体内にドコサヘキサエン酸を蓄積させるために、培養液の食塩濃度を前記藻類の生育に好適な食塩濃度より0.1~10重量%高い値に設定して培養する方法が開示されている。
特許文献1~3に記載の方法は、微細藻類に塩ストレスを与えて、炭化水素生産能やドコサヘキサエン酸生産能を高めようとするものであり、屋外培養におけるコンタミネーションリスクの抑制を目的とするものではない。
Examples of environments in which other organisms cannot survive include environments with high salt concentrations such as seawater. Regarding culturing useful microalgae in a high salt concentration medium, for example, there are reports in
The methods described in
一方、単細胞原始紅藻であるイデユコゴメ綱(Cyanidiophyceae)に属する微細藻類は、硫酸酸性温泉において優先増殖する。イデユコゴメ綱には、シアニディオシゾン(Cyanidioschyzon)属、シアニジウム(Cyanidium)属、ガルデリア(Galdieria)属がある。シアニディオシゾン属に属するシアニディオシゾン・メロラエ(Cyanidioschyzon merolae)は、強固な細胞壁を有さない。シアニディオシゾン・メロラエは、極めて単純な細胞小器官セットにより構成されており、ゲノム配列の解読が完了している。そのため、光合成生物の基礎研究のためのモデル生物として利用されており、遺伝子改変技術の開発も進められている(非特許文献1、2)。
On the other hand, microalgae belonging to the class Cyanidiophyceae, which are unicellular primitive red algae, preferentially proliferate in sulfuric acid hot springs. The class Ideyukogome includes the genera Cyanidioschyzon, Cyanidium, and Galdieria. Cyanidioschyzon merolae, which belongs to the genus Cyanidioschyzon, does not have a strong cell wall. Cyanidioscizon melolae is composed of a very simple set of organelles, and its genome sequence has been completed. Therefore, it is used as a model organism for basic research on photosynthetic organisms, and genetic modification technology is also being developed (Non-patent
イデユコゴメ綱に属する淡水産の好酸性微細藻類は、他の生物が生育できないような酸性環境下で生育可能であり、屋外培養に適している。これらの微細藻類に、高塩濃度耐性を付与できれば、酸性かつ高塩濃度の環境で培養することができ、屋外培養時のコンタミネーションリスクがさらに低下する。また、培養に海水を利用することができれば、培養コストを抑制することができる。 Freshwater acidophilic microalgae belonging to the class Idyukogome can grow in an acidic environment where other organisms cannot grow, and are suitable for outdoor cultivation. If high salt concentration tolerance can be imparted to these microalgae, they can be cultured in an acidic and high salt concentration environment, further reducing the risk of contamination during outdoor cultivation. Furthermore, if seawater can be used for culture, culture costs can be reduced.
そこで、本発明は、低pH且つ高ナトリウムイオン濃度環境下で淡水産微細藻類を良好に増殖させることができる淡水産微細藻類の培養方法、低pH且つ高ナトリウムイオン濃度環境下で良好に増殖可能な淡水産微細藻類、及び当該淡水産微細藻類の生産方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a method for cultivating freshwater microalgae that allows freshwater microalgae to grow well in an environment of low pH and high sodium ion concentration, and a method for culturing freshwater microalgae that allows the freshwater microalgae to grow well in an environment of low pH and high sodium ion concentration. An object of the present invention is to provide freshwater microalgae and a method for producing the freshwater microalgae.
本発明は、以下の態様を含む。
[1]微細藻類の培養方法であって、淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で、培養温度が15~60℃で培養する培養工程を含む、淡水産微細藻類の培養方法。
[2]淡水産微細藻類の培養方法であって、淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で培養する前培養工程と、前記前培養工程後の淡水産微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が前記前培養工程における前記ナトリウムイオン濃度の1.2~5倍であり水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地で培養する本培養工程と、を含む、[1]に記載の淡水産微細藻類の培養方法。
[3]前記本培養工程における前記培地が、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.5M以上となるように調製した培地である、[1]又は[2]に記載の淡水産微細藻類の培養方法。
[4]前記本培養工程における前記培地が、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.4M以上となるように調製した培地である、[1]又は[2]に記載の淡水産微細藻類の培養方法。
[5]前記本培養工程における前記培地が、海水に、窒素含有塩、リン含有塩及び鉄含有塩を少なくとも添加し、且つ水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地である、[1]~[4]のいずれかに記載の淡水産微細藻類の培養方法。
[6]前記淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である、[1]~[5]のいずれか1つに記載の淡水産微細藻類の培養方法。
[7]ナトリウムイオン濃度が0.5M以上である培地で増殖できない淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で培養する工程を含む、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.5M以上となるように調製した培地で増殖可能な淡水産微細藻類の生産方法。
[8]前記淡水産微細藻類が、シアニジウム属に属する微細藻類の1倍体である、[7]に記載の淡水産微細藻類の生産方法。
[9]前記淡水産微細藻類が、ガルデリア属に属する微細藻類の1倍体である、[7]に記載の淡水産微細藻類の生産方法。
[10]イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体であって、水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したM-Allen培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2以上であり、水素イオン濃度pH2.0となるように調製したM-Allen培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2未満である、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体。
(培養開始7日後のOD750値-培養開始時のOD750値)/(7×培養開始時OD750値) (1)
[11]水素イオン濃度pH7の等張液、または蒸留水中で細胞が破裂する、[10]に記載のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体。
[12]藻類細胞の乾燥処理を行い、前記乾燥処理後の細胞をpH7の等張液に懸濁すると、前記細胞が破裂する、[10]または[11]に記載のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体。
[13]前記[10]~[12]のいずれか1つに記載のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体を、海水に、窒素含有塩、リン含有塩及び鉄含有塩を少なくとも添加し、且つ水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地で培養することを含む、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体の培養方法。
[14]前記[10]~[12]のいずれか1つに記載のイデユコゴメ綱に属する微細藻類を屋外で培養することを含む、イデユコゴメ綱に属する微細藻類1倍体の培養方法。
[15]淡水産微細藻類として、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体であって、水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したM-Allen培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2以上であり、水素イオン濃度pH2.0となるように調製したM-Allen培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2未満である、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.4M以上となるように調製した培地で培養することを含む、淡水産微細藻類の培養方法。
(培養開始7日後のOD750値-培養開始時のOD750値)/(7×培養開始時OD750値) (1)
[16]淡水産微細藻類として、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体であって、水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したM-Allen培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2以上であり、水素イオン濃度pH2.0となるように調製したM-Allen培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2未満である、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.4M以上となるように調製した培地で培養することを含む、淡水産微細藻類の生産方法。
(培養開始7日後のOD750値-培養開始時のOD750値)/(7×培養開始時OD750値) (1)
The present invention includes the following aspects.
[1] A method for culturing microalgae, in which freshwater microalgae are cultured in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M, at a culture temperature of A method for cultivating freshwater microalgae, including a culturing step of culturing at 15 to 60°C.
[2] A method for culturing freshwater microalgae, in which freshwater microalgae are cultured in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M. The freshwater microalgae after the pre-culturing step have a sodium ion concentration of 1.2 to 5 times the sodium ion concentration in the pre-culturing step and a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0. The method for culturing freshwater microalgae according to [1], comprising a main culturing step of culturing in a medium prepared so as to be.
[3] The medium according to [1] or [2], wherein the medium in the main culture step is a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.5 M or more. A method for culturing freshwater microalgae.
[4] The medium according to [1] or [2], wherein the medium in the main culture step is a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.4 M or more. A method for culturing freshwater microalgae.
[5] The medium in the main culture step is a medium prepared by adding at least a nitrogen-containing salt, a phosphorus-containing salt, and an iron-containing salt to seawater and having a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0. The method for culturing freshwater microalgae according to any one of [1] to [4].
[6] The method for cultivating freshwater microalgae according to any one of [1] to [5], wherein the freshwater microalgae is a microalgae belonging to the class Idyukogome.
[7] Freshwater microalgae that cannot grow in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or higher were prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M. A method for producing freshwater microalgae that can be grown in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.5M or more, including the step of culturing in a medium.
[8] The method for producing freshwater microalgae according to [7], wherein the freshwater microalgae is a haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium.
[9] The method for producing freshwater microalgae according to [7], wherein the freshwater microalgae is a haploid microalgae belonging to the genus Gardelia.
[10] A haploid microalgae belonging to the class Idyukogome, cultured at a culture temperature of 42°C and a carbon dioxide concentration in M-Allen medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5M. M prepared so that the value calculated by the following formula (1) is 2 or more and the hydrogen ion concentration pH is 2.0 when cultured statically for 7 days under continuous light with an illuminance of 60 μmol/m 2 % and an illuminance of 60 μmol/m 2 s. - The value calculated by the following formula (1) is less than 2 when statically cultured for 7 days in Allen medium at a culture temperature of 42 ° C., a carbon dioxide concentration of 2%, and an illuminance of 60 μmol/m 2 s of continuous light. A haploid microalgae belonging to the class Idyukogome.
(OD 750 value 7 days after the start of culture - OD 750 value at the start of culture) / (7 x OD 750 value at the start of culture) (1)
[11] The haploid microalgae belonging to the class Idyucogatonia according to [10], whose cells rupture in an isotonic solution with a hydrogen ion concentration of
[12] The microalgae belonging to the class Idyukogome according to [10] or [11], wherein when the algal cells are subjected to a drying treatment and the cells after the drying treatment are suspended in an isotonic solution of
[13] Adding at least a nitrogen-containing salt, a phosphorus-containing salt, and an iron-containing salt to seawater of the haploid microalgae belonging to the Idyukogome class according to any one of [10] to [12] above, A method for culturing a haploid microalgae belonging to the class Iducogos, which further comprises culturing in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0.
[14] A method for culturing haploid microalgae belonging to the class Idyukogoma, which comprises culturing outdoors the microalgae belonging to the class Idyukogoma according to any one of [10] to [12] above.
[15] As a freshwater microalgae, it is a haploid microalgae belonging to the class Idyukogome, and is cultured in M-Allen medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5M. The value calculated by the following formula (1) when statically cultured for 7 days at 42°C,
(OD 750 value 7 days after the start of culture - OD 750 value at the start of culture) / (7 x OD 750 value at the start of culture) (1)
[16] As a freshwater microalgae, it is a haploid microalgae belonging to the class Idyukogome, and is cultured at a culture temperature in M-Allen medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5M. The value calculated by the following formula (1) when statically cultured for 7 days at 42°C,
(OD 750 value 7 days after the start of culture - OD 750 value at the start of culture) / (7 x OD 750 value at the start of culture) (1)
本発明によれば低pH且つ高ナトリウムイオン濃度環境下で淡水産微細藻類を良好に増殖させることができる淡水産微細藻類の培養方法、低pH且つ高ナトリウムイオン濃度環境下で良好に増殖可能な淡水産微細藻類、及び当該淡水産微細藻類の生産方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for cultivating freshwater microalgae that allows freshwater microalgae to grow well in an environment of low pH and high sodium ion concentration, and a method for cultivating freshwater microalgae that allows good growth of freshwater microalgae in an environment of low pH and high sodium ion concentration. Freshwater microalgae and a method for producing the freshwater microalgae are provided.
本明細書において、「MA培地」は、M-Allen培地を意味する。具体的には、表1に記載の組成を有する培地であって、水素イオン濃度がpH1.0~6.0となるように硫酸を用いて調整した培地を意味する。単に、「MA培地」又は「M-Allen培地」と記載する場合、NaClを添加していない培地を意味する。「水素イオン濃度pH2.0となるように調製したM-Allen培地」は、pH2.0となるように調整した、NaClを添加していないMA培地を意味する。 As used herein, "MA medium" means M-Allen medium. Specifically, it refers to a medium having the composition shown in Table 1, which has been adjusted using sulfuric acid so that the hydrogen ion concentration is pH 1.0 to 6.0. When simply described as "MA medium" or "M-Allen medium", it means a medium to which NaCl is not added. "M-Allen medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0" means an MA medium to which NaCl is not added and which is adjusted to have a pH of 2.0.
本明細書において、「MA地+0.3M NaCl培地」は、NaCl濃度が0.3Mとなるように調整したMA培地を意味する。具体的には、表4に記載の組成を有する培地であって、水素イオン濃度がpH1.0~6.0となるように硫酸を用いて調整した培地を意味する。「水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.3Mとなるように調製したM-Allen培地」は、pH2.0となるように調整したMA+0.3M NaCl培地を意味する。 As used herein, "MA base + 0.3M NaCl medium" means MA medium adjusted to have a NaCl concentration of 0.3M. Specifically, it refers to a medium having the composition shown in Table 4, which has been adjusted using sulfuric acid so that the hydrogen ion concentration is pH 1.0 to 6.0. "M-Allen medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.3M" means an MA+0.3M NaCl medium adjusted to have a pH of 2.0.
本明細書において、「MA+0.5M NaCl培地」は、NaCl濃度が0.5Mとなるように調整したMA培地を意味する。具体的には、表5に記載の組成を有する培地であって、水素イオン濃度がpH1.0~6.0となるように硫酸を用いて調整した培地を意味する。「水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したM-Allen培地」は、pH2.0となるように調整したMA+0.5M NaCl培地を意味する。 As used herein, "MA+0.5M NaCl medium" means an MA medium adjusted to have a NaCl concentration of 0.5M. Specifically, it refers to a medium having the composition shown in Table 5, which has been adjusted using sulfuric acid so that the hydrogen ion concentration is pH 1.0 to 6.0. "M-Allen medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5M" means an MA+0.5M NaCl medium adjusted to have a pH of 2.0.
MA培地、MA+0.3M NaCl培地、及びMA+0.5M NaCl培地において、水素イオン濃度(pH)は、特に言及がない限り、pH1.0~6.0の範囲の任意の値であることができる。 In MA medium, MA+0.3M NaCl medium, and MA+0.5M NaCl medium, the hydrogen ion concentration (pH) can be any value in the range of pH 1.0 to 6.0 unless otherwise stated.
本明細書において、培地中の成分濃度に関して用いられる「M」は、「mol/L」を表す。 In this specification, "M" used with respect to component concentration in a medium represents "mol/L".
<淡水産微細藻類の培養方法>
一実施形態において、本発明は、淡水産微細藻類の培養方法を提供する。本実施形態の培養方法は、淡水産細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で、培養温度が15~60℃で培養する培養工程を含む。前記培養方法は、淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で培養する前培養工程と、前記前培養工程後の淡水産微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が前記前培養工程における前記ナトリウムイオン濃度の1.2~5倍であり水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地で培養する本培養工程と、を含むことが好ましい。
<Culture method of freshwater microalgae>
In one embodiment, the present invention provides a method for culturing freshwater microalgae. In the culture method of this embodiment, freshwater microalgae are cultured at a culture temperature of 15 to 60°C in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M. It includes a culture step of culturing at ℃. The culture method includes a preculture step of culturing freshwater microalgae in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M; Cultivate the freshwater microalgae after the process in a medium prepared such that the sodium ion concentration is 1.2 to 5 times the sodium ion concentration in the pre-culture step and the hydrogen ion concentration is pH 1.0 to 6.0. It is preferable to include a main culture step.
一実施形態において、本実施形態の培養方法は、高塩濃度の酸性培地で本培養を行う前に、0.1~0.4Mのナトリウムイオン濃度の酸性培地で前培養を行うことを特徴とする。かかる前培養を行うことで、耐塩性を有さない淡水産微細藻類であっても、海水と同程度の高塩濃度培地で良好に増殖できるようになる。 In one embodiment, the culture method of the present embodiment is characterized by performing preculture in an acidic medium with a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M before main culture in an acidic medium with a high salt concentration. do. By performing such pre-cultivation, even freshwater microalgae that do not have salt tolerance can be successfully grown in a medium with a high salt concentration comparable to that of seawater.
本明細書において、前培養工程における培地のナトリウムイオン濃度及び水素イオン濃度(pH)とは、前培養工程の培養開始時のナトリウムイオン濃度及びpHをそれぞれ意味する。前培養工程の培養開始時の培地が「ナトリウムイオン濃度0.1~0.4M」であり「pH1.0~6.0」である限り、前培養期間中に、ナトリウムイオン濃度又はpHが変動して前記範囲を外れた場合であっても、本実施形態の培養方法の前培養工程に包含される。
本培養工程における培地のナトリウムイオン濃度及びpHとは、本培養工程の培養開始時のナトリウムイオン濃度及びpHをそれぞれ意味する。本培養工程の培養開始時の培地が「ナトリウムイオン濃度が前培養工程におけるナトリウムイオン濃度の1.2~5倍」であり「pH1.0~6.0」である限り、本培養期間中に、ナトリウムイオン濃度又はpHが変動して前記範囲を外れた場合であっても、本実施形態の培養方法の本培養工程に包含される。
In this specification, the sodium ion concentration and hydrogen ion concentration (pH) of the medium in the preculture step mean the sodium ion concentration and pH at the start of culture, respectively, in the preculture step. As long as the medium at the start of the culture in the preculture step has a "sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M" and a "pH of 1.0 to 6.0", the sodium ion concentration or pH will fluctuate during the preculture period. Even if the amount is outside the above range, it is included in the pre-culture step of the culture method of the present embodiment.
The sodium ion concentration and pH of the medium in the main culture step refer to the sodium ion concentration and pH at the start of the main culture step, respectively. As long as the medium at the start of the main culture process has a sodium ion concentration of 1.2 to 5 times the sodium ion concentration in the preculture process and a pH of 1.0 to 6.0, Even if the sodium ion concentration or pH fluctuates and deviates from the above range, it is included in the main culture step of the culture method of the present embodiment.
