【手続補正書】
【提出日】平成17年2月25日(2005.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】      微生物の生長制御方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射して、この微生物の生長を促進させる
ことを特徴とする微生物の生長制御方法。
【請求項２】  およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射して、この微生物の生長を抑制させる
ことを特徴とする微生物の生長制御方法。
【請求項３】  およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光と、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光とを交互もしくは生長段階で変えて微生物に照射して、この微生物を培養する
ことを特徴とする微生物の生長制御方法。
【請求項４】  微生物は、糸状菌あるいは細菌である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の微生物の生長制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光照射によって微生物の生長を制御し、その微生物の培養技術の向上を図る微生物の生長制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光が微生物の生長に影響を及ぼすことに関して、紫外線領域の光が微生物の生長を著しく阻害することがよく知られていることである。また光合成細菌のような微生物では光合成や生長のために６６０ｎｍ前後の赤色光や４３０ｎｍ前後の青色光の光を必要としていることも明らかになっている。しかし、紫外線領域以外の可視領域の光が、光合成細菌以外の微生物の生長に及ぼす影響についてはこれまでほとんど知られておらず、そのため光合成細菌以外の微生物の培養では一般に暗黒下で行われているのが現状である。
【０００３】
一方、微生物の培養に当たって、糸状菌の一つである菌根菌のような有益な微生物の人工培養技術の確立は重要である。菌根菌は植物に感染し、植物の養水分吸収を助ける共生微生物の一つであり、これからの低投入で持続可能な栽培体系を築く上で、現在非常に着目されている共生微生物であるからである。この菌は植物絶対共生菌であり、純粋培養がこれまで不可能と言われてきたが、本発明者の一人、石井らはＶＡ菌根菌を生きた植物根を用いず人工的に培養する技術を世界に先駆けて成功した（例えば、特許文献１参照。）。また本菌の場合、毛状根を用いた培養において容器内に光が入ると胞子形成が阻害されるという報告もある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１９１６８５号公報
【０００５】
【非特許文献１】
林達男、安達宏、石丸英彦，遺伝４７（７），１９９３年，ｐ．６６−７１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の培養技術（光環境条件は暗黒下とした）では菌糸の生長が遅く、胞子形成が起こるまでに時間がかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、培養技術の向上を図ることができる微生物の生長制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の微生物の生長制御方法は、およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射して、この微生物の生長を促進するものである。
【０００９】
そして、およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射することによって、微生物の生長を促進できるから、微生物の培養技術の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の微生物の生長制御方法は、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射して、この微生物の生長を抑制させるものである。
【００１１】
そして、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射することによって、微生物の生長を抑制させ、糸状菌では胞子形成を促すことができるので、微生物の培養技術の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項３記載の微生物の生長制御方法は、およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光と、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光とを交互もしくは生長段階で変えて微生物に照射して、この微生物を培養するものである。
【００１３】
そして、およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光と、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光とを交互もしくは生長段階で変えて微生物に照射することによって、微生物を培養できるから、微生物の培養技術の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項４記載の微生物の生長制御方法は、請求項１ないし３いずれか記載の生長制御方法において、微生物は、糸状菌あるいは細菌である。