(淡水産微細藻類)
本実施形態の培養方法は、pH1.0~6.0の酸性条件下で増殖可能な淡水産微細藻類に適用可能である。「淡水産微細藻類」とは、淡水域に生息する微細藻類を意味する。淡水のナトリウムイオン濃度は、通常、0.05質量%未満である。淡水域は、特に限定されず、河川、湖沼、温泉、地下水等が挙げられるが、pH1.0~6.0の酸性条件の淡水域であることが好ましい。そのような酸性条件の淡水域としては、酸性温泉(硫酸酸性温泉など)が好ましく例示される。本明細書において、「微細藻類」とは、単細胞の藻類を意味する。
(Freshwater microalgae)
The culture method of this embodiment is applicable to freshwater microalgae that can grow under acidic conditions of pH 1.0 to 6.0. "Freshwater microalgae" means microalgae that live in freshwater areas. The sodium ion concentration of fresh water is usually less than 0.05% by mass. The freshwater area is not particularly limited, and examples include rivers, lakes, hot springs, underground water, etc., but freshwater areas under acidic conditions with a pH of 1.0 to 6.0 are preferable. A preferred example of a freshwater area under such acidic conditions is an acidic hot spring (such as a sulfuric acid hot spring). As used herein, "microalgae" means unicellular algae.
pH1.0~6.0の酸性条件下で増殖可能な淡水産微細藻類としては、例えば、イデユコゴメ綱(Cyanidiophyceae)に属する微細藻類が挙げられる。イデユコゴメ綱は、分類学上、紅色植物門(Rhodophyta)、イデユコゴメ綱(Cyanidiophyceae)に分類される。イデユコゴメ綱には、現在、シアニディオシゾン(Cyanidioschyzon)属、シアニジウム(Cyanidium)属、及びガルデリア(Galdieria)属の3属が分類されている。イデユコゴメ綱に属する微細藻類としては、これまでに多くの種類の微細藻類が知られておりここで列挙することはしないが、図11に、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の葉緑体rbcL遺伝子の塩基配列を用いた系統樹を示す。 Examples of freshwater microalgae that can grow under acidic conditions of pH 1.0 to 6.0 include microalgae belonging to the class Cyanidiophyceae. The class Rhodophyta is taxonomically classified into the phylum Rhodophyta and the class Cyanidiophyceae. Currently, three genera, Cyanidioschyzon genus, Cyanidium genus, and Galderia genus, are classified in the class Idyukogomena. Many types of microalgae have been known to date and will not be listed here, but Figure 11 shows the bases of the chloroplast rbcL gene of microalgae belonging to the Idyukogome class. A phylogenetic tree using sequences is shown.
本実施形態の培養方法は、淡水産微細藻類の中でも、耐塩性を有さない淡水産微細藻類に適用することが好ましい。ここで「耐塩性を有さない」とは、海水又は海水と同等のナトリウムイオン濃度(約0.5M)の培地で培養した場合に、淡水産微細藻類用培地(ナトリウムイオン濃度0.05M以下)で培養した場合と比較して、増殖が抑制されること(増殖できないことを含む)を意味する。前記増殖の抑制は、淡水産微細藻類用培地における増殖速度と比較して、増殖速度が60%以上低下することが好ましく、80%以上低下することがより好ましい。pH1.0~6.0の酸性条件下で増殖可能で耐塩性を有さない淡水産微細藻類としては、図11に示すイデユコゴメ綱に属する微細藻類を挙げることができる。例えば、シアニジウム属に属する微細藻類の1倍体、シアニディオシゾン・メロラエ、ガルデリア属に属する微細藻類の1倍体等が挙げられる。 The culture method of the present embodiment is preferably applied to freshwater microalgae that do not have salt tolerance among freshwater microalgae. Here, "not salt tolerant" means that when cultured in seawater or a medium with a sodium ion concentration equivalent to seawater (approximately 0.5M), ) means that growth is suppressed (including inability to grow) compared to when cultured in The suppression of proliferation is preferably such that the growth rate is reduced by 60% or more, more preferably 80% or more, compared to the growth rate in the freshwater microalgae culture medium. Examples of freshwater microalgae that can proliferate under acidic conditions of pH 1.0 to 6.0 and have no salt tolerance include microalgae belonging to the class Ideyukogoma, shown in FIG. 11. Examples include haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium, Cyanidioscizon melolae, and haploid microalgae belonging to the genus Gardelia.
イデユコゴメ綱に属する微細藻類は、1倍体の細胞形態又は2倍体の細胞形態をとることができるものがある。本発明者らは、2倍体の細胞形態をとる細胞群から1倍体の細胞形態をとる細胞群を得る方法や、逆に1倍体の細胞形態を取る細胞群から2倍体の細胞形態をとする細胞群を得る方法を提供している(国際公開第WO2019/107385号)。 Some microalgae belonging to the class Idyukogometa can take on a haploid cell form or a diploid cell form. The present inventors have developed a method for obtaining a cell group with a haploid cell morphology from a cell group with a diploid cell morphology, and conversely, a method for obtaining a cell group with a haploid cell morphology from a cell group with a haploid cell morphology. The present invention provides a method for obtaining a cell group with a specific morphology (International Publication No. WO2019/107385).
後述する実施例で示すように、シアニジウム属に属する微細藻類の2倍体は耐塩性を有するが、1倍体は耐塩性を有さない。1倍体及び2倍体の細胞形態を有するシアニジウム属に属する微細藻類の具体例としては、例えば、シアニジウム・エスピー(Cyanidium sp.)YFU3株(FERM P-22334)(以下、「YFU3株」という。)、及びシアニジウム・エスピー(Cyanidium sp.)HKN1株(FERM P-22333)(以下、「HKN1株」という。)等、並びにこれらの近縁種、変異株、及び子孫が挙げられる。
以下、YFU3株について、2倍体の細胞形態と1倍体の細胞形態とを区別して記載する場合には、2倍体の細胞形態を「YFU3株(2倍体)」、1倍体の細胞形態を「YFU3株(1倍体)」と記載する。同様に、HKN1株について、2倍体の細胞形態と1倍体の細胞形態とを区別して記載する場合には、2倍体の細胞形態を「HKN1株(2倍体)」、1倍体の細胞形態を「HKN1株(1倍体)」と記載する。単に、「YFU3株」又は「HKN1株」と記載する場合には、2倍体の細胞形態及び1倍体の細胞形態の両方を包含するものとする。
As shown in Examples described below, diploid microalgae belonging to the genus Cyanidium have salt tolerance, but haploid microalgae do not have salt tolerance. Specific examples of microalgae belonging to the genus Cyanidium having haploid and diploid cell morphology include Cyanidium sp. YFU3 strain (FERM P-22334) (hereinafter referred to as "YFU3 strain"). ), and Cyanidium sp. HKN1 strain (FERM P-22333) (hereinafter referred to as "HKN1 strain"), as well as their related species, mutants, and descendants.
Hereinafter, when describing the YFU3 strain by distinguishing between diploid cell morphology and haploid cell morphology, the diploid cell morphology will be referred to as "YFU3 strain (diploid)" and the haploid cell morphology will be described as "YFU3 strain (diploid)". The cell morphology is described as "YFU3 strain (haploid)". Similarly, when describing the HKN1 strain by distinguishing between diploid cell morphology and haploid cell morphology, diploid cell morphology should be described as "HKN1 strain (diploid)" and haploid cell morphology. The cell morphology is described as "HKN1 strain (haploid)". When simply described as "YFU3 strain" or "HKN1 strain", both diploid cell morphology and haploid cell morphology are included.
藻類が2倍体であるか、1倍体であるかの判定は、同一遺伝子座のコピー数を確認することにより行うことができる。すなわち、同一遺伝子座のコピー数が1であれば、1倍体であると判定される。また、次世代シーケンサー等を用いて、藻類が1倍体であることの判定を行うこともできる。例えば、次世代シーケンサー等で全ゲノムのシーケンスリードを取得し、それらのシーケンスリードをアセンブルした後、アセンブルして得られた配列に対して、シーケンスリードをマッピングする。2倍体ではアレルごとの塩基の違いがゲノム上の様々な領域で見つかるが、1倍体では1アレルしか存在しないため、その様な領域は見つからない。
あるいは、DAPI等の核染色試薬で細胞を染色し、1倍体であることが既知である細胞と比較して、同等の蛍光輝度を示す細胞を1倍体と判定し、約2倍の蛍光輝度を示す細胞を2倍体と判定してもよい。あるいは、DAPI等の核染色試薬で細胞を染色し、2倍体であることが既知である細胞と比較して、同等の蛍光輝度を示す細胞を2倍体と判定し、約1/2倍の蛍光輝度を示す細胞を1倍体と判定してもよい。
Whether an algae is diploid or haploid can be determined by checking the copy number of the same gene locus. That is, if the number of copies of the same gene locus is 1, it is determined that the organism is haploid. Furthermore, it is also possible to determine whether algae are haploid using a next-generation sequencer or the like. For example, sequence reads for the entire genome are obtained using a next-generation sequencer, etc., those sequence reads are assembled, and then the sequence reads are mapped to the assembled sequence. In diploids, base differences between alleles are found in various regions on the genome, but in haploids, there is only one allele, so no such regions are found.
Alternatively, cells are stained with a nuclear staining reagent such as DAPI, and compared with cells known to be haploid, cells that show the same fluorescence intensity are determined to be haploid, and the fluorescence is approximately twice as high. Cells exhibiting brightness may be determined to be diploid. Alternatively, cells are stained with a nuclear staining reagent such as DAPI, and compared to cells known to be diploid, cells that show the same fluorescence intensity are determined to be diploid, and approximately 1/2 Cells exhibiting a fluorescence intensity of .
YFU3株(1倍体)は、日本国大分県由布市の温泉の高温酸性水より単離された単細胞紅藻である。YFU3株は、2017年5月30日付で、受託番号FERM P-22334として、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター(日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8)に寄託され、受託番号FERM BP-22334として、2018年4月20日付で国際寄託に移管されている。
HKN1株は、日本国神奈川県足柄下郡箱根町の温泉の高温酸性水より単離された単細胞紅藻である。HKN1株(1倍体)は、2017年5月30日付で、受託番号FERM P-22333として、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに寄託され、受託番号FERM BP-22333として、2018年4月20日付で国際寄託に移管されている。
YFU3 strain (haploid) is a unicellular red algae isolated from the high temperature acidic water of a hot spring in Yufu City, Oita Prefecture, Japan. The YFU3 strain was deposited on May 30, 2017 with the accession number FERM P-22334 at the National Institute of Technology and Evaluation, Patent Microorganism Depositary (2-5-8 Kazusa Kamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, Japan). It has been transferred to the International Deposit as of April 20, 2018 with accession number FERM BP-22334.
Strain HKN1 is a unicellular red algae isolated from the high temperature acidic water of a hot spring in Hakone Town, Ashigarashimo District, Kanagawa Prefecture, Japan. The HKN1 strain (haploid) was deposited with the National Institute of Technology and Evaluation Patent Microorganisms Depositary under the accession number FERM P-22333 on May 30, 2017, and as of 2018 under the accession number FERM BP-22333. It was transferred to an international deposit on April 20, 2015.
また、本実施形態の培養方法を適用する淡水産微細藻類は、酸性温泉などの淡水域から単離してもよく、カルチャー・コレクション等から入手してもよい。例えば、シアニディオシゾン・メロラエは、国立研究開発法人国立環境研究所微生物系統保存施設(日本国茨城県つくば市小野川16-2)、American Type Culture Collection(ATCC;10801 University Boulevard Manassas, VA 20110 USA)等から入手することができる。 Furthermore, freshwater microalgae to which the culture method of the present embodiment is applied may be isolated from freshwater areas such as acidic hot springs, or may be obtained from culture collections and the like. For example, Cyanidioscizon melolae is stored at the American Type Culture Collection (ATCC; 10801 University Boulevard Manassas, VA 20110 USA), National Institute for Environmental Studies, Microbial System Collection Facility (16-2 Onogawa, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Japan). ) etc.
また、本実施形態の培養方法を適用する淡水産微細藻類は、自然界から単離されたものに限定されず、天然の淡水産微細藻類に変異が生じたものであってもよい。変異は、自然発生的に生じたものであってもよく、人為的に生じたものであってもよい。例えば、シアニディオシゾン・メロラエは、ゲノムサイズが小さく(約16Mbp)、ゲノム配列の解読が完了しているため(Matsuzaki M et al., Nature. 2004 Apr 8;428(6983):653-7.)、遺伝子改変を行いやすい。したがって、例えば、遺伝子改変により作製されたシアニディオシゾン・メロラエの形質転換体(例えば、栄養成分が強化された形質転換体)に、本実施形態の培養方法を適用してもよい。また、遺伝子改変可能であれば、他の淡水産微細藻類の形質転換体に、本実施形態の培養方法を適用してもよい。
Further, the freshwater microalgae to which the culture method of the present embodiment is applied are not limited to those isolated from nature, and may be natural freshwater microalgae with mutations. Mutations may be naturally occurring or may be artificially generated. For example, Cyanidioscizon melolae has a small genome size (approximately 16 Mbp) and the genome sequence has been completed (Matsuzaki M et al., Nature. 2004
また、ガルデリア属に属する微細藻類の中にも、1倍体の細胞形態及び2倍体の細胞形態をとることができるものがある。例えば、ガルデリア属に属する微細藻類の2倍体を、一定期間(例えば、1~3週間程度)培養することにより、1倍体の細胞形態を得ることができる。1倍体の細胞を得るために2倍体の細胞を培養する培地としては、例えば、酸性温泉排水培地、塚原鉱泉培地(Hirooka et al. 2016 Front in Microbiology)等が好適に利用可能である。ガルデリア属に属する微細藻類の1倍体又はその形質転換体にも、本実施形態の培養方法を適用可能である。ガルデリア属に属する微細藻類としては、例えば、G. partita(NBRC 102759)、及びG. sulphuraria(SAG108.79等)等が挙げられる。ガルデリア属に属する微細藻類は、酸性温泉などの淡水域から単離してもよく、カルチャー・コレクション等から入手してもよい。カルチャー・コレクションとしては、前記シアニディオシゾン・メロラエで挙げたカルチャー・コレクションに加えて、NITE Biological Resource Center(NRBC;日本国東京都渋谷区西原2-49-10)、GEORG-AUGUST-UNIVERSITY GOTTINGEN ulture Collection of Algae(SAG)等が挙げられる。 Furthermore, some microalgae belonging to the genus Gardelia can assume a haploid cell morphology or a diploid cell morphology. For example, a haploid cell morphology can be obtained by culturing diploid microalgae belonging to the genus Gardelia for a certain period of time (for example, about 1 to 3 weeks). As a medium for culturing diploid cells to obtain haploid cells, for example, acidic hot spring drainage medium, Tsukahara Kosen medium (Hirooka et al. 2016 Front in Microbiology), etc. can be suitably used. The culture method of the present embodiment can also be applied to haploid microalgae belonging to the genus Gardelia or transformants thereof. Examples of microalgae belonging to the genus Gardelia include G. partita (NBRC 102759), and G. sulphuraria (SAG108.79, etc.). Microalgae belonging to the genus Gardelia may be isolated from freshwater bodies such as acidic hot springs, or may be obtained from culture collections and the like. In addition to the culture collection mentioned above for Cyanidioscizon melorae, the culture collection includes NITE Biological Resource Center (NRBC; 2-49-10 Nishihara, Shibuya-ku, Tokyo, Japan), GEORG-AUGUST-UNIVERSITY GOTTINGEN culture collection of Algae (SAG) and the like.
イデユコゴメ綱に属する微細藻類の中でも、1倍体の藻類細胞は強固な細胞壁を有さないことが多い。そのような強固な細胞壁を有さない1倍体の細胞形態の藻類細胞は、中和処理、低張処理、凍結融解処理などの比較的温和な処理により、細胞を破壊することができる。なお、本明細書において、「強固な細胞壁を有さない」とは、下記(A)~(C)の細胞破裂処理のいずれかで細胞破裂を生じることを意味する。 Among microalgae belonging to the class Idyukogome, haploid algal cells often do not have a strong cell wall. Algal cells with a haploid cell morphology that do not have such a strong cell wall can be destroyed by relatively mild treatments such as neutralization treatment, hypotonic treatment, and freeze-thaw treatment. In this specification, "not having a strong cell wall" means that cell rupture occurs in any of the following cell rupture treatments (A) to (C).
(A)藻類細胞をpH7の等張液に懸濁し、1週間以上放置する。
(B)藻類細胞を蒸留水に懸濁し、1分以上放置する。
(C)藻類細胞の乾燥処理を行い、pH7の等張液に懸濁する。
上記(A)~(C)において、藻類細胞が培養細胞である場合、各処理を行う前に、遠心分離等により培地を除去し、等張液等で藻類細胞を洗浄してもよい。
上記(A)及び(C)において、等張液としては、10%スクロース及び20mMのHEPESを含むpH7の緩衝液が挙げられる。
上記(C)において、乾燥処理としては、冷蔵庫内(4℃)での乾燥、凍結乾燥等が挙げられる。乾燥処理には、遠心分離により回収した藻類細胞の沈殿を用いる。冷蔵庫内で乾燥する場合、乾燥処理時間は、藻類細胞の量によるが、3日以上が例示される。
(A) Algal cells are suspended in an isotonic solution of
(B) Suspend algal cells in distilled water and leave for 1 minute or more.
(C) Algal cells are dried and suspended in an isotonic solution of
In (A) to (C) above, when the algal cells are cultured cells, the medium may be removed by centrifugation or the like and the algal cells may be washed with an isotonic solution or the like before each treatment.
In (A) and (C) above, the isotonic solution includes a
In the above (C), examples of the drying treatment include drying in a refrigerator (4° C.), freeze drying, and the like. For the drying process, algal cell precipitates collected by centrifugation are used. When drying in a refrigerator, the drying time depends on the amount of algae cells, but is exemplified as 3 days or more.
また、細胞破裂が生じたか否かは、上記(A)~(C)の細胞破裂処理後の藻類細胞懸濁液を遠心分離(1,500×g、3分)し、藻類細胞懸濁液中の全タンパク質量に対する、遠心上清中のタンパク質量の割合を求めることにより、判定することができる。具体的には、下記式により求められる破裂率が、20%以上である場合に、細胞破裂が生じたと判定することができる。 In addition, to determine whether cell rupture has occurred, centrifuge the algal cell suspension (1,500 x g, 3 minutes) after the cell rupture treatments in (A) to (C) above. The determination can be made by determining the ratio of the amount of protein in the centrifuged supernatant to the total amount of protein in the supernatant. Specifically, when the rupture rate determined by the following formula is 20% or more, it can be determined that cell rupture has occurred.
あるいは、藻類細胞懸濁液中の藻類細胞を光学顕微鏡(例えば、倍率600倍)で観察し、細胞破裂が生じている細胞の割合が、藻類細胞全体の10%程度以上、好ましくは20%程度以上である場合に、細胞破裂が生じたと判断してもよい。 Alternatively, observe the algal cells in the algal cell suspension with an optical microscope (e.g., 600x magnification) and find that the proportion of cells in which cell rupture has occurred is approximately 10% or more, preferably approximately 20% of the total algal cells. If this is the case, it may be determined that cell rupture has occurred.
上記(A)~(C)の細胞破裂処理では、pH7の等張液を用いることができるため、上記(A)~(C)のいずれかの細胞破裂処理で細胞破裂が生じる細胞は、pH7の条件下で細胞破裂が生じる細胞であるということができる。
pH7の条件下で、その細胞が破裂する微細藻類であれば、培養槽の外に流出した場合に、外部環境で生育することが困難であり、環境へのコンタミネーションを抑制することができる。
藻類細胞が強固な細胞壁を有さない場合、光学顕微鏡による観察(例えば、倍率600倍)では、通常、細胞壁が観察されない。なお、pH6以下の条件での温和な低張処理により細胞破裂が生じるか否かは、強固な細胞壁を有さない微細藻類であるか否かの判定には影響しない。
In the cell rupture treatments (A) to (C) above, an isotonic solution with a pH of 7 can be used. It can be said that these cells undergo cell rupture under these conditions.
Microalgae whose cells burst under
When algal cells do not have a strong cell wall, the cell wall is usually not observed when observed using an optical microscope (for example, at a magnification of 600 times). Note that whether or not cell rupture occurs due to mild hypotonic treatment under conditions of
[前培養工程]
前培養工程は、淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で培養する工程である。
[Pre-culture step]
The pre-culture step is a step of culturing freshwater microalgae in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M.
前培養工程で用いる培地は、ナトリウムイオン濃度が0.1~0.4Mであり、pHが1.0~6.0の培地であれば特に限定されない。例えば、一般的な淡水産微細藻類用培地に、0.1~0.4Mのナトリウムイオンを添加し、pH1.0~6.0に調整したものを好ましく用いることができる。
淡水産微細藻類用培地は、特に限定されず、培養する淡水産微細藻類の種類に応じて適宜適切なものを選択すればよい。淡水産微細藻類用培地としては、例えば、窒素源、リン源、鉄源、微量元素(亜鉛、ホウ素、コバルト、銅、マンガン、モリブデンなど)等を含む無機塩培地が例示される。例えば、窒素源としては、アンモニウム塩、硝酸塩、亜硝酸塩、尿素、アミン類等が挙げられ、リン源としては、リン酸塩、亜リン酸塩等が挙げられ、鉄源としては、塩化鉄、硫酸鉄、クエン酸鉄等が挙げられる。淡水産微細藻類用培地の具体例としては、例えば、2×Allen培地(Allen MB. Arch. Microbiol. 1959 32:270-277.)、M-Allen培地(Minoda A et al. Plant Cell Physiol. 2004 45: 667-71.)、MA2培地(Ohnuma M et al. Plant Cell Physiol. 2008 Jan;49(1):117-20.)等が挙げられる。なお、本明細書においては、M-Allen培地を「MA培地」と記載することがある。
The medium used in the pre-culture step is not particularly limited as long as it has a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M and a pH of 1.0 to 6.0. For example, a common freshwater microalgae culture medium to which 0.1 to 0.4 M sodium ions are added and the pH is adjusted to 1.0 to 6.0 can be preferably used.
The culture medium for freshwater microalgae is not particularly limited, and an appropriate one may be selected depending on the type of freshwater microalgae to be cultured. Examples of the culture medium for freshwater microalgae include an inorganic salt culture medium containing a nitrogen source, a phosphorus source, an iron source, trace elements (zinc, boron, cobalt, copper, manganese, molybdenum, etc.), and the like. For example, nitrogen sources include ammonium salts, nitrates, nitrites, urea, amines, etc., phosphorus sources include phosphates, phosphites, etc., and iron sources include iron chloride, Examples include iron sulfate and iron citrate. Specific examples of the culture medium for freshwater microalgae include 2×Allen medium (Allen MB. Arch. Microbiol. 1959 32:270-277.), M-Allen medium (Minoda A et al. Plant Cell Physiol. 2004). 45: 667-71.), MA2 medium (Ohnuma M et al. Plant Cell Physiol. 2008 Jan;49(1):117-20.), and the like. Note that in this specification, M-Allen medium may be referred to as "MA medium."
ナトリウムイオン濃度は、0.1~0.4Mの範囲内で、後述の本培養工程におけるナトリウムイオン濃度に応じて適宜選択すればよい。より具体的には、本培養工程で予定するナトリウムイオン濃度の0.2~0.8倍のナトリウムイオン濃度を選択することができる。ナトリウムイオン濃度は、本培養工程におけるナトリウムイオン濃度の0.5倍以上であることが好ましく、0.5~0.7倍であることがより好ましく、0.5~0.6倍であることがさらに好ましい。
例えば、本培養工程におけるナトリウムイオン濃度を海水と同程度(約0.5M)とする場合、前培養工程におけるナトリウムイオン濃度は0.25M以上であることが好ましく、0.25~0.35Mであることがより好ましく、0.25~0.3Mであることがさらに好ましい。
培地のナトリウムイオン濃度の調整は、市販のナトリウムイオン試薬を用いてもよく、食塩を用いて行ってもよい。また、天然海水、濃縮海水、人工海水等をナトリウムイオン濃度が0.1~0.4Mとなるように希釈し、適宜、窒素源、リン源、鉄源、及び微量元素等を添加して用いてもよい。天然海水としては、表層水又は海洋深層水をろ過したものを使用できるほか、市販品も使用可能である。天然海水の市販品としては、例えば、ナジーム10(伊豆10mの表層海水)、及びナジーム800(伊豆赤沢800m海洋深層水)(いずれも日本QCE bluelab事業部)等が挙げられる。人工海水の市販品としては、例えば、ダイゴIMK培地、ダイゴ人工海水SP(いずれも日本製薬株式会社)等が挙げられる。
The sodium ion concentration may be appropriately selected within the range of 0.1 to 0.4M depending on the sodium ion concentration in the main culture step described below. More specifically, a sodium ion concentration that is 0.2 to 0.8 times the sodium ion concentration expected in the main culture step can be selected. The sodium ion concentration is preferably 0.5 times or more, more preferably 0.5 to 0.7 times, and 0.5 to 0.6 times the sodium ion concentration in the main culture step. is even more preferable.
For example, when the sodium ion concentration in the main culture step is the same as seawater (approximately 0.5M), the sodium ion concentration in the preculture step is preferably 0.25M or more, and 0.25 to 0.35M. It is more preferable that the amount is 0.25 to 0.3M.
The sodium ion concentration of the medium may be adjusted using a commercially available sodium ion reagent or by using common salt. In addition, natural seawater, concentrated seawater, artificial seawater, etc. are diluted to a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M, and nitrogen sources, phosphorus sources, iron sources, trace elements, etc. are added as appropriate. It's okay. As natural seawater, filtered surface water or deep ocean water can be used, and commercially available products can also be used. Commercially available natural seawater products include, for example, Naseem 10 (Izu 10m surface seawater) and Naseem 800 (Izu Akasawa 800m deep seawater) (both produced by Japan QCE bluelab division). Commercial products of artificial seawater include, for example, Daigo IMK medium and Daigo artificial seawater SP (both manufactured by Nippon Pharmaceutical Co., Ltd.).
天然海水、特に海水表層に含まれる主要なイオンの濃度としては、例えば、下記の組成が知られている。この組成は海洋の表層における一般的な組成と思われ、また、地域において塩分濃度が異なることは周知である。そのため、海水の塩分濃度を定義することは困難であるが、金属イオンにおいてはナトリウムが主要な金属であることは疑いない。そこで、発明者らは、概ねナトリウムイオン濃度として0.4Mを超える場合は海水条件であるとした。より海水条件に近いナトリウムイオン濃度としては、0.45M以上、さらに好ましくは0.5M以上である。
ナトリウムイオン 1.0556質量%
マグネシウムイオン 0.1272質量%
カルシウムイオン 0.0400質量%
カリウムイオン 0.0380質量%
ストロンチウムイオン 0.0008質量%
塩化物イオン 1.8980質量%
硫酸イオン0.2649質量%
臭化物イオン 0.0065質量%
炭酸水素イオン 0.0140質量%
フッ化物イオン 0.0001質量%
ホウ酸 0.0026質量%
For example, the following composition is known as the concentration of major ions contained in natural seawater, particularly in the surface layer of seawater. This composition is thought to be a common composition in the surface layer of the ocean, and it is well known that salinity concentration varies from region to region. Therefore, it is difficult to define the salinity of seawater, but there is no doubt that sodium is the main metal ion. Therefore, the inventors generally determined that when the sodium ion concentration exceeds 0.4M, it is a seawater condition. The sodium ion concentration closer to seawater conditions is 0.45M or more, more preferably 0.5M or more.
Sodium ion 1.0556% by mass
Magnesium ion 0.1272% by mass
Calcium ion 0.0400% by mass
Potassium ion 0.0380% by mass
Strontium ion 0.0008% by mass
Chloride ion 1.8980% by mass
Sulfate ion 0.2649% by mass
Bromide ion 0.0065% by mass
Hydrogen carbonate ion 0.0140% by mass
Fluoride ion 0.0001% by mass
Boric acid 0.0026% by mass
水素イオン濃度は、pH1.0~6.0の範囲内で、淡水産微細藻類の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、pH1.0~5.0が好ましく、pH1.0~3.0がより好ましい。
培地のpH調整は、例えば、硫酸、塩酸等の無機酸、水酸化カリウム等の無機塩基等を用いて行うことができる。また、培養中のpH変動を抑制するために、任意に、pH緩衝剤を培地に添加してもよい。
The hydrogen ion concentration may be appropriately selected within the pH range of 1.0 to 6.0 depending on the type of freshwater microalgae. For example, when the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Idyukogoma, the pH is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0.
The pH of the culture medium can be adjusted using, for example, an inorganic acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, or an inorganic base such as potassium hydroxide. Furthermore, a pH buffer may be optionally added to the medium in order to suppress pH fluctuations during culture.
前培養工程は、淡水産微細藻類の細胞を、培地に接種することにより開始することができる。培養開始時の藻類濃度は、特に限定されないが、例えば、OD750=0.05~0.5の細胞濁度とすることができる。「OD750」とは、750nmでの吸光度を意味する。培養開始時の細胞濁度は、OD750=0.05~0.3であることが好ましい。 The preculture step can be started by inoculating freshwater microalgae cells into a medium. The algae concentration at the start of culture is not particularly limited, but can be set to, for example, a cell turbidity of OD 750 =0.05 to 0.5. " OD750 " means absorbance at 750 nm. The cell turbidity at the start of culture is preferably OD 750 =0.05 to 0.3.
前培養工程における温度条件は、淡水産微細藻類の種類に応じて適宜選択すればよい。一般的には、培養温度は、15~60℃を例示することができ、好ましくは15~50℃、さらに好ましくは30~50℃である。淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、培養温度は30~50℃が好ましい。
前培養工程における光条件は、淡水産微細藻類の種類に応じて適宜選択すればよい。一般的には、5~2000μmol/m2sを例示することができる。淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、5~1500μmol/m2sが好ましい。光条件は、連続光であってもよく、明暗周期(10L:14Dなど)を設けてもよい。前培養工程は、自然光下で行ってもよい。
前培養工程におけるCO2条件は、淡水産微細藻類の種類に応じて適宜選択すればよい。一般的には、0.04~5%CO2条件を例示することができる。淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、0.04~3%CO2条件が好ましい。イデユコゴメ綱に属する微細藻類の中でも、ガルデリア属は高CO2濃度耐性が高く、100%CO2でも生育可能であるため、淡水産微細藻類がガルデリア属に属する微細藻類である場合には、100%CO2条件としてもよい。また、CO2条件は、大気中CO2濃度であってもよい。
The temperature conditions in the preculture step may be appropriately selected depending on the type of freshwater microalgae. Generally, the culture temperature can be exemplified by 15 to 60°C, preferably 15 to 50°C, and more preferably 30 to 50°C. When the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Idyukogome, the culture temperature is preferably 30 to 50°C.
The light conditions in the preculture step may be appropriately selected depending on the type of freshwater microalgae. Generally, 5 to 2000 μmol/m 2 s can be exemplified. When the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Ideyucogomatidae, the amount is preferably 5 to 1500 μmol/m 2 s. The light condition may be continuous light or may have a light/dark cycle (10L:14D, etc.). The preculture step may be performed under natural light.
The CO 2 conditions in the preculture step may be appropriately selected depending on the type of freshwater microalgae. Generally, 0.04 to 5% CO 2 conditions can be exemplified. When the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Idyukogome, 0.04 to 3% CO 2 conditions are preferable. Among the microalgae belonging to the genus Gardelia, the genus Gardelia has high tolerance to high CO2 concentrations and can grow even in 100% CO2 . The CO 2 condition may also be used. Moreover, the CO 2 condition may be the atmospheric CO 2 concentration.
前培養工程における培養方法は、特に限定されず、微細藻類の培養方法として一般的に用いられる方法を用いればよい。具体例としては、静置培養、通気培養(200~400mL air/minなど)、振とう培養(100~200rpmなど)等が挙げられる。 The culture method in the pre-culture step is not particularly limited, and any method commonly used for culturing microalgae may be used. Specific examples include static culture, aeration culture (200 to 400 mL air/min, etc.), shaking culture (100 to 200 rpm, etc.), and the like.
前培養工程における培養期間は、特に限定されないが、誘導期の期間を終えて対数期にさしかかるまでの期間が必要であり、通常3日以上が必要であり、好ましくは5日以上であり、より好ましくは7日以上である。前培養工程を前記下限日数以上の期間行うことで、本培養工程における淡水産微細藻類の増殖をより良好に維持することができる。前培養期間の上限は、特に限定されないが、対数期を終えて定常期にまでさしかかるまで行うと、本培養において微細藻類の増殖を良好に維持する上で不適切である。前培養期間としては、3~20日が好ましく、5~15日がより好ましく、7~10日がさらに好ましい。
前培養のスケールは本培養のスケールに応じて選択することが出来る。本培養で微細藻類の育種や変異株の選択等小スケールで培養する場合は、前培養を小スケールで行うことができ、通常は、0.1~1000mLで行われる。また、本培養で工業的に大量生産が行われる場合には、前培養を1~10L程度で行われる場合もある。
The culture period in the pre-culture step is not particularly limited, but it requires a period from the end of the lag period to the start of the logarithmic phase, usually 3 days or more, preferably 5 days or more, and more Preferably it is 7 days or more. By performing the preculture step for a period equal to or longer than the minimum number of days, the growth of freshwater microalgae in the main culture step can be maintained better. The upper limit of the preculture period is not particularly limited, but if it is carried out until the end of the logarithmic phase and into the stationary phase, it is inappropriate to maintain good growth of microalgae in the main culture. The preculture period is preferably 3 to 20 days, more preferably 5 to 15 days, and even more preferably 7 to 10 days.
The scale of preculture can be selected depending on the scale of main culture. When main culture is carried out on a small scale, such as breeding of microalgae or selection of mutant strains, preculture can be carried out on a small scale, and is usually carried out in a volume of 0.1 to 1000 mL. Further, when industrial mass production is carried out by main culture, pre-culture may be carried out in about 1 to 10 L.
[本培養工程]
本培養工程は、前記前培養工程後の淡水産微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が前培養工程におけるナトリウムイオン濃度の1.2~5倍であり水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地で培養する工程である。
[Main culture process]
In the main culture step, the freshwater microalgae after the pre-culture step are grown so that the sodium ion concentration is 1.2 to 5 times the sodium ion concentration in the pre-culture step and the hydrogen ion concentration is pH 1.0 to 6.0. This is a step of culturing in a medium prepared in the following manner.
本培養工程で用いる培地は、ナトリウムイオン濃度が前記前培養工程で用いた培地の1.2~5倍であり、ナトリウムイオン濃度で換算して0.4M以上、好ましくは0.45M以上、より好ましくは0.5M以上のものを用いることが出来る。水素イオン濃度は、pH1.0~6.0の培地であれば特に限定されない。例えば、一般的な淡水産微細藻類用培地に、前記濃度のナトリウムイオンを添加し、pH1.0~6.0に調整したものを好ましく用いることができる。淡水産微細藻類用培地としては、前記「[前培養工程]」で挙げたものと同様のものが挙げられる。 The medium used in the main culture step has a sodium ion concentration 1.2 to 5 times that of the medium used in the pre-culture step, and is 0.4M or more, preferably 0.45M or more, in terms of sodium ion concentration. Preferably, 0.5M or more can be used. The hydrogen ion concentration is not particularly limited as long as the medium has a pH of 1.0 to 6.0. For example, it is preferable to use a common freshwater microalgae culture medium to which sodium ions at the above concentration are added and the pH is adjusted to 1.0 to 6.0. As the culture medium for freshwater microalgae, the same ones as those mentioned in the above "[Pre-culture step]" can be mentioned.