【００１５】
そして、微生物が糸状菌の場合には、光照射の効果がよくみられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
様々の発光ダイオードなどを用いて、光質が微生物の生長にどのように影響するかを研究してきた結果、だいだい色光から遠赤色光の照射は微生物の生長を促進させること、一方青色光の照射は微生物の生長を抑えて胞子形成を促進させることを見出した。供試した微生物は、菌根菌（ＶＡ菌根菌、ショウロ菌およびマツタケ菌）、青カビ（ＫＩ０１）、アブラナ炭疽病菌、ウリ炭疽病菌のような糸状菌や、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  ＩＡＭ１２０２１）、黄色ブドウ状球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ３０６２）のような細菌である。
【００１７】
なお、だいだい色光から遠赤色光とは、およそ６００ｎｍ（ナノメータ）から８００ｎｍまでの光波長領域にある光である。また、青色光とは、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光である。
【００１８】
研究の結果、だいだい色光から遠赤色光による光照射の下での培養によって微生物の生長が促進されること、並びに青色光による光照射の下での培養によって微生物の生長が抑制されながら、この微生物の生長が阻害されて、胞子形成が促されることを見出した。すなわち、微生物の増殖もしくは抑制を引き起こす光照射による微生物の生長制御技術および微生物の人工培養技術を提供する。
【００１９】
よって、微生物、特に糸状菌の生長をだいだい色光から遠赤色光や青色光の照射で制御を行い、培養技術の向上を図る。なお、光照射の効果がよくみられる微生物は、特に糸状菌であり、この微生物の生長制御を行い、培養技術の向上を図ることができる。
【００２０】
本発明によれば、光質が微生物、特に糸状菌の生長に著しい影響を及ぼしていることが認められる。従って、だいだい色光から遠赤色光までの波長領域の光照射によって微生物の生長が促進されること、また青色光波長領域の光照射によって微生物の生長が抑えられて胞子形成が促進される微生物の生長制御技術とその培養法を提供するものとして有用なものである。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明を実施例により詳しく説明する。
【００２２】
実施例１〔暗黒下、並びに蛍光灯の白色光下および赤色光下での培養がＶＡ菌根菌菌糸生長に及ぼす影響〕基本培地（村松秀則、石井孝昭、松本勲、門屋一臣，園芸学会誌６４別冊２，１９９５年，ｐ．１０６−１０７）のグルコースをマンニトール５０ｐｐｍに替えた培地をシャーレ（直径７０ｍｍ）に１０ｍｌ入れ、オートクレイブで滅菌処理（１２１℃、１５分）した後、表面殺菌したギガスポラ・マルガリータ（Ｇｉｇａｓｐｏｒａ  ｍａｒｇａｒｉｔａ）の胞子を培地上に置いた。その後、２７℃の暗黒下、並びに蛍光灯の白色光下（光強度：３０μＥ・ｍ−２ｓ−１）および赤色光下（光強度：１０μＥ・ｍ−２ｓ−１）で１週間培養し、ＣＣＤカメラを装備した実体顕微鏡およびパソコンによる画像処理法（石井ら，園芸学会雑誌６５（３），１９９６年，ｐ．５２５−５２９）にて、胞子からの菌糸の生長を測定した。なお、赤色光の波長は図１に示すように、６６０ｎｍをピークとしたものである。その結果、暗黒並びに蛍光灯の白色光下では菌糸長が１〜２ｍｍで有意差がみられなかったが、赤色光下では、暗黒や白色光下と比較して、４〜９倍の著しい生長促進効果が認められた（図２）。
【００２３】
実施例２［いろいろな波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）による光照射が菌根菌菌糸生長に及ぼす影響］表面殺菌したギガスポラ・マルガリータ（Ｇｉｇａｓｐｏｒａ  ｍａｒｇａｒｉｔａ）の胞子を、実施例１で用いた基本培地にバヒアグラス２５％ＭｅＯＨ溶出物（０．１ｇＤＷ／１０ｍｌ）を加えた培地上（直径７０ｍｍのシャーレを使用）に置き、２７℃の暗黒下、並びに４５０ｎｍ、５１０ｎｍ、５９０ｎｍ、６１２ｎｍ、６６０ｎｍおよび７３０ｎｍの波長をピークとしたＬＥＤ（図３、光強度：１０μＥ・ｍ−２ｓ−１）下で１０日間培養し、実験１と同じ方法で菌糸長を測定した。なお、６６０ｎｍでは光強度４０μＥ・ｍ−２ｓ−１下でも調査した。また、ショウロ菌およびマツタケ菌をあらかじめ培養した寒天培地から菌糸を含む寒天（直径：７ｍｍ）を切り取り、それぞれＭＭＮ培地に植え付けた。その後、２７℃の赤色光、青色光および暗黒下で培養を行い、各処理区での菌糸生長を比較調査した。その結果、ＬＥＤを用いた実験２においてもほぼ同様に、６１２〜７３０ｎｍの赤色領域の光照射は暗黒下の場合と比較して、３〜５倍の顕著な菌糸生長促進効果を示した。また光強度の違いによる影響も４０μＥ・ｍ−２ｓ−１までは差異が認められなかった。５１０ｎｍおよび５９０ｎｍ下では暗黒下との間に有意差がみられなかった。一方、４５０ｎｍ付近の青色領域の照射では菌糸生長が著しく抑制された（図４）。ショウロ菌およびマツタケ菌においてもほぼ同様な結果が得られ、暗黒下と比べて、赤色光照射下では菌糸生長が促進され、反対に青色光照射下では阻害された（図１１および図１２）。
【００２４】