本培養工程で用いる培地は、海水に、適宜、窒素源、リン源、鉄源、及び微量元素等を添加し、pHを1.0~6.0に調整したものであってもよい。海水は、天然海水であってもよく、人工海水であってもよく、濃縮海水を希釈したものであってもよい。天然海水及び人工海水の市販品としては、前記「[前培養工程]」で挙げたものと同様のものが挙げられる。本培養工程において、大量培養を行う場合には、天然海水を用いることでコストを抑制することができる。天然海水は、表層水であってもよく、海洋深層水であってもよい。天然海水は、ろ過等を行って、不純物を除去したものが好ましい。海水に添加する窒素源、リン源、鉄源、及び微量元素等は、淡水産微細藻類の種類に応じて適宜選択すればよい。 The medium used in the main culture step may be seawater to which a nitrogen source, phosphorus source, iron source, trace elements, etc. are added as appropriate, and the pH is adjusted to 1.0 to 6.0. The seawater may be natural seawater, artificial seawater, or diluted concentrated seawater. Commercially available natural seawater and artificial seawater include those listed in the "[Pre-culture step]" section above. In the main culture step, when performing mass culture, costs can be reduced by using natural seawater. Natural seawater may be surface water or deep ocean water. Natural seawater is preferably filtered to remove impurities. The nitrogen source, phosphorus source, iron source, trace elements, etc. to be added to seawater may be appropriately selected depending on the type of freshwater microalgae.
淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、海水に、窒素含有塩、リン含有塩及び鉄含有塩を少なくとも添加することが好ましい。
窒素含有塩としては、アンモニウム塩、硝酸塩、及び亜硝酸塩等の窒素含有無機塩類等が挙げられる。中でも、窒素含有塩としては、アンモニウム塩(硫酸アンモニウムなど)が好ましい。アンモニウム塩の海水への添加量としては、アンモニウムイオン濃度として、20~100mMが例示される。
リン含有塩としては、リン酸塩、及び亜リン酸塩等のリン含有無機塩類等が挙げられる。中でも、リン含有有塩としては、リン酸塩(リン酸二水素カリウムなど)が好ましい。リン酸塩の海水への添加量としては、リン酸イオン濃度として、2~10mMが例示される。
鉄含有塩としては、塩化鉄(III)、硫酸鉄(II)、クエン酸鉄(II)及びこれらの水和物等が挙げられる。中でも、鉄含有塩としては、塩化鉄(III)が好ましい。鉄含有塩の海水への添加量としては、鉄イオン濃度として、0.1~2mMが例示される。
その他、海水には、ホウ酸、マンガン、亜鉛、モリブデン、コバルト、銅等の微量元素を添加することが好ましい。
淡水産微細藻類がイデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、本培養工程で用いる培地の具体例としては、後述の表9に記載の「海水培地」が好ましく例示される。
When the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Idyukogoma, it is preferable to add at least a nitrogen-containing salt, a phosphorus-containing salt, and an iron-containing salt to the seawater.
Examples of nitrogen-containing salts include nitrogen-containing inorganic salts such as ammonium salts, nitrates, and nitrites. Among these, ammonium salts (such as ammonium sulfate) are preferred as the nitrogen-containing salt. The amount of ammonium salt added to seawater is exemplified by an ammonium ion concentration of 20 to 100 mM.
Examples of phosphorus-containing salts include phosphorus-containing inorganic salts such as phosphates and phosphites. Among these, phosphates (potassium dihydrogen phosphate, etc.) are preferred as the phosphorus-containing salt. An example of the amount of phosphate added to seawater is 2 to 10 mM in terms of phosphate ion concentration.
Examples of iron-containing salts include iron (III) chloride, iron (II) sulfate, iron (II) citrate, and hydrates thereof. Among these, iron (III) chloride is preferred as the iron-containing salt. An example of the amount of iron-containing salt added to seawater is 0.1 to 2 mM in terms of iron ion concentration.
In addition, trace elements such as boric acid, manganese, zinc, molybdenum, cobalt, and copper are preferably added to the seawater.
When the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Idyukogoma, a specific example of the culture medium used in the main culture step is preferably a "seawater culture medium" listed in Table 9 below.
本培養工程で用いる培地のナトリウムイオン濃度は、特に限定されないが、前記前培養工程における前記ナトリウムイオン濃度の1.1~5倍、好ましくは1.2~5倍であり、1.4~2倍であることがより好ましく、1.5~2倍であることがさらに好ましい。本培養工程で海水を利用する場合、ナトリウムイオン濃度は約0.4M以上であり、用いる微細藻類種によっては1M以下の培地が用いられる。
また、本培養工程を屋外で行う場合には、他の生物のコンタミネーションを抑制するために、0.5M以上のナトリウムイオン濃度を用いることもできる。例えば、ナトリウムイオン濃度を0.5~1Mとしてもよい。
培地のナトリウムイオン濃度の調整は、前記前培養工程における培地と同様に行うことができる。
The sodium ion concentration of the medium used in the main culture step is not particularly limited, but is 1.1 to 5 times, preferably 1.2 to 5 times, 1.4 to 2 times the sodium ion concentration in the preculture step. It is more preferably twice as large, and even more preferably 1.5 to 2 times. When seawater is used in the main culture step, the sodium ion concentration is about 0.4M or more, and a medium with a sodium ion concentration of 1M or less is used depending on the type of microalgae used.
Furthermore, when the main culture step is performed outdoors, a sodium ion concentration of 0.5 M or more can be used to suppress contamination with other organisms. For example, the sodium ion concentration may be 0.5 to 1M.
The sodium ion concentration of the medium can be adjusted in the same manner as the medium in the pre-culture step.
水素イオン濃度は、pH1.0~6.0の範囲内で、淡水産微細藻類の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である場合、pH1.0~5.0が好ましく、pH1.0~3.0がより好ましい。
また、本培養工程を屋外で行う場合には、他の生物のコンタミネーションを抑制するために、より低いpH(pH1.0~2.0など)を用いることもできる。
培地のpH調整は、前記前培養工程における培地と同様に行うことができる。
The hydrogen ion concentration may be appropriately selected within the pH range of 1.0 to 6.0 depending on the type of freshwater microalgae. For example, when the freshwater microalgae are microalgae belonging to the class Idyukogoma, the pH is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0.
Furthermore, when the main culture step is performed outdoors, a lower pH (such as pH 1.0 to 2.0) can be used in order to suppress contamination with other organisms.
The pH of the medium can be adjusted in the same manner as the medium in the pre-culture step.
本培養工程は、前培養工程の培養液を、本培養工程における培地に接種することにより開始することができる。培養開始時の藻類濃度は、特に限定されないが、例えば、OD750=0.05~0.5の細胞濁度とすることができる。「OD750」とは、750nmでの吸光度を意味する。培養開始時の細胞濁度は、OD750=0.05~0.3であることが好ましい。 The main culture step can be started by inoculating the culture solution from the pre-culture step into the medium for the main culture step. The algae concentration at the start of culture is not particularly limited, but can be set to, for example, a cell turbidity of OD 750 =0.05 to 0.5. " OD750 " means absorbance at 750 nm. The cell turbidity at the start of culture is preferably OD 750 =0.05 to 0.3.
本培養工程における培養スケールは、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、微細藻類の育種や変異株の選択等を行う場合は、小スケールで本培養を行うことができ、通常は、10mL~10L程度で行われる。また、本培養で工業的な大量生産が行われる場合には、20~5000L程度で培養を行ってもよい。500Lの大量培養を行う場合には、屋外培養を行ってもよい。 The culture scale in the main culture step can be appropriately selected depending on the purpose. For example, when breeding microalgae or selecting mutant strains, main culture can be carried out on a small scale, and is usually carried out in about 10 mL to 10 L. In addition, when industrial mass production is performed by main culture, the culture may be carried out in about 20 to 5000 L. When performing mass culture of 500 L, outdoor culture may be performed.
本培養工程における温度条件、光条件、CO2条件及び培養方法は、上述の前培養条件と同様とすることができる。
また、本培養工程は、屋外で培養を行ってもよい。この場合、温度条件、光条件及びCO2条件は、培養槽が設置された外部環境の条件とすることができる。本培養工程を屋外培養とした場合でも、pH1.0~6.0の酸性条件下での培養であるため、他の生物の混入を抑制することができる。また、淡水産微細藻類として、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体を用いた場合、pH7の環境下での生存が困難であるため、屋外の培養槽から外部環境に放出された場合でも当該環境の汚染が抑制される。
The temperature conditions, light conditions, CO 2 conditions, and culture method in the main culture step can be the same as the preculture conditions described above.
Moreover, the main culture step may be performed outdoors. In this case, the temperature conditions, light conditions, and CO 2 conditions can be the conditions of the external environment in which the culture tank is installed. Even when the main culture step is carried out outdoors, since the culture is carried out under acidic conditions of pH 1.0 to 6.0, contamination with other organisms can be suppressed. In addition, when haploid microalgae belonging to the class Idyukogometa are used as freshwater microalgae, it is difficult to survive in an environment with a pH of 7, so even if they are released from an outdoor culture tank into the external environment. Environmental pollution is suppressed.
本培養工程における培養期間は、特に限定されず、所望のバイオマス量が得られるまで培養を継続することができる。あるいは、微細藻類の生育状況を確認し、定常期となるまで培養を行ってもよい。 The culture period in the main culture step is not particularly limited, and culture can be continued until a desired amount of biomass is obtained. Alternatively, the growth status of microalgae may be checked and cultured until the stationary phase is reached.
本実施形態の培養方法によれば、淡水産微細藻類を低pH及び高ナトリウムイオン濃度の培地で、培養開始時から短い誘導期で良好に増殖させることができる。そのため、屋外培養の場合であっても、他の生物の侵入を効果的に抑制することができる。また、イデユコゴメ綱に属する微細藻類(特に1倍体)は中性条件下では死滅するため、仮にイデユコゴメ綱に属する微細藻類(特に1倍体)が大量培養系から環境中に放出される場合があったとしても生物学的封じ込めが可能である。そのため、有用物質を生産する淡水産微細藻類の屋外大量培養に好適に適用することができる。 According to the culture method of this embodiment, freshwater microalgae can be grown favorably in a medium with low pH and high sodium ion concentration in a short induction period from the start of culture. Therefore, even in the case of outdoor cultivation, invasion of other organisms can be effectively suppressed. In addition, since microalgae belonging to the Idyukogome class (especially haploid) die under neutral conditions, there is a possibility that microalgae belonging to the Idyukogome class (especially haploid) may be released into the environment from a mass culture system. Even if there is, biological containment is possible. Therefore, it can be suitably applied to outdoor mass cultivation of freshwater microalgae that produce useful substances.
<淡水産微細藻類の生産方法>
一実施形態において、本発明は、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.5M以上となるように調製した培地で増殖可能な淡水産微細藻類の生産方法を提供する。本実施形態の淡水産微細藻類の生産方法は、ナトリウムイオン濃度が0.5M以上である培地で増殖できない淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で培養する工程を含む。
<Production method of freshwater microalgae>
In one embodiment, the present invention provides a method for producing freshwater microalgae that can be grown in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.5M or higher. The method for producing freshwater microalgae of this embodiment is to produce freshwater microalgae that cannot grow in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or more, with a hydrogen ion concentration of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1. It includes a step of culturing in a medium prepared to have a concentration of ~0.4M.
本実施形態の方法で用いる淡水産微細藻類は、ナトリウムイオン濃度が0.5M以上である培地で増殖できない淡水産微細藻類である。
淡水産微細藻類が、ナトリウムイオン濃度が0.5M以上である培地で増殖できないか否かは、対象の淡水産微細藻類をナトリウムイオン濃度が0.5M以上である培地で培養し、経時的に細胞濁度(OD750)を測定することにより確認することができる。培養開始時から、OD750が上昇しない場合には、当該淡水産微細藻類は、ナトリウムイオン濃度が0.5M以上である培地で増殖できない淡水産微細藻類であると判定することができる。
また、淡水産微細藻類は、pH1.0~6.0で増殖可能であることが好ましい。
そのような淡水産微細藻類としては、例えば、シアニジウム属に属する微細藻類の1倍体が挙げられる。シアニジウム属に属する微細藻類の1倍体の具体例としては、HKN1株(1倍体)及びYFU3株(1倍体)が挙げられる。
The freshwater microalgae used in the method of this embodiment are freshwater microalgae that cannot grow in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or more.
To determine whether freshwater microalgae cannot grow in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or higher, the target freshwater microalgae can be cultured in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or higher, and over time. This can be confirmed by measuring cell turbidity (OD 750 ). If the OD 750 does not increase from the start of culture, it can be determined that the freshwater microalgae cannot grow in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or more.
Further, it is preferable that the freshwater microalgae can grow at a pH of 1.0 to 6.0.
Examples of such freshwater microalgae include haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium. Specific examples of haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium include HKN1 strain (haploid) and YFU3 strain (haploid).
本実施形態の方法は、前記のような淡水産微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が0.1~0.4MであるpH1.0~6.0の培地で培養する工程を含む。当該工程は、前記「<淡水産微細藻類の培養方法>」の「[前培養工程]」と同様に行うことができる。 The method of this embodiment includes the step of culturing freshwater microalgae as described above in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M. This step can be performed in the same manner as "[Pre-culture step]" in "<Method for culturing freshwater microalgae>" above.
本実施形態の方法によれば、耐塩性を有さない淡水産微細藻類に、耐塩性を付与して、塩化ナトリウ濃度が0.5M以上であるpH1.0~6.0の培地で増殖可能な淡水産微細藻類を得ることができる。当該淡水産微細藻類が生育可能な高塩濃度及び低pHの環境では、他の生物の侵入が抑制される。また、イデユコゴメ綱に属する微細藻類(特に1倍体)は中性条件下では死滅するため、仮にイデユコゴメ綱に属する微細藻類(特に1倍体)が大量培養系から環境中に放出される場合があったとしても生物学的封じ込めが可能である。そのため、当該淡水産微細藻類は屋外大量培養に好適に用いることができる。 According to the method of this embodiment, salt tolerance can be imparted to freshwater microalgae that do not have salt tolerance, and they can grow in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium chloride concentration of 0.5 M or more. freshwater microalgae can be obtained. In an environment with high salt concentration and low pH in which the freshwater microalgae can grow, invasion of other organisms is suppressed. In addition, since microalgae belonging to the Idyukogome class (especially haploid) die under neutral conditions, there is a possibility that microalgae belonging to the Idyukogome class (especially haploid) may be released into the environment from a mass culture system. Even if there is, biological containment is possible. Therefore, the freshwater microalgae can be suitably used for outdoor mass culture.
<耐塩性を有するイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体>
本発明の1実施形態に係るイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、ナトリウムイオン濃度が0.5Mのような高塩濃度の培地で生育するが、天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は生育ができない。しかし、本発明の1実施形態に係る培養方法により、前培養期間中に耐塩性を獲得すると、0.5Mのナトリウムイオン濃度の培地でも生育できるようになる。このとき、前培養期間中よりも短期間の誘導期の後、対数増殖を開始する特徴があり、この特徴はさらに培地を植え継いでも同様である。しかも、耐塩性獲得をした本発明の1倍体藻類は、NaClを添加していないMA培地に植え継ぐと、生育しないかまたは生育が不良となってしまうという特徴がある。
生育が良好かどうかについては、コントロールの培養条件と比較することによってもできるが、本発明の1実施形態においては、自己の培養初期状態の細胞数と所定期間経過する間に増大した細胞数の比の大小により検討する。具体的には式(1)により計算する。細胞数は培養液の750nmにおける吸光度ODを測定することにより求め、所定期間は7日間とし、式(1)の値が2以上の場合は生育が良好であり、2未満の場合は生育が不良であるとする。生育が不良の原因としては、環境条件に馴化するのに時間を要することや、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は強固な細胞壁を持たないために高張液の浸透圧に耐えられず細胞が破壊されて死滅していることが考えられる。細胞が破壊されていることの確認については顕微鏡で観察することが考えられるが、定量性を確保することが困難である。そのため、本発明の1実施形態においては、細胞の内容物であるフィコシアニンの量を測定することで定量的な考察を行う。
<Haploid microalgae belonging to the class Idyukogometa that has salt tolerance>
The haploid microalgae belonging to the Idyukogoma class according to one embodiment of the present invention grows in a medium with a high salt concentration such as a sodium ion concentration of 0.5M, but the haploid microalgae belonging to the Idyukogoma class according to one embodiment of the present invention grows in a medium with a high salt concentration such as a sodium ion concentration of 0.5M. Ploids cannot grow. However, if salt tolerance is acquired during the preculture period using the culture method according to one embodiment of the present invention, it becomes possible to grow even in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M. At this time, there is a characteristic that logarithmic growth begins after a lag period that is shorter than during the preculture period, and this characteristic remains the same even when the medium is subcultured. Furthermore, the haploid algae of the present invention that has acquired salt tolerance has the characteristic that if it is subcultured to an MA medium to which NaCl is not added, it will not grow or will grow poorly.