実施例３〔青色光ＬＥＤ（ＢＬ）による光照射が菌根菌菌糸生長に及ぼす影響〕青色光の影響をさらに詳細に調査した。すなわち、実施例１と同様の方法で表面殺菌したギガスポラ・マルガリータ（Ｇｉｇａｓｐｏｒａ  ｍａｒｇａｒｉｔａ）の胞子を、実施例２に用いた培地上（直径７０ｍｍのシャーレを使用）に置き、２７℃の赤色光下で２週間あらかじめ培養しておいた。その後、暗黒、並びに０．２５、０．５、１、３時間（ｈ）の４５０ｎｍ（青色光ＬＥＤ）の光照射後暗黒、さらに連続ＢＬ光照射の６処理区を設けた。なお、青色光の光強度は５０μＥ・ｍ−２ｓ−１とした。処理０、１、３および６日後、菌糸の伸長を実験１と同じ方法で測定した。その結果、０．２５ｈ、０．５ｈおよび１ｈの青色光を照射した後の暗黒区では連続暗黒区と比べて有意差が認められなかったが、３ｈの青色光照射後暗黒区や連続青色光照射区では著しい生長抑制効果がみられた（図５）。また、図６は青色光処理前と青色光処理６日後における暗黒区と３時間の青色光照射区の菌糸生長を示す顕微鏡写真である。
【００２５】
実施例４〔赤色光および青色光ＬＥＤ（ＢＬ）による光照射が青カビ、アブラナ炭疽病菌およびウリ炭疽病菌の生長に及ぼす影響〕これらの糸状菌をあらかじめ培養したＰＤＡ（ポテト・デキストロース寒天）培地から菌糸を取り、再度、無菌のＰＤＡ培地に植え付けた。その後、２７℃の赤色光、青色光および暗黒下で培養を行い、各処理区での菌糸生長や胞子形成状態を比較調査した。なお、赤色光および青色光ＬＥＤの光強度は３０μＥ・ｍ−２ｓ−１とした。その結果、菌根菌の場合と同様に、いずれの糸状菌でも、暗黒下と比べて、赤色光照射下では菌糸生長が促進され、反対に青色光照射下では阻害された（図７、図８および図１３）。また、これらの糸状菌では青色光照射区において、多数の胞子がシャーレ内に形成されているのが観察された。
【００２６】
実施例５〔青色光ＬＥＤ（ＢＬ）による光照射が枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ  ＩＡＭ１２０２１）および黄色ブドウ状球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ３０６２）の生長に及ぼす影響〕これらの細菌をあらかじめ培養したペプトン寒天培地から取り、再度、無菌のペプトン培地に植え付けた。その後、２７℃の青色光および暗黒下で培養を行い、青色光照射が細菌の生長抑制に及ぼす効果について調査した。なお、青色光ＬＥＤの光強度は３０μＥ・ｍ−２ｓ−１とした。その結果、細菌の増殖は、暗黒下と比べて、青色光照射下ではわずかに抑制される傾向が観察された（図９および図１０）。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の微生物の生長制御方法によれば、およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射することによって、微生物の生長を促進できるから、微生物の培養技術の向上を図ることができる。
【００２８】
請求項２記載の微生物の生長制御方法によれば、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光を微生物に照射することによって、微生物の生長を抑制できるから、微生物の培養技術の向上を図ることができる。
【００２９】
請求項３記載の微生物の生長制御方法によれば、およそ６００ｎｍから８００ｎｍまでの光波長領域にある光と、およそ４００ｎｍから４９０ｎｍまでの光波長領域にある光とを交互もしくは生長段階で変えて微生物に照射することによって、微生物を培養できるから、微生物の培養技術の向上を図ることができる。
【００３０】
請求項４記載の微生物の生長制御方法によれば、微生物は、糸状菌あるいは細菌であり、微生物を糸状菌とする場合には、光照射の効果がよくみられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施例１において用いた赤色蛍光灯の波長スペクトラルを示す図である。
【図２】
実施例１において調べた暗黒、並びに蛍光灯による白色光および赤色光それぞれの区におけるＶＡ菌根菌の菌糸生長を示す図である。
【図３】
実施例２において用いたすべてのＬＥＤの波長スペクトラルを示す図である
【図４】
実施例２において調べた暗黒、並びに４５０ｎｍ、５１０ｎｍ、５９０ｎｍ、６１２ｎｍ、６６０ｎｍおよび７３０ｎｍの波長のＬＥＤ光照射区におけるＶＡ菌根菌の菌糸生長を示す図である。
【図５】
実施例３において調べた処理６日後の暗黒、および０．２５、０．５、１、３時間の青色光（ＢＬ）照射後暗黒、さらに連続ＢＬ光照射それぞれの区における菌根菌の菌糸生長を示す図である。
【図６】
実施例３において調べた青色光（ＢＬ）処理前とＢＬ処理６日後における暗黒区と３時間のＢＬ光照射区における菌根菌の菌糸生長を示す顕微鏡写真である。
【図７】
実施例４において調べた暗黒、並びに赤色光および青色光照射区におけるアブラナ炭疽病菌の生長を示す図である。
【図８】
実施例４において調べた暗黒、並びに赤色光および青色光照射区におけるウリ炭疽病菌の生長を示す図である。
【図９】
実施例５において調べた青色光照射区における枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  ＩＡＭ１２０２１）の生長を示す写真である。
【図１０】
実施例５において調べた青色光照射区における黄色ブドウ状球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ  ３０６２）の生長を示す写真である。
【図１１】
実施例２において調べた暗黒、並びに赤色光および青色光照射区におけるショウロ菌の生長を示す表である。
【図１２】
実施例２において調べた暗黒、並びに赤色光および青色光照射区におけるマツタケ菌の生長を示す表である。
【図１３】
実施例４において調べた暗黒、並びに赤色光および青色光照射区における青カビの生長を示す表である。