Good growth can also be determined by comparing with control culture conditions, but in one embodiment of the present invention, the number of cells in the initial culture state and the number of cells that have increased over a predetermined period of time can be determined. Consider the size of the ratio. Specifically, it is calculated using equation (1). The number of cells is determined by measuring the absorbance OD of the culture solution at 750 nm, and the predetermined period is 7 days. If the value of formula (1) is 2 or more, growth is good, and if it is less than 2, growth is poor. Suppose that The causes of poor growth include the need for time to acclimatize to the environmental conditions, and haploid microalgae belonging to the Idyukogome class, which do not have strong cell walls, cannot withstand the osmotic pressure of hypertonic solutions, resulting in cell failure. It is possible that they were destroyed and died. A possible way to confirm that cells are destroyed is to observe them using a microscope, but it is difficult to ensure quantitative results. Therefore, in one embodiment of the present invention, quantitative considerations are made by measuring the amount of phycocyanin, which is a cell content.
一実施形態において、本発明は、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体であって、水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したMA培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2以上であり、MA培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2未満である、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体を提供する。
(培養開始7日後のOD750値-培養開始時のOD750値)/(7×培養開始時OD750値)で示される培養速度 (1)
In one embodiment, the present invention is directed to haploid microalgae belonging to the class Ideyukogoma, cultured at 42° C. in an MA medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5M. , the value calculated by the following formula (1) when statically cultured for 7 days under continuous light with a carbon dioxide concentration of 2% and an illuminance of 60 μmol/m 2 s is 2 or more, in MA medium, at a culture temperature of 42 ° C. Haploid microalgae belonging to the class Ideyukogoma, which has a value calculated by the following formula (1) of less than 2 when cultured stationary for 7 days under continuous light with a carbon dioxide concentration of 2% and an illuminance of 60 μmol/m 2 s. I will provide a.
Culture rate expressed as (OD 750 value 7 days after the start of culture - OD 750 value at the start of culture)/(7 x OD 750 value at the start of culture) (1)
「水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したMA培地」は、実施例における表5に記載される培地(以下、「MA+0.5M NaCl培地」ともいう)である。本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA+0.5M NaCl培地で増殖することができる。さらに、MA+0.5M NaCl培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光の条件で、静置培養したとき、下記式(1)で算出される増殖速度が2以上になるという特徴を有する。
(培養開始7日後のOD750値-培養開始時のOD750値)/(7×培養開始時OD750値) (1)
"MA medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5M" is the medium described in Table 5 in Examples (hereinafter also referred to as "MA+0.5M NaCl medium"). . The haploid microalgae belonging to the genus Idyukogoma of this embodiment can grow in an MA+0.5M NaCl medium. Furthermore, when statically cultured in MA+0.5M NaCl medium under the conditions of culture temperature 42°C,
(OD 750 value 7 days after the start of culture - OD 750 value at the start of culture) / (7 x OD 750 value at the start of culture) (1)
前記式(1)において、「培養開始時のOD750値」とは、培養開始時(0時間)において波長750nmで測定した培養液の吸光度を意味する。通常、培養開始時のOD750値が、0.1となるように、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体をMA+0.5M NaCl培地に接種し、培養を開始する。前記式(1)において、「培養開始7日後のOD750値」とは、培養開始から7日(168時間)後において波長750nmで測定した培養液の吸光度を意味する。培養液の吸光度は、吸光度計で測定することができる。
培養は、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光の条件で、7日間の静置培養で行う。培養スケールは、特に限定されないが、例えば、24穴プレートを用いて、1mLの培養液で培養することができる。
In the above formula (1), "OD 750 value at the start of culture" means the absorbance of the culture solution measured at a wavelength of 750 nm at the start of culture (0 hour). Normally, a haploid microalgae belonging to the class Ideyucogonaceae is inoculated into an MA+0.5M NaCl medium so that the OD 750 value at the start of culture is 0.1, and culture is started. In the above formula (1), "OD 750 value 7 days after the start of culture" means the absorbance of the culture solution measured at a wavelength of 750
The culture is performed by static culture for 7 days under the conditions of a culture temperature of 42° C., a carbon dioxide concentration of 2%, and continuous light with an illuminance of 60 μmol/m 2 s. Although the culture scale is not particularly limited, for example, a 24-well plate can be used for culturing with 1 mL of culture solution.
天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA+0.5M NaCl培地で増殖することはできない。そのため、天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体をMA+0.5M NaCl培地で培養した場合、前記式(1)で算出される値は、2未満である。しかしながら、本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、高ナトリウムイオン濃度に対する耐性を有しているため、MA+0.5M NaCl培地でも良好に増殖することができる。したがって、本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体をMA+0.5M NaCl培地で培養した場合、前記式(1)で算出される値が2以上となる。本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA+0.5M NaCl培地で培養したときの前記式(1)で算出される値が、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。 Natural haploid microalgae belonging to the class Idyukogoma cannot grow in MA+0.5M NaCl medium. Therefore, when a natural haploid microalgae belonging to the class Idyukogome is cultured in an MA+0.5M NaCl medium, the value calculated by the above formula (1) is less than 2. However, the haploid microalgae of the present embodiment belonging to the genus Idyukogoma has tolerance to high sodium ion concentrations, and therefore can grow well even in MA+0.5M NaCl medium. Therefore, when the haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment is cultured in MA+0.5M NaCl medium, the value calculated by the above formula (1) will be 2 or more. In the haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment, the value calculated by the above formula (1) when cultured in MA+0.5M NaCl medium is preferably 3 or more, and preferably 4 or more. It is more preferable.
上記特徴に加えて、本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で静置培養したとき、前記式(1)で算出される値が2未満であるという特徴を有する。MA培地は、実施例における表1に記載される培地である。通常、培養開始時のOD750値が、0.1となるように、イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体をMA培地に接種し、培養を開始する。培養は、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光の条件で、7日間の静置培養で行う。培養スケールは、特に限定されないが、例えば、24穴プレートを用いて、1mLの培養液で培養することができる。 In addition to the above-mentioned characteristics, the haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment can be statically cultured in an MA medium at a culture temperature of 42°C, a carbon dioxide concentration of 2%, and a continuous light illuminance of 60 μmol/m 2 s. In this case, the value calculated by the equation (1) is less than 2. The MA medium is the medium described in Table 1 in the Examples. Usually, a haploid microalgae belonging to the class Idyukogoma is inoculated into an MA medium so that the OD 750 value at the start of culture is 0.1, and culture is started. The culture is performed by static culture for 7 days under the conditions of a culture temperature of 42° C., a carbon dioxide concentration of 2%, and continuous light with an illuminance of 60 μmol/m 2 s. Although the culture scale is not particularly limited, for example, a 24-well plate can be used for culturing with 1 mL of culture solution.
天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA培地で良好に増殖することができる。そのため、天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体をMA培地で培養した場合、前記式(1)で算出される値は、通常2以上となる。しかしながら、本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、高ナトリウムイオン濃度に対する耐性を有する一方、低ナトリウムイオン濃度での増殖能力が低下する。したがって、本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体をMA培地で培養した場合、前記式(1)で算出される値が2以上となる。本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA培地で培養したときの前記式(1)で算出される値が、1.8未満であることが好ましく、1.5未満以上であることがより好ましい。 Natural haploid microalgae belonging to the class Idyukogoma can grow well in MA medium. Therefore, when a natural haploid microalgae belonging to the class Idyukogome is cultured in an MA medium, the value calculated by the above formula (1) is usually 2 or more. However, the haploid microalgae belonging to the class Ideyukogomera of this embodiment has resistance to high sodium ion concentrations, but has a reduced ability to proliferate at low sodium ion concentrations. Therefore, when the haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment is cultured in an MA medium, the value calculated by the above formula (1) will be 2 or more. It is preferable that the haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment has a value calculated by the above formula (1) when cultured in an MA medium of less than 1.8, and less than 1.5 or more. It is more preferable that
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、MA培地に懸濁したときの死滅率が、30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましい。前記死滅率が30%以上であると、環境中に藻類細胞が放出されたとしても、ナトリウムイオン濃度が低い環境中では藻類細胞の生存が難しい。そのため、屋外の開放培養系で培養した場合でも、環境へのコンタミネーションが起こりにくい。 The haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment preferably has a mortality rate of 30% or more, more preferably 40% or more, and 50% or more when suspended in an MA medium. It is more preferable that If the mortality rate is 30% or more, even if the algal cells are released into the environment, it is difficult for the algal cells to survive in an environment with a low sodium ion concentration. Therefore, even when cultured in an outdoor open culture system, contamination to the environment is unlikely to occur.
前記死滅率は、以下のように算出されるものである。
MA+0.5M NaCl培地で培養を行った後、2mLの前記培地に懸濁したときにOD750=1となる量の藻類細胞を回収し、下記の処理1~3を行う。
処理1:MA培地2mLに懸濁し、ボルテックスで10分間振盪する。
処理2:MA+0.5M NaCl培地2mLに懸濁し、ボルテックスで10分間振盪する。
処理3:MA+0.5M NaCl培地0.1mLに懸濁後、-196℃で凍結し、前記培地で2mLとなるようにメスアップし、ボルテックスで10分間振盪する。
The mortality rate is calculated as follows.
After culturing in MA+0.5M NaCl medium, algal cells in an amount that gives an OD 750 =1 when suspended in 2 mL of the medium are collected and subjected to the following
Treatment 1: Suspend in 2 mL of MA medium and shake with vortex for 10 minutes.
Treatment 2: Suspend in 2 mL of MA+0.5M NaCl medium and shake by vortexing for 10 minutes.
Treatment 3: Suspend in 0.1 mL of MA+0.5M NaCl medium, freeze at -196°C, make up to 2 mL with the above medium, and shake by vortexing for 10 minutes.
次いで、下記式により、死滅率を算出する。
死滅率(%)={(処理2後のPC濃度-処理1後のPC濃度)/(処理2後のPC濃度-処理3後のPC濃度)}×100
前記式中、「PC濃度」は、フィコシアニン濃度を表す。PC濃度は、処理1~3のいずれかを行った後の懸濁液について、積分球を取り付けた分光光度計を用いて、620nm及び678nmの吸光度を測定することにより求めることができる。PC濃度は、620nm及び678nmの吸光度から、下記式により算出することができる。
PC濃度(μg/ml)=138.5×A620-35.49×A678
The mortality rate is then calculated using the following formula:
Mortality rate (%)={(PC concentration after
In the above formula, "PC concentration" represents the phycocyanin concentration. The PC concentration can be determined by measuring the absorbance at 620 nm and 678 nm using a spectrophotometer equipped with an integrating sphere for the suspension after any one of
PC concentration (μg/ml) = 138.5 × A 620 - 35.49 × A 678
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、下記(a)~(c)のいずれか1つ以上の特徴を有することが好ましく、下記(a)~(c)のいずれか2つの特徴を有することがより好ましく、下記(a)~(c)の全ての特徴を有することがさらに好ましい。
(a)天然の前記微細藻類の1倍体と比較して、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地での培養開始後7日間の増殖速度が大きい。
(b)天然の前記微細藻類の1倍体と比較して、ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地での培養開始後7日間の増殖速度が小さい。
(c)ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地での培養開始後7日間の増殖速度と比較して、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地での培養開始後7日間の増殖速度が大きい。
The haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment preferably has any one or more of the following characteristics (a) to (c), and any two of the following (a) to (c). It is more preferable to have one feature, and even more preferably to have all the features (a) to (c) below.
(a) Compared to the natural haploid microalgae, the growth rate is higher for 7 days after the start of culture in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.5M.
(b) Compared to the natural haploid microalgae, the growth rate is low for 7 days after the start of culture in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.05M or less.
(c) Compared to the growth rate for 7 days after the start of culture in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 where the sodium ion concentration is 0.05M or less, the growth rate at pH 1.0 to 6.0 where the sodium ion concentration is 0.5M or less The growth rate was high for 7 days after the start of culture in the 6.0 medium.
「天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類」とは、自然界で生息するイデユコゴメ綱に属する微細藻類又は前記微細藻類と同様の性質を有する当該種類の微細藻類をいう。天然の微細藻類は、自然界から単離され、ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地で培養することにより維持されたものであってもよい。
「天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体」とは、自然界で生息するイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体又は自然界で生息するイデユコゴメ綱に属する微細藻類の2倍体から得られた1倍体をいう。ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であり、pH1.0~6.0となるように調製された培地で天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の2倍体を一定期間(例えば、1~3週間程度)、一定条件で培養し、減数分裂した微細藻類を顕微鏡下において物理的に選択し、天然のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体を得ることができる。
"Natural microalgae belonging to the class Idyukogome" refers to microalgae belonging to the class Idyukogomena that inhabits in the natural world, or microalgae of the type having similar properties to the above-mentioned microalgae. Natural microalgae may be isolated from nature and maintained by culturing in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.05M or less.
"Natural haploid microalgae belonging to the Idyukogome class" refers to haploid microalgae belonging to the Idyukogome class living in the natural world or diploid microalgae belonging to the Idyukogome class living in the natural world. Refers to haploid. Natural diploid microalgae belonging to the Idyukogome class are grown for a certain period of time (for example, about 1 to 3 weeks) in a medium prepared to have a sodium ion concentration of 0.05 M or less and a pH of 1.0 to 6.0. ), microalgae that have undergone meiosis after being cultured under certain conditions are physically selected under a microscope to obtain haploid microalgae belonging to the class Ideyucogomatidae.
イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体が、上記(a)の特徴を有するか否かは、当該微細藻類の1倍体と当該微細藻類と同じ種である天然の微細藻類とを、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地で培養し、培養開始後7日間の増殖速度を比較することにより判定することができる。前記増殖速度が、天然の微細藻類の1倍体よりも大きい場合には、当該微細藻類が上記(a)の特徴を有すると判定される。 Whether or not a haploid microalgae belonging to the class Idyukogometa has the feature (a) above is determined by the fact that the haploid microalgae and the natural microalgae, which is the same species as the microalgae, have sodium ions. The determination can be made by culturing in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a concentration of 0.5M, and comparing the growth rate for 7 days after the start of culture. When the growth rate is higher than that of a haploid natural microalgae, it is determined that the microalgae has the characteristic (a) above.
イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体が、上記(b)の特徴を有するか否かは、当該微細藻類の1倍体と当該微細藻類と同じ種である天然の微細藻類とを、ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地で培養し、培養開始後7日間の増殖速度を比較することにより判定することができる。前記増殖速度が、天然の微細藻類の1倍体よりも小さい場合には、当該微細藻類が上記(b)の特徴を有すると判定される。 Whether or not a haploid microalgae belonging to the class Idyukogometa has the feature (b) above is determined by the fact that the haploid microalgae and the natural microalgae, which is the same species as the microalgae, are separated by sodium ions. The determination can be made by culturing in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a concentration of 0.05 M or less, and comparing the growth rate for 7 days after the start of culture. If the growth rate is lower than that of a haploid natural microalgae, it is determined that the microalgae has the characteristic (b) above.
イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体が、上記(c)の特徴を有するか否かは、当該微細藻類の1倍体を、ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地及びナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地で培養し、両培地における培養開始後7日間の増殖速度を比較することにより判定することができる。前記ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地での増殖速度が、ナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地での増殖速度よりも大きい場合には、当該微細藻類が上記(c)の特徴を有すると判定される。 Whether or not a haploid microalgae belonging to the class Idyukogometa has the characteristic (c) above is determined by testing the haploid microalgae at a pH of 1.0 to 6.0 with a sodium ion concentration of 0.05M or less. The determination can be made by culturing in a pH 1.0 to 6.0 medium with a sodium ion concentration of 0.0 and a pH 1.0 to 6.0 medium with a sodium ion concentration of 0.5 M, and comparing the growth rates for 7 days after the start of culture in both mediums. The growth rate in a pH 1.0-6.0 medium with a sodium ion concentration of 0.5M is higher than the growth rate in a pH 1.0-6.0 medium with a sodium ion concentration of 0.05M or less. If the size is large, it is determined that the microalgae has the characteristic (c) above.
ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地、及びナトリウムイオン濃度が0.05M以下であるpH1.0~6.0の培地としては、上記「<淡水産微細藻類の培養方法>」で挙げた培地と同様の培地が挙げられる。上記(a)~(c)における培養条件としては、例えば、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光の条件での静置培養が挙げられる。培養スケールは、特に限定されないが、例えば、24穴プレートを用いて、1mLの培養液で培養することができる。 As a medium with a pH of 1.0 to 6.0 with a sodium ion concentration of 0.5M and a medium with a pH of 1.0 to 6.0 with a sodium ion concentration of 0.05M or less, The same medium as the culture medium mentioned in ``Culture method'' may be used. Examples of the culture conditions in (a) to (c) above include static culture under conditions of a culture temperature of 42° C., a carbon dioxide concentration of 2%, and continuous light at an illuminance of 60 μmol/m 2 s. Although the culture scale is not particularly limited, for example, a 24-well plate can be used for culturing with 1 mL of culture solution.
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、前記実施形態の淡水産微細藻類の生産方法により得ることができる。イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体の具体例としては、シアニディオシゾン・メロラエ、シアニジウム属する微細藻類の1倍体、及びガルデリア属に属する微細藻類の1倍体が挙げられる。シアニジウム属に属する微細藻類の1倍体の具体例としては、HKN1株(1倍体)及びYFU3株(1倍体)が挙げられる。ガルデリア属に属する微細藻類の1倍体の具体例としては、G. partita、及びG. sulphuraria等が挙げられる。中でも、シアニジウム属に属する微細藻類又はガルデリア属に属する微細藻類の1倍体が好ましく、シアニジウム属に属する微細藻類の1倍体がより好ましく、HKN1株(1倍体)又はYFU3株(1倍体)がさらに好ましく、HKN1株(1倍体)が特に好ましい。 The haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment can be obtained by the method for producing freshwater microalgae of the embodiment described above. Specific examples of haploid microalgae belonging to the class Idyukogome include haploid microalgae belonging to Cyanidioscizon melolae, Cyanidium, and haploid microalgae belonging to the genus Gardelia. Specific examples of haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium include HKN1 strain (haploid) and YFU3 strain (haploid). A specific example of haploid microalgae belonging to the genus Gardelia is G. partita, and G. sulphuraria and the like. Among these, haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium or microalgae belonging to the genus Gardelia are preferred, and haploid microalgae belonging to the genus Cyanidium are more preferred, including strain HKN1 (haploid) and strain YFU3 (haploid). ) is more preferred, and HKN1 strain (haploid) is particularly preferred.
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類は、ナトリウムイオン濃度が0.6M以上であるpH1.0~6.0の培地で増殖できることが好ましく、ナトリウムイオン濃度が0.7M以上であるpH1.0~6.0の培地で増殖できることがより好ましく、ナトリウムイオン濃度が0.8M以上であるpH1.0~6.0の培地で増殖できることがさらに好ましく、ナトリウムイオン濃度が0.9M以上であるpH1.0~6.0の培地で増殖できることが特に好ましい。本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類は、ナトリウムイオン濃度が1M以上であるpH1.0~6.0の培地で増殖できるものであってもよい。 It is preferable that the microalgae belonging to the class Ideyukogomera of this embodiment can grow in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 in which the sodium ion concentration is 0.6M or higher, and a pH 1.0 medium with a sodium ion concentration of 0.7M or higher. It is more preferable to be able to grow in a medium with a pH of 1.0 to 6.0, and even more preferable to be able to grow in a medium with a pH of 1.0 to 6.0, where the sodium ion concentration is 0.8M or more, and it is more preferable to be able to grow in a medium with a pH of 1.0 to 6.0, where the sodium ion concentration is 0.9M or more. It is particularly preferred that the cells can be grown in a medium with a concentration of .0 to 6.0. The microalgae belonging to the genus Idyukogome of this embodiment may be one that can grow in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 1M or more.
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類は、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地で培養した後、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の新たな培地に植え継いだ場合であっても増殖速度が維持されることが好ましい。これにより、本実施形態の微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地で継体培養して維持することができる。また、前記のように維持した本実施形態の微細藻類を、任意の時期に、ナトリウムイオン濃度が0.5MであるpH1.0~6.0の培地で大量培養した場合でも、良好に増殖させることができる。 In this embodiment, the microalgae belonging to the Idyukogome class are cultured in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M and a pH of 1.0 to 6.0, and then cultured in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M at a pH of 1.0 to 6.0. It is preferable that the growth rate is maintained even when the cells are subcultured into a new medium containing 0. Thereby, the microalgae of this embodiment can be subcultured and maintained in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.5M. Furthermore, even when the microalgae of this embodiment maintained as described above are cultured in large quantities at any time in a medium with a pH of 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.5M, the microalgae of this embodiment can be grown favorably. be able to.
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、海水と同程度のナトリウムイオン濃度で良好に増殖することができるため、海水に、窒素含有塩、リン含有塩及び鉄含有塩を少なくとも添加し、且つpH1.0~6.0に調整した培地を用いて良好に増殖させることができる。そのような培地の具体例としては、前記「<淡水産微細藻類の培養方法>」の「[本培養工程]」で挙げたものと同様のものが挙げられる。 The haploid microalgae belonging to the class Idyukogome of this embodiment can proliferate well at a sodium ion concentration comparable to that of seawater. Propagation can be achieved using a medium containing the above-mentioned P. acetate and adjusted to a pH of 1.0 to 6.0. Specific examples of such a culture medium include those similar to those listed in "[Main culture step]" of the above "<Culture method of freshwater microalgae>".
本実施形態のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、高ナトリウムイオン濃度及び低pHの環境で良好に増殖することができるため、屋外大量培養に好適に用いることができる。 The haploid microalgae of the present embodiment belonging to the class Idyukogoma can proliferate favorably in an environment with high sodium ion concentration and low pH, and therefore can be suitably used for outdoor mass culture.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(培地の調製)
表1に示す組成のM-Allen培地(MA培地)を調製した。具体的には、A2 Fe stock以外の培地成分を混合し、硫酸でpH2.0に調整した後、オートクレーブにより滅菌した。オートクレーブ滅菌後、フィルター滅菌した4mLのA2 Fe stockを添加し、MA培地とした。
表2及び表3に、A2 trace element及びA2 Fe stockの組成をそれぞれ示す。
(Preparation of medium)
M-Allen medium (MA medium) having the composition shown in Table 1 was prepared. Specifically, medium components other than A2 Fe stock were mixed, the pH was adjusted to 2.0 with sulfuric acid, and the mixture was sterilized using an autoclave. After autoclave sterilization, 4 mL of filter-sterilized A2 Fe stock was added to prepare an MA medium.
Tables 2 and 3 show the compositions of A2 trace element and A2 Fe stock, respectively.
MA培地に、0.3M NaClを加えて、MA+0.3M NaCl培地を調製した。また、MA培地に、0.5M NaClを加えて、MA+0.5M NaCl培地を調製した。MA+0.3M NaCl培地及びMA+0.5M NaCl培地の組成を表4及び表5にそれぞれ示す。表4及び表5中のA2 trace element及びA2 Fe stockは、それぞれ表2及び表3に示すものである。 0.3M NaCl was added to MA medium to prepare MA+0.3M NaCl medium. Furthermore, 0.5M NaCl was added to the MA medium to prepare an MA+0.5M NaCl medium. The compositions of MA+0.3M NaCl medium and MA+0.5M NaCl medium are shown in Tables 4 and 5, respectively. A2 trace element and A2 Fe stock in Tables 4 and 5 are shown in Tables 2 and 3, respectively.
以下の実施例において、前記培地を前培養又は本培養に用いる場合、各培地を下記のように表記する場合がある。
前培養に用いる場合
MA培地:培地(A)
MA+0.3M NaCl培地:培地(B)
MA+0.5M NaCl培地:培地(C)
本培養に用いる場合
MA培地:培地(a)
MA+0.3M NaCl培地:培地(b)
MA+0.5M NaCl培地:培地(c)
In the following examples, when the medium is used for pre-culture or main culture, each medium may be expressed as follows.
When used for preculture MA medium: Medium (A)
MA+0.3M NaCl medium: Medium (B)
MA+0.5M NaCl medium: Medium (C)
When used for main culture MA medium: Medium (a)
MA+0.3M NaCl medium: medium (b)
MA+0.5M NaCl medium: medium (c)
(生育状況の測定)
微細藻類の生育状況は、細胞濁度(OD750)により確認した。具体的には、吸光度計(BIO-RAD 社のSmartSpec Plus)を用いて、藻類培養液の750nmにおける吸光度を測定し、細胞濁度(OD750)を求めた。
(Measurement of growth status)
The growth status of microalgae was confirmed by cell turbidity (OD 750 ). Specifically, the absorbance of the algal culture solution at 750 nm was measured using an absorbance meter (BIO-RAD's SmartSpec Plus) to determine cell turbidity (OD 750 ).
(培養方法)
シアニジウム・エスピー HKN1の培養は、前培養も本培養もともに、特に断りのない限り、CO2インキュベーター内での、静置培養により行った。培養温度は42℃とし、照度60μmol/m2sの連続光を用い、CO2濃度は2%とした。特に断りのない限り、培養は、24穴プレートで、1mLの培養液で行った。
シアニディオシゾン・メロラエ 10Dの培養は、前培養も本培養もともに、特に断りのない限り、通気培養(300mL ambient air/min)により行った。培養温度は42℃とし、照度60μmol/m2sの連続光を用いた。特に断りのない限り、培養は、24穴プレートで、1mLの培養液で行った。
シアニジウム・エスピー HKN1及びシアニディオシゾン・メロラエ 10Dのいずれも、前培養開始時及び本培養開始時の細胞濁度は、OD750=0.1となるようにした。特に断りのない限り、培養は、24穴プレートで、1mLの培養液で行った。
(Culture method)
Cyanidium sp. HKN1 was cultured by static culture in a CO 2 incubator for both preculture and main culture unless otherwise specified. The culture temperature was 42° C., continuous light with an illuminance of 60 μmol/m 2 s was used, and the CO 2 concentration was 2%. Unless otherwise specified, culturing was performed in 24-well plates in 1 mL of culture medium.
For both Cyanidium sp. HKN1 and
(ポリリン酸の定性分析)
ポリリン酸の存在については次のようにDAPI染色により観察した。
培養液に最終濃度1%(w/v)になる様にglutaraldehydeを加えた後に、最終濃度が3μg/mLになる様にDAPIを加え、蛍光顕微鏡で観察した。
(Qualitative analysis of polyphosphoric acid)
The presence of polyphosphoric acid was observed by DAPI staining as follows.
After adding glutaraldehyde to the culture solution to a final concentration of 1% (w/v), DAPI was added to a final concentration of 3 μg/mL, and observation was made using a fluorescence microscope.
(液胞の定性分析)
液胞の存在については次のようにキナクリン染色により観察した。
培養液に最終濃度が100mMになる様に1M Tris-HCl(pH 8.0)緩衝液を加えた後に、最終濃度が40μg/mLになる様にキナクリンを加え、15分間、室温で静置した。遠心後(1500g、5分)、上澄みを捨て、沈殿にMA培地を加え、37℃で30分静置し、蛍光顕微鏡で観察した。
(Qualitative analysis of vacuoles)
The presence of vacuoles was observed by quinacrine staining as follows.
After adding 1M Tris-HCl (pH 8.0) buffer to a final concentration of 100 mM to the culture solution, quinacrine was added to a final concentration of 40 μg/mL, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 minutes. . After centrifugation (1500 g, 5 minutes), the supernatant was discarded, MA medium was added to the precipitate, the mixture was allowed to stand at 37°C for 30 minutes, and observed under a fluorescence microscope.
[実施例1]
シアニジウム・エスピー HKN1(1倍体)(以下、「HKN1(1倍体)」と略記する場合がある)を、MA培地(培地(A))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、培地(a)、(b)、又は(c)を用いて7日間静置培養した(本培養)。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。
また、HKN1(1倍体)をMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、培地(a)、(b)、又は(c)を用いて7日間静置培養した(本培養)。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。
結果を表6及び図1に示す。図1は、表1に示すOD750の変化をグラフにしたものである。
[Example 1]
Cyanidium sp. HKN1 (haploid) (hereinafter sometimes abbreviated as "HKN1 (haploid)") was precultured for one week using MA medium (medium (A)). After the pre-culture, the cells were statically cultured for 7 days using medium (a), (b), or (c) (main culture). During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of HKN1 (haploid).
In addition, HKN1 (haploid) was precultured for one week using MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, the cells were statically cultured for 7 days using medium (a), (b), or (c) (main culture). During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of HKN1 (haploid).
The results are shown in Table 6 and Figure 1. FIG. 1 is a graph of the changes in OD 750 shown in Table 1.
表6及び図1に示すように、前培養が培地(A)であった場合、本培養が培地(a)及び培地(b)のときには同様の増殖を示したが、本培養が培地(c)のときには増殖しなかった。
一方、前培養が培地(B)であった場合、本培養が培地(c)のときでも、上記培地(a)及び培地(b)の場合と同様の増殖を示した。
As shown in Table 6 and Figure 1, when the preculture was on medium (A), similar growth was observed when the main culture was on medium (a) and medium (b), but when the main culture was on medium (c ) did not proliferate.
On the other hand, when the preculture was in medium (B), even when the main culture was in medium (c), the same growth as in the cases of medium (a) and medium (b) was shown.
[実施例2]
天然海水としてナジーム10(表層の海水:日本QCE bluelab事業部)を使用した。MA培地の成分をそれぞれ海水(ナジーム10)に添加して、HKN1(1倍体)を培養し、MA培地中のどの成分がHKN1(1倍体)の生育に寄与するのかを確認した。
本培養に用いた培地を表7~8に示す。ナジーム10に、表7~8に示すMA培地成分を添加して、硫酸でpH2.0に調整し、培地1~17を調製した。なお、マグネシウム及びカルシウムは、海水中に豊富に存在するため、培地1~16では、MgSO4及びCaCl2を添加しなかった。培地17は、ポジティブコントロールとして、MA培地相当のMgSO4及びCaCl2を添加した。
[Example 2]
Naseem 10 (surface seawater: Japan QCE bluelab division) was used as natural seawater. HKN1 (haploid) was cultured by adding each component of the MA medium to seawater (Naseem 10), and it was confirmed which components in the MA medium contributed to the growth of HKN1 (haploid).
The media used for main culture are shown in Tables 7 and 8. MA medium components shown in Tables 7 to 8 were added to
HKN1(1倍体)を培地(B)で1週間、前培養した後、培地1~17のいずれかの培地で10日間、本培養を行った。本培養10日後、培地のOD750を測定し、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表7~8に示す。
After HKN1 (haploid) was precultured in medium (B) for one week, main culture was performed in any of
表7~8に示すように、培地16及び培地17は同等の増殖を示した。これらの結果から、海水に、(NH4)2SO4、KH2PO4、A2 Fe stock、及びA2 trace metal elementを添加することにより、HKN1(1倍体)の生育に適した海水培地として使用できることが確認できた。
上記培地16の組成を表9に示す。以下の実施例で「海水培地」と表記するものは、表9に示す組成の培地である。表9中のA2 trace element及びA2 Fe stockは、それぞれ表2及び表3に示すものである。
As shown in Tables 7-8, medium 16 and medium 17 showed comparable growth. From these results, by adding (NH 4 ) 2 SO 4 , KH 2 PO 4 , A2 Fe stock, and A2 trace metal element to seawater, it was possible to create a seawater medium suitable for the growth of HKN1 (haploid). It was confirmed that it can be used.
The composition of the medium 16 is shown in Table 9. In the following Examples, what is referred to as "seawater culture medium" is a culture medium having the composition shown in Table 9. A2 trace element and A2 Fe stock in Table 9 are shown in Table 2 and Table 3, respectively.
[実施例3]
HKN1(1倍体)をMA+0.3M NaCl培地(培地(B))で1週間前培養し、MA+0.5M NaCl培地(ポジティブコントロール)(培地(c))又は海水培地で、7日間、本培養した。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。
結果を表10及び図2に示す。図2は、表10に示すOD750の変化をグラフにしたものである。
[Example 3]
HKN1 (haploid) was precultured in MA+0.3M NaCl medium (medium (B)) for 1 week, and then main cultured for 7 days in MA+0.5M NaCl medium (positive control) (medium (c)) or seawater medium. did. During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of HKN1 (haploid).
The results are shown in Table 10 and FIG. 2. FIG. 2 is a graph of the changes in OD 750 shown in Table 10.
表10及び図2に示すように、HKN1(1倍体)は、培地(c)及び海水培地のいずれの培地で本培養を行った場合でも同等の増殖を示した。 As shown in Table 10 and FIG. 2, HKN1 (haploid) showed equivalent growth when main culture was performed in either medium (c) or seawater medium.
[実施例4]
HKN1(1倍体)の生育に及ぼすpHの影響を確認するために、pHをpH2~7の間で変化させた海水培地をそれぞれ用意した。pHの調製は、硫酸又は水酸化カリウムを用いて行った。
HKN1(1倍体)をMA+0.3M NaCl(培地(B))で1週間前培養し、上述のようにpHを調整した各海水培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。
結果を表11、及び図3に示す。図3は、表11に示すOD750をグラフにしたものである。
[Example 4]
In order to confirm the effect of pH on the growth of HKN1 (haploid), seawater media with pH varied between 2 and 7 were prepared. Adjustment of pH was performed using sulfuric acid or potassium hydroxide.
HKN1 (haploid) was precultured for one week in MA+0.3M NaCl (medium (B)), and main culture was performed for 7 days in each seawater culture medium whose pH was adjusted as described above. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured to confirm the growth status of HKN1 (haploid).
The results are shown in Table 11 and FIG. 3. FIG. 3 is a graph of the OD 750 shown in Table 11.
表11及び図3に示すように、HKN1(1倍体)は、pH6以下では増殖できるが、pH7では増殖できなかった。なお、一般的に、アンモニアを窒素源とする培地で藻類を増殖させると、藻類の増殖に伴いpHが低下するため、緩衝剤やアルカリ性物質を加えてpHを中性付近に維持する必要がある。しかしながら、好酸性のHKN1(1倍体)でpH調整の必要はなかった。
As shown in Table 11 and FIG. 3, HKN1 (haploid) could proliferate at
[実施例5]
シアニジウム・エスピー HKN1(2倍体)(以下、「HKN1(2倍体)」と略記する場合がある)を、MA培地(培地(A))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、培地(a)、(b)、又は(c)を用いて7日間静置培養した(本培養)。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、HKN1(2倍体)の生育状況を確認した。
また、HKN1(2倍体)をMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、培地(a)、(b)、又は(c)を用いて7日間静置培養した(本培養)。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、HKN1(2倍体)の生育状況を確認した。
結果を表12及び図4に示す。図4は、表12に示すOD750の変化をグラフにしたものである。
[Example 5]
Cyanidium sp. HKN1 (diploid) (hereinafter sometimes abbreviated as "HKN1 (diploid)") was precultured for one week using MA medium (medium (A)). After the pre-culture, the cells were statically cultured for 7 days using medium (a), (b), or (c) (main culture). During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of HKN1 (diploid).
In addition, HKN1 (diploid) was precultured for one week using MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, the cells were statically cultured for 7 days using medium (a), (b), or (c) (main culture). During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of HKN1 (diploid).
The results are shown in Table 12 and FIG. 4. FIG. 4 is a graph of the changes in OD 750 shown in Table 12.
表12及び図4に示すように、HKN1(2倍体)は、培地(A)及び培地(B)のいずれの培地で前培養を行った場合でも、培地(a)、培地(b)及び培地(c)の本培養で同等の増殖速度を示した。 As shown in Table 12 and Figure 4, HKN1 (diploid) was precultured in either medium (A) or medium (B); The main culture in medium (c) showed an equivalent growth rate.
[実施例6]
HKN1(2倍体)をMA+0.3M NaCl培地(培地(B))で1週間前培養し、MA+0.5M NaCl培地(ポジティブコントロール)(培地(c))又は海水培地で、7日間、本培養した。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、HKN1(2倍体)の生育状況を確認した。
結果を表13及び図5に示す。図5は、表13に示すOD750の変化をグラフにしたものである。
[Example 6]
HKN1 (diploid) was precultured in MA + 0.3M NaCl medium (medium (B)) for 1 week, and then main cultured for 7 days in MA + 0.5M NaCl medium (positive control) (medium (c)) or seawater medium. did. During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of HKN1 (diploid).
The results are shown in Table 13 and FIG. 5. FIG. 5 is a graph of the changes in OD 750 shown in Table 13.
表13及び図5に示すように、HKN1(2倍体)は、培地(c)及び海水培地のいずれの培地で本培養を行った場合でも同等の増殖速度を示した。 As shown in Table 13 and FIG. 5, HKN1 (diploid) showed the same growth rate when main culture was performed in either medium (c) or seawater medium.
[実施例7]
シアニディオシゾン・メロラエ 10D(以下、「10D)」と略記する場合がある)を、MA培地(培地(A))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、培地(a)、(b)、又は(c)を用いて7日間静置培養した(本培養)。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、10Dの生育状況を確認した。
また、10DをMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、培地(a)、(b)、又は(c)を用いて7日間静置培養した(本培養)。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、10Dの生育状況を確認した。
結果を表14及び図6に示す。図6は、表14に示すOD750の変化をグラフにしたものである。
[Example 7]
In addition, 10D was precultured for one week using MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, the cells were statically cultured for 7 days using medium (a), (b), or (c) (main culture). During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of 10D.
The results are shown in Table 14 and FIG. 6. FIG. 6 is a graph of the changes in OD 750 shown in Table 14.
表14及び図6に示すように、10Dは、前培養が培地(A)であった場合、本培養が培地(a)及び培地(b)のときには同様の増殖を示した。一方、本培養が培地(c)のときには、本培養3日までは徐々にOD750が低下したが、5日目に回復し、その後は培地(a)及び培地(b)と同等の増殖速度を示した。
一方、前培養が培地(B)であった場合、本培養が培地(c)のときでも、培養開始時から、上記培地(a)及び培地(b)の場合と同様の増殖を示した。
As shown in Table 14 and FIG. 6, 10D showed similar growth when the preculture was on medium (A) and when the main culture was on medium (a) and medium (b). On the other hand, when the main culture was in medium (c), the OD750 gradually decreased until the 3rd day of main culture, but recovered on the 5th day, and thereafter the growth rate was the same as in medium (a) and medium (b). showed that.
On the other hand, when the preculture was in medium (B), even when the main culture was in medium (c), the same growth as in the cases of medium (a) and medium (b) was shown from the start of culture.
[実施例8]
10DをMA+0.3M NaCl培地(培地(B))で1週間前培養し、MA+0.5M NaCl培地(ポジティブコントロール)(培地(c))又は海水培地で、7日間、本培養した。本培養中、経時的に培地のOD750を測定して、10Dの生育状況を確認した。
結果を表15及び図7に示す。図7は、表15に示すOD750の変化をグラフにしたものである。
[Example 8]
10D was precultured in MA+0.3M NaCl medium (medium (B)) for one week, and then main cultured for 7 days in MA+0.5M NaCl medium (positive control) (medium (c)) or seawater medium. During the main culture, the OD 750 of the medium was measured over time to confirm the growth status of 10D.
The results are shown in Table 15 and FIG. FIG. 7 is a graph of the changes in OD 750 shown in Table 15.
表15及び図7に示すように、10Dは、培地(c)及び海水培地のいずれの培地で本培養を行った場合でも同等の増殖速度を示した。 As shown in Table 15 and FIG. 7, 10D showed the same growth rate when main culture was performed in either medium (c) or seawater medium.
[実施例9]
MA培地で1週間培養したHKN1(1倍体)を、OD750=0.1となるようにMA培地に移植して、7日間、CO2インキュベーター内(2%CO2)で静置培養し、HKN1(1倍体)のMA培地培養品とした。 MA培地で1週間培養したHKN1(1倍体)を、MA培地+0.3M NaClで1週間前培養した後、MA培地+0.5M NaCl培地に移植し、7日間、CO2インキュベーター内(2%CO2)で静置培養した。これを、MA培地+0.5M NaCl培地培養品とした。
MA培地で1週間培養したHKN1(1倍体)を、MA培地+0.3M NaClで1週間前培養した後、海水培地に移植し、7日間、CO2インキュベーター内(2%CO2)で静置培養した。これを海水培地培養品とした。
各培地培養品について、DAPIによりポリリン酸の定性分析を、キナクリンにより液胞の定性分析を行った。
結果を図8に示す。
MA培地培養品、MA培地+0.5M NaCl培地培養品、海水培地培養品をDAPIで染色したところ、MA培地培養品にのみポリリン酸が認められた。ポリリン酸が存在すると言われる液胞をキナクリンで染色したところ、液胞の染色のされ方に違いはなかった。
[Example 9]
HKN1 (haploid) cultured in MA medium for 1 week was transplanted to MA medium so that OD 750 = 0.1, and statically cultured in a CO 2 incubator (2% CO 2 ) for 7 days. , HKN1 (haploid) cultured in MA medium. HKN1 (haploid) cultured in MA medium for 1 week was precultured in MA medium + 0.3 M NaCl for 1 week, then transferred to MA medium + 0.5 M NaCl medium, and kept in a CO 2 incubator (2% The cells were statically cultured in CO 2 ). This was used as a cultured product in MA medium + 0.5M NaCl medium.
HKN1 (haploid) cultured in MA medium for 1 week was pre-cultured in MA medium + 0.3M NaCl for 1 week, then transferred to seawater medium and left stationary in a CO 2 incubator (2% CO 2 ) for 7 days. It was cultured in situ. This was used as a seawater culture product.
For each cultured product, qualitative analysis of polyphosphoric acid was performed using DAPI, and qualitative analysis of vacuoles was performed using quinacrine.
The results are shown in FIG.
When MA medium culture products, MA medium + 0.5 M NaCl culture products, and seawater culture culture products were stained with DAPI, polyphosphoric acid was observed only in the MA medium culture products. When vacuoles, which are said to contain polyphosphoric acid, were stained with quinacrine, there was no difference in the way the vacuoles were stained.
[実施例10]
藻類としてHKN1(2倍体)を用いたこと以外は実施例9と同様にして培養して、MA培地培養品、MA培地+0.5M NaCl培地培養品、及び海水培地培養品の3種類の培養品を製造した。それぞれ、実施例9と同様に、DAPIによりポリリン酸の定性分析を、キナクリンにより液胞の定性分析を行った。
結果を図9に示す。MA培地培養品にはポリリン酸が確認できなかったが、MA培地+0.5M NaCl培地培養品および海水培地培養品では、表層付近を中心にポリリン酸が観察された。また、ポリリン酸が存在すると言われる液胞はいずれの培養品も同様に観察された。
[Example 10]
Culture was carried out in the same manner as in Example 9 except that HKN1 (diploid) was used as the algae, and three types of culture were obtained: MA medium culture, MA medium + 0.5 M NaCl medium culture, and seawater medium culture. manufactured a product. Similarly to Example 9, qualitative analysis of polyphosphoric acid was performed using DAPI, and qualitative analysis of vacuoles was performed using quinacrine.
The results are shown in FIG. Polyphosphoric acid was not confirmed in the MA medium cultured product, but polyphosphoric acid was observed mainly near the surface layer in the MA medium + 0.5 M NaCl cultured product and the seawater cultured product. Furthermore, vacuoles where polyphosphoric acid is said to exist were similarly observed in all culture products.
[実施例11]
10Dを、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、10Dの生育状況を確認した。結果を表16に示す。
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))で10Dを7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、10Dの生育状況を確認した。結果を表17に示す。
[Example 11]
10D was pre-cultured for one week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured to confirm the growth status of 10D. The results are shown in Table 16.
In addition, after preculture in medium (B), algal cells obtained by
本培養開始時及び植え継ぎ時の培地のOD750は0.1となるようにした。以下の実施例12~17でも同様とした。表17中、「式(1)-(A)」は、培地(A)で前培養した後、表に示すNaCl濃度で本培養した微細藻類の式(1)で算出した値を示す。「式(1)-(B)」は、培地(B)で前培養した後、表に示すNaCl濃度で本培養した微細藻類の式(1)で算出した値を示す。以下、実施例12~17でも同様である。OD750が<0.1であるものは、式(1)で値を算出できないため、「-」とした。 The OD 750 of the medium at the start of main culture and at the time of subplanting was set to 0.1. The same procedure was applied to Examples 12 to 17 below. In Table 17, "Equation (1)-(A)" indicates the value calculated using Equation (1) for microalgae that was precultured in medium (A) and then main cultured at the NaCl concentration shown in the table. "Equation (1)-(B)" indicates the value calculated using Equation (1) for microalgae that was precultured in medium (B) and then main cultured at the NaCl concentration shown in the table. The same applies to Examples 12 to 17 below. If the OD 750 was <0.1, the value could not be calculated using formula (1), so it was marked as "-".
表16に示すように、培地(B)で前培養したものでは、培地(A)で前培養したものと比較して、NaCl 0mMの培地で本培養した場合の増殖が抑制された。一方、500mM以上の高NaCl濃度では、培地(A)で前培養したものでは、増殖が認められなかったのに対し、培地(B)で前培養したものでは500mMの高塩濃度でも増殖が確認された。 As shown in Table 16, the growth of cells precultured in medium (B) was suppressed when main cultured in a medium containing 0 mM NaCl compared to those precultured in medium (A). On the other hand, at high NaCl concentrations of 500mM or higher, no growth was observed in those precultured in medium (A), whereas growth was observed in those precultured in medium (B) even at high salt concentrations of 500mM. It was done.
表17に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだものでは増殖が抑制されたが、培地(c)に植え継いだものでは、良好な増殖が見られた。
また、培地(c)で本培養して得られた藻類細胞は、培養液を遠心後に藻類細胞を回収し、pH7の蒸留水に投入したところ、細胞が破裂することが確認された。
As shown in Table 17, growth was suppressed in the main culture in medium (c) and then subcultured in medium (a), but good growth was observed in those subcultured in medium (c). It was done.
Furthermore, when the algal cells obtained by main culture in medium (c) were collected after centrifuging the culture solution and placed in distilled water at
[実施例12]
HKN1(1倍体)を、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表18に示す。
[Example 12]
HKN1 (haploid) was precultured for 1 week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured to confirm the growth status of HKN1 (haploid). The results are shown in Table 18.
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))でHKN1(1倍体)を7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、HKN1(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表19に示す。 In addition, after preculture in medium (B), algal cells obtained by main culturing HKN1 (haploid) for 7 days in MA + 0.5 M NaCl medium (medium (c)) were cultured in MA medium (medium (a )) or MA+0.5M NaCl medium (medium (c)), and cultured for an additional 7 days. After the culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured to confirm the growth status of HKN1 (haploid). The results are shown in Table 19.
表18に示すように、培地(B)で前培養したものでは、NaCl 0mMの培地で本培養した場合の増殖が認められなかった。一方、400mM以上の高NaCl濃度では、培地(A)で前培養したものでは、増殖が認められなかったのに対し、培地(B)で前培養したものでは400mM以上の高塩濃度でも増殖が確認された。 As shown in Table 18, in those precultured in medium (B), no growth was observed when main cultured in a medium containing 0 mM NaCl. On the other hand, at high NaCl concentrations of 400mM or higher, no growth was observed in those precultured in medium (A), whereas growth was observed in those precultured in medium (B) even at high salt concentrations of 400mM or higher. confirmed.
表19に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだものでは増殖が抑制されたが、培地(c)に植え継いだものでは、良好な増殖が見られた。 As shown in Table 19, growth was suppressed in the main culture in medium (c) and then subcultured in medium (a), but good growth was observed in those subcultured in medium (c). It was done.
[実施例13]
HKN1(2倍体)を、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、HKN1(2倍体)の生育状況を確認した。結果を表20に示す。
[Example 13]
HKN1 (diploid) was precultured for one week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured to confirm the growth status of HKN1 (diploid). The results are shown in Table 20.
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))でHKN1(2倍体)を7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、HKN1(2倍体)の生育状況を確認した。結果を表21に示す。 In addition, after preculture in medium (B), algal cells obtained by main culturing HKN1 (diploid) for 7 days in MA + 0.5 M NaCl medium (medium (c)) were cultured in MA medium (medium (a )) or MA+0.5M NaCl medium (medium (c)), and cultured for an additional 7 days. After the culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured to confirm the growth status of HKN1 (diploid). The results are shown in Table 21.
表20に示すように、培地(B)で前培養したものでは、培地(A)で前培養したものと比較して、NaCl低濃度の培地で本培養した場合の増殖が若干抑制される傾向にあった。一方、800mM以上の高NaCl濃度では、培地(A)で前培養したものでは、増殖が認められなかったのに対し、培地(B)で前培養したものでは800mM以上の高塩濃度でも増殖が確認された。 As shown in Table 20, the growth of those precultured in medium (B) tends to be slightly suppressed when main culture is performed in a medium with a low NaCl concentration compared to that precultured in medium (A). It was there. On the other hand, at high NaCl concentrations of 800mM or higher, no growth was observed in those precultured in medium (A), whereas growth was observed in those precultured in medium (B) even at high salt concentrations of 800mM or higher. confirmed.
表21に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだもの及び培地(c)に植え継いだもののいずれも、良好な増殖が見られた。 As shown in Table 21, after main culture in medium (c), good growth was observed in both those subcultured in medium (a) and those subcultured in medium (c).
[実施例14]
Galdieria partita (NBRC 102759)(1倍体)を、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. partita(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表22に示す。
[Example 14]
Galdieria partita (NBRC 102759) (haploid) was precultured for one week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured. The growth status of partita (haploid) was confirmed. The results are shown in Table 22.
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))でG. partita(1倍体)を7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. partita(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表23に示す。 In addition, after preculture in medium (B), G.I. Partita (haploid) was cultured for 7 days, and the resulting algal cells were subcultured into MA medium (medium (a)) or MA+0.5M NaCl medium (medium (c)), and further cultured for 7 days. After the completion of the culture, the OD 750 of the final medium was measured and G. The growth status of partita (haploid) was confirmed. The results are shown in Table 23.
表22に示すように、培地(B)で前培養したものでは、培地(A)で前培養したものと比較して、NaCl 0mMの培地で本培養した場合の増殖が抑制された。一方、700mM以上の高NaCl濃度では、培地(B)で前培養したものは、培地(A)で前培養したものと比較して、増殖抑制率が低かった。 As shown in Table 22, the growth of the cells precultured in medium (B) was suppressed compared to the cells precultured in medium (A) when the main culture was performed in a medium containing 0 mM NaCl. On the other hand, at high NaCl concentrations of 700 mM or higher, the rate of growth inhibition was lower in those precultured with medium (B) than in those precultured with medium (A).
表23に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだものでは増殖が抑制されたが、培地(c)に植え継いだものでは、良好な増殖が見られた。 As shown in Table 23, growth was suppressed in the main culture in medium (c) and then subcultured in medium (a), but good growth was observed in those subcultured in medium (c). It was done.
[実施例15]
G. partita(2倍体)を、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. partita(2倍体)の生育状況を確認した。結果を表24に示す。
[Example 15]
G. partita (diploid) was precultured for one week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured. The growth status of partita (diploid) was confirmed. The results are shown in Table 24.
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))でG. partita(2倍体)を7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. partita(2倍体)の生育状況を確認した。結果を表25に示す。 In addition, after pre-culture in medium (B), G.I. Partita (diploid) was cultured for 7 days, and the algal cells obtained were subcultured into MA medium (medium (a)) or MA+0.5M NaCl medium (medium (c)), and further cultured for 7 days. After the completion of the culture, the OD 750 of the final medium was measured and G. The growth status of partita (diploid) was confirmed. The results are shown in Table 25.
表24に示すように、培地(B)で前培養したものでは、培地(A)で前培養したものと比較して、高NaCl濃度の培地での増殖が向上する傾向があった。 As shown in Table 24, those precultured with medium (B) tended to have improved growth in the medium with a high NaCl concentration compared to those precultured with medium (A).
表25に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだもの及び培地(c)に植え継いだもののいずれも、良好な増殖が見られた。 As shown in Table 25, after main culture in medium (c), good growth was observed in both those subcultured in medium (a) and those subplanted in medium (c).
[実施例16]
Galdieria sulphuraria(SAG108.79)(1倍体)を、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. sulphuraria(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表26に示す。
[Example 16]
Galdieria sulfuraria (SAG108.79) (haploid) was precultured for one week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured. The growth status of sulfuraria (haploid) was confirmed. The results are shown in Table 26.
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))でG. sulphuraria(1倍体)を7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. sulphuraria(1倍体)の生育状況を確認した。結果を表27に示す。 In addition, after preculture in medium (B), G.I. The algal cells obtained by main culturing Sulfuraria (haploid) for 7 days were subcultured into MA medium (medium (a)) or MA+0.5M NaCl medium (medium (c)), and cultured for an additional 7 days. After the completion of the culture, the OD 750 of the final medium was measured and G. The growth status of sulfuraria (haploid) was confirmed. The results are shown in Table 27.
表26に示すように、培地(B)で前培養したものでは、培地(A)で前培養したものと比較して、NaCl 0mMの培地で本培養した場合の増殖が抑制された。一方、700mM以上の高NaCl濃度では、培地(A)で前培養したものでは、増殖が認められなかったのに対し、培地(B)で前培養したものでは700mM以上の高塩濃度でも増殖が確認された。 As shown in Table 26, the growth of cells pre-cultured with medium (B) was suppressed compared to those pre-cultured with medium (A) when main culture was performed with a medium containing 0 mM NaCl. On the other hand, at high NaCl concentrations of 700mM or higher, no growth was observed in those precultured in medium (A), whereas growth was observed in those precultured in medium (B) even at high salt concentrations of 700mM or higher. confirmed.
表27に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだものでは増殖が抑制されたが、培地(c)に植え継いだものでは、良好な増殖が見られた。 As shown in Table 27, growth was suppressed in the main culture in medium (c) and then subcultured in medium (a), but good growth was observed in those subcultured in medium (c). It was done.
[実施例17]
G. sulphuraria(2倍体)を、MA培地(培地(A))又はMA+0.3M NaCl(培地(B))を用いて1週間前培養した。前記前培養後、NaCl濃度を0~1000mMの間で変化させたMA培地で、7日間、本培養した。本培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. sulphuraria(2倍体)の生育状況を確認した。結果を表28に示す。
[Example 17]
G. sulfuraria (diploid) was precultured for one week using MA medium (medium (A)) or MA+0.3M NaCl (medium (B)). After the pre-culture, main culture was carried out for 7 days in MA medium in which the NaCl concentration was varied between 0 and 1000 mM. After the main culture was completed, the OD 750 of the final medium was measured. The growth status of sulphuraria (diploid) was confirmed. The results are shown in Table 28.
また、培地(B)での前培養後、MA+0.5M NaCl培地(培地(c))でG. sulphuraria(2倍体)を7日間本培養して得られた藻類細胞を、MA培地(培地(a))又はMA+0.5M NaCl培地(培地(c))に植え継ぎ、さらに7日間培養した。培養終了後、最終的な培地のOD750を測定して、G. sulphuraria(2倍体)の生育状況を確認した。結果を表29に示す。 In addition, after preculture in medium (B), G.I. The algal cells obtained by main culturing Sulfuraria (diploid) for 7 days were subcultured into MA medium (medium (a)) or MA+0.5M NaCl medium (medium (c)), and cultured for an additional 7 days. After the completion of the culture, the OD 750 of the final medium was measured and G. The growth status of sulphuraria (diploid) was confirmed. The results are shown in Table 29.
表28に示すように、培地(B)で前培養したものでは、培地(A)で前培養したものと比較して、高NaCl濃度の培地での増殖が向上する傾向があった。 As shown in Table 28, those precultured with medium (B) tended to have improved growth in the medium with a high NaCl concentration compared to those precultured with medium (A).
表29に示すように、培地(c)で本培養した後、培地(a)に植え継いだもの及び培地(c)に植え継いだもののいずれも、良好な増殖が見られた。 As shown in Table 29, after main culture in medium (c), good growth was observed in both those subcultured in medium (a) and those subcultured in medium (c).
上記の結果を総合すると、1倍体の淡水産微細藻類では、0.3MのNaCl濃度で前培養を行うことにより、0MのNaClで前培養したときと比較して、0.5M以上のNaCl濃度で本培養したときの増殖が向上することが確認された。これにより、前記式(1)で算出される値が2以上となった。また、0.3M以上のNaCl濃度で培養を行った後は、0MのNaClで前培養したときと比較して、0MのNaCl濃度での増殖が抑制されることが確認された。また、0.3MのNaCl濃度で前培養を行うことにより、0MのNaCl濃度の培地での増殖速度よりも、0.5MのNaCl濃度の培地での増殖速度が上昇する傾向にあった。また、0.5MのNaCl濃度で本培養した後、0.5MのNaCl濃度の培地への植え継ぎが可能なことも確認された。
また、0.3MのNaCl濃度で前培養を行うことにより、1倍体の淡水産微細藻類でも、500~1000mMの高NaCl濃度の範囲で増殖可能であることが確認された。屋外培養を想定した場合、水の蒸発や、雨水の流入により、培養中に塩濃度が変動することが考えられる。上記の結果より、0.3MのNaCl濃度で前培養したイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体は、塩濃度の変動に対する寛容性を示し、屋外培養に十分耐えることが示された。
Combining the above results, haploid freshwater microalgae can be pre-cultured at a NaCl concentration of 0.3M, compared to pre-culture at 0M NaCl. It was confirmed that proliferation was improved when main culture was carried out at this concentration. As a result, the value calculated by the above formula (1) became 2 or more. Furthermore, it was confirmed that after culturing at a NaCl concentration of 0.3 M or higher, proliferation at a 0 M NaCl concentration was suppressed compared to when pre-cultured at a 0 M NaCl concentration. Furthermore, by performing preculture at a NaCl concentration of 0.3M, the growth rate in a medium with a 0.5M NaCl concentration tended to be higher than that in a medium with a 0M NaCl concentration. It was also confirmed that after main culture at 0.5M NaCl concentration, subculture to a medium with 0.5M NaCl concentration was possible.
Furthermore, it was confirmed that by performing preculture at a NaCl concentration of 0.3M, even haploid freshwater microalgae can grow in a high NaCl concentration range of 500 to 1000 mM. When outdoor cultivation is assumed, the salt concentration may fluctuate during cultivation due to water evaporation or rainwater inflow. From the above results, it was shown that the haploid microalgae belonging to the class Ideyucogonaceae precultured at a NaCl concentration of 0.3 M exhibited tolerance to changes in salt concentration and could sufficiently withstand outdoor culture.
[実施例18]
HKN1(1倍体)を、MA+0.3M NaCl培地(培地(B))で7日間前培養した後、さらに海水培地で1週間前培養した。次いで、前記のHKN1(1倍体)を、10Lの海水培地に植え継いで本培養を行った。本培養は、ビニールハウス中で行い、光、温度及びCO2濃度の制御は行わなかった。本培養は、通気培養で行い、培養期間は、2019年5月13日~2019年7月1日とした。定期的に培養液をサンプリングし、750nmの吸光度を測定した。その結果を図10に示す。
図10に示すように、10Lのスケールでも、海水培地で良好に増殖できることが確認された。
[Example 18]
HKN1 (1x) was pre-cultured in MA+0.3M NaCl medium (medium (B)) for 7 days, and then pre-cultured in seawater medium for 1 week. Next, the HKN1 (1x) was subcultured in 10 L of seawater medium for main culture. The main culture was performed in a vinyl house, and light, temperature, and CO2 concentration were not controlled. The main culture was performed by aeration culture, and the culture period was from May 13, 2019 to July 1, 2019. The culture solution was sampled periodically and the absorbance at 750 nm was measured. The results are shown in FIG. 10.
As shown in FIG. 10, it was confirmed that the bacteria could be grown well in seawater medium even at a 10 L scale.
[実施例19]
HKN1(1倍体)を、MA培地、MA+0.3M NaCl培地、又はMA+0.5 NaCl培地で7日間培養した。2mLの培地に懸濁したときに、OD750=1となる量の藻類細胞を含む培養液を3本のマイクロチューブに回収した。培養液の遠心分離(1500×g、5分)を行い、上清を除去し、ペレットを回収した。ペレットとして回収した各藻類細胞を、下記処理1~3のいずれかで処理した。
処理1:MA培地2mLに懸濁し、ボルテックスで10分間振盪した。
処理2:前記培養に用いた培地と同じ培地2mLに懸濁し、ボルテックスで10分間振盪した。
処理3:前記培養に用いた培地と同じ培地0.1mLに懸濁後、-196℃で凍結し、前記培養に用いた培地と同じ培地で2mLとなるようにメスアップし、ボルテックスで10分間振盪した。
[Example 19]
HKN1 (haploid) was cultured in MA medium, MA+0.3M NaCl medium, or MA+0.5 NaCl medium for 7 days. A culture solution containing algal cells in an amount giving an OD 750 =1 when suspended in 2 mL of medium was collected into three microtubes. The culture solution was centrifuged (1500×g, 5 minutes), the supernatant was removed, and the pellet was collected. Each algal cell collected as a pellet was treated with any of the following
Treatment 1: Suspended in 2 mL of MA medium and shaken with a vortex for 10 minutes.
Treatment 2: The cells were suspended in 2 mL of the same medium as that used for the culture, and shaken with a vortex for 10 minutes.
Treatment 3: Suspend in 0.1 mL of the same medium used for the above culture, freeze at -196°C, make up to 2 mL with the same medium used for the above culture, and vortex for 10 minutes. Shake.
藻類細胞が壊れると、細胞内容物が培地中に放出され、フィコシアニン(PC)が酸性の培地に晒されて退色する。凍結処理(処理3)により、藻類細胞が100%死滅すると仮定し、下記式により処理1による藻類細胞の死滅率を算出した。
When algal cells break, the cell contents are released into the medium and phycocyanin (PC) is exposed to the acidic medium and fades. Assuming that 100% of the algal cells were killed by the freezing treatment (Treatment 3), the death rate of the algal cells by
死滅率(%)={(処理2後のPC濃度-処理1後のPC濃度)/(処理2後PC濃度-処理3後のPC濃度)}×100 Mortality rate (%) = {(PC concentration after treatment 2 - PC concentration after treatment 1) / (PC concentration after treatment 2 - PC concentration after treatment 3)} x 100
PC濃度は、積分球(ISR-2600Plus;島津製作所)を取り付けた分光光度計(UV-2600;島津製作所)を用いて、620nm及び678nmの吸光度を測定することにより測定した。PC濃度は、以下の式により算出した。
PC濃度(μg/ml)=138.5×A620-35.49×A678
The PC concentration was measured by measuring absorbance at 620 nm and 678 nm using a spectrophotometer (UV-2600; Shimadzu Corporation) equipped with an integrating sphere (ISR-2600Plus; Shimadzu Corporation). The PC concentration was calculated using the following formula.
PC concentration (μg/ml) = 138.5 x A 620 -35.49 x A 678
結果を表30に示す。 The results are shown in Table 30.
表30に示すように、MA+0.3M NaCl培地又はMA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞は、MA培地への再懸濁により細胞が壊れやすくなっていることが確認された。 As shown in Table 30, it was confirmed that algal cells cultured in MA+0.3M NaCl medium or MA+0.5M NaCl medium were more easily broken by resuspension in MA medium.
[実施例20]
HKN1(1倍体)に替えて10Dを用いたこと以外は、実施例19と同様の方法で、前記処理1による藻類細胞の死滅率を算出した。その結果を表31に示す。
[Example 20]
The algal cell death rate in
表31に示すように、MA+0.3M NaCl培地又はMA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞は、MA培地への再懸濁により細胞が壊れやすくなっていることが確認された。また、MA+0.3M NaCl培地で培養した藻類細胞に比べて、MA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞の方が、死滅率が高くなった。 As shown in Table 31, it was confirmed that the algal cells cultured in the MA+0.3M NaCl medium or the MA+0.5M NaCl medium became more easily broken by resuspension in the MA medium. Furthermore, the mortality rate of algal cells cultured in MA+0.5M NaCl medium was higher than that of algal cells cultured in MA+0.3M NaCl medium.
[実施例21]
HKN1(1倍体)に替えてG. partita(1倍体)を用いたこと以外は、実施例19と同様の方法で、前記処理1による藻類細胞の死滅率を算出した。その結果を表32に示す。
[Example 21]
G. in place of HKN1 (haploid). The mortality rate of algal cells in
表32に示すように、MA+0.3M NaCl培地又はMA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞は、MA培地への再懸濁により細胞が壊れやすくなっていることが確認された。また、MA+0.3M NaCl培地で培養した藻類細胞に比べて、MA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞の方が、死滅率が高くなった。 As shown in Table 32, it was confirmed that algal cells cultured in MA+0.3M NaCl medium or MA+0.5M NaCl medium were more easily broken by resuspension in MA medium. Furthermore, the mortality rate of algal cells cultured in MA+0.5M NaCl medium was higher than that of algal cells cultured in MA+0.3M NaCl medium.
[実施例22]
HKN1(1倍体)に替えてG. sulphuraria(1倍体)を用いたこと以外は、実施例19と同様の方法で、前記処理1による藻類細胞の死滅率を算出した。その結果を表33に示す。
[Example 22]
G. in place of HKN1 (haploid). The mortality rate of algal cells due to
表33に示すように、MA+0.3M NaCl培地又はMA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞は、MA培地への再懸濁により細胞が壊れやすくなっていることが確認された。また、MA+0.3M NaCl培地で培養した藻類細胞に比べて、MA+0.5M NaCl培地で培養した藻類細胞の方が、死滅率が高くなった。 As shown in Table 33, it was confirmed that the algal cells cultured in MA+0.3M NaCl medium or MA+0.5M NaCl medium became easily broken by resuspension in MA medium. Furthermore, the mortality rate of algal cells cultured in MA+0.5M NaCl medium was higher than that of algal cells cultured in MA+0.3M NaCl medium.
本発明によれば、低pH且つ高ナトリウムイオン濃度環境下で淡水産微細藻類を良好に増殖させることができる淡水産微細藻類の培養方法、低pH且つ高ナトリウムイオン濃度環境下で良好に増殖可能な淡水産微細藻類、及び当該淡水産微細藻類の生産方法が提供される。
本発明によれば、安価に入手できる海水により淡水酸微細藻類を大量に培養することができるので、藻類を利用した有用物質の生産に有用である。さらに、淡水酸微細藻類が大量に培養されれば、それによって大気中の二酸化炭素を吸収することも期待される。
According to the present invention, there is provided a method for cultivating freshwater microalgae that allows freshwater microalgae to grow well in an environment of low pH and high sodium ion concentration, and a method for cultivating freshwater microalgae that allows the freshwater microalgae to grow well in an environment of low pH and high sodium ion concentration. Provided are freshwater microalgae and a method for producing the freshwater microalgae.
According to the present invention, freshwater acidic microalgae can be cultured in large quantities using seawater that can be obtained at low cost, so that the present invention is useful for producing useful substances using algae. Furthermore, if freshwater acid microalgae are cultivated in large quantities, they are expected to absorb carbon dioxide from the atmosphere.
Claims (9)
淡水産微細藻類を、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.1~0.4Mとなるように調製した培地で、培養温度が15~60℃で培養する前培養工程と、
前記前培養工程後の淡水産微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が前記前培養工程における前記ナトリウムイオン濃度の1.2~5倍であって0.4M以上であり水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地で培養する本培養工程と、
を含み、
前記淡水産微細藻類が、イデユコゴメ綱に属する微細藻類である、
淡水産微細藻類の培養方法。 A method for culturing freshwater microalgae, the method comprising:
A pre-culture step of culturing freshwater microalgae at a culture temperature of 15 to 60°C in a medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M. ,
The freshwater microalgae after the pre-culturing step have a sodium ion concentration of 1.2 to 5 times the sodium ion concentration in the pre-culturing step, 0.4 M or more, and a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6. A main culture step of culturing in a medium prepared so that the
including;
The freshwater microalgae is a microalgae belonging to the class Idyukogome.
A method for culturing freshwater microalgae.
前記培養後のイデユコゴメ綱に属する微細藻類を、ナトリウムイオン濃度が0.5~1Mであり水素イオン濃度pH1.0~6.0となるように調製した培地で培養する工程と、
を含む、水素イオン濃度pH1.0~6.0、ナトリウムイオン濃度0.5~1Mとなるように調製した培地で増殖可能なイデユコゴメ綱に属する微細藻類の生産方法。 A medium prepared with a hydrogen ion concentration of pH 1.0 to 6.0 and a sodium ion concentration of 0.1 to 0.4M for microalgae belonging to the class Ideyukogo, which cannot grow in a medium with a sodium ion concentration of 0.5M or higher. A step of culturing with
A step of culturing the microalgae belonging to the Idyukogome class after the cultivation in a medium prepared such that the sodium ion concentration is 0.5 to 1M and the hydrogen ion concentration is pH 1.0 to 6.0;
A method for producing microalgae belonging to the class Idyukogoma that can grow in a medium containing hydrogen ion concentration pH 1.0 to 6.0 and sodium ion concentration 0.5 to 1M .
水素イオン濃度pH2.0、ナトリウムイオン濃度0.5Mとなるように調製したMA培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2以上であり、
水素イオン濃度pH2.0となるように調製したMA培地で、培養温度42℃、二酸化炭素濃度2%、照度60μmol/m2sの連続光で7日間静置培養したときの下記式(1)で算出される値が2未満である、
イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体。
(培養開始7日後のOD750値-培養開始時のOD750値)/(7×培養開始時OD750値) (1) A haploid microalgae belonging to the class Idyukogome,
In MA medium prepared to have a hydrogen ion concentration of pH 2.0 and a sodium ion concentration of 0.5 M, the cells were statically cultured for 7 days at a culture temperature of 42°C, a carbon dioxide concentration of 2%, and continuous light with an illuminance of 60 μmol/m 2 s. When the value calculated by the following formula (1) is 2 or more,
The following formula (1 ) is less than 2,
A haploid microalgae belonging to the class Idyukogome.
(OD 750 value 7 days after the start of culture - OD 750 value at the start of culture) / (7 x OD 750 value at the start of culture) (1)
請求項5又は6に記載のイデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体。 When the algal cells are dried and the cells after the drying treatment are suspended in an isotonic solution having a pH of 7, the cells burst.
7. The haploid microalgae belonging to the class Idyukogome according to claim 5 or 6.
イデユコゴメ綱に属する微細藻類の1倍体の培養方法。 The haploid microalgae belonging to the Idyukogome class according to any one of claims 5 to 7 is added to seawater at least a nitrogen-containing salt, a phosphorus-containing salt, and an iron-containing salt, and the hydrogen ion concentration is adjusted to pH 1. Including culturing in a medium prepared to be 0 to 6.0,
A method for culturing haploid microalgae belonging to the class Idyukogome.
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