光合作用产物的生产性得以提高的藻类、及其利用制造技术

本发明专利技术提供一种光合作用产物的生产性得以提高了的藻类、及其利用。在本发明专利技术的藻类中，叶绿体内的谷胱甘肽浓度有所增加。另外，本发明专利技术的生物量制造方法使用本发明专利技术的藻类、或经本发明专利技术的藻类制造方法而制得的藻类，来制造生物量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光合作用产物的生产性得以了提高的藻类、及其利用。具体涉及光合作用产物的生产性得以了提高的藻类、该藻类的制造方法、以及运用该藻类的生物量(biomass)制造方法。
技术介绍
人们一直期望来自生物量的燃料即生物燃料(例如生物乙醇、生物柴油)能成为一种可取代化石燃料的燃料。糖类(例如淀粉)及油脂等是生物燃料的原料，它们通过植物的光合作用而产生。因此，具有能活跃进行光合作用从而在细胞内积存糖类及油脂等的能力的植物，就能够用在生物量的生产手法中。目前，在生物量的生产中，主要运用的是玉米以及大豆。然而玉米以及大豆也被用作食料和饲料。因此人们一直将生物燃料大量增产所致的食料及饲料的物价高涨，视为一个问题。对此，作为一种可取代玉米及大豆的生物量生产手法，利用藻类的生物量生产技术在本领域中受到了关注(例如可参考专利文献I和专利文献2)。利用藻类的生物量生产技术的利点在于不会与食料及饲料发生竞合，能进行大量增殖等。例如藻类中的衣藻，已知其有细胞壁经缺损的变异体、或细胞壁变薄的变异体(cwl5、cw92等)。这些变异体具有易于将DNA从外部导入细胞内的性质，因此被广泛用于基因导入实验。此外，由于它们的细胞壁易破坏，因此易于收取细胞内容物。从这一观点看，其能提高生物量的生产性。目前已报告有利用这些变异体的生物量生产技术。例如在专利文献3中，揭示了一种利用细胞壁缺损后的衣藻变异体来生产油脂的技术。另外，非专利文献I报告了 细胞壁经变异(cwl5)且淀粉合成基因有缺失的衣藻会向细胞外释放出包含油脂的油滴。而非专 利文献2还作出了以下报告通过破坏衣藻的细胞壁变异体(cwl5)的淀粉合成基因，便能提高其油脂生产性。此外还有非专利文献3，其就衣藻细胞壁的变异而作了研究报告。另外还有一种以藻类中的小球藻作材料，使小球藻生产的淀粉释放至细胞外，然后用该淀粉进行乙醇发酵的技术(专利文献4)。[现有技术文献]专利文献1:日本国专利申请公开“特开平11-196885号公报”;1999年07月27日公开。专利文献2 :日本国专利申请公开“特开2003-310288号公报”;2003年11月05日公开。专利文献3 :国际公开第2009/153439号册子；2009年12月23日公开。专利文献4 :日本国专利申请公开“特开2010-88334号公报”;2010年04月22日公开。非专利文献I Zi Teng Wang,Nico Ullrich, Sunjoo Joo, Sabine Waffenschmidt,and Ursula Goodenough (2009)Eukaryotic Cell Vol. 8(12) : 1856-1868. Algal LipidBodies Stress Induction， Purification， and Biochemical Characterization inWild-Type and Starchless Chlamydomonas reinhardti1.非专利文献2 Yantao Li，Danxiang Han, Guongrong Hu, David Dauvillee，Milton Sommerfeld， Steven Ball and Qiang Hu(2010)Metabolic EngineeringVol. 12 (4) 387-391. Chlamydomonas starchless mutant defective in ADP-glucosepyrophosphorylase hyper-accumulates triacyIglycerol.非专利文献3 ；Hyams, J.，Davies, D. R. (1972)Mutation Research 14(4)381-389.The induction and characterisation of cell wall mutants ofChlamydomonas reinhard1.
技术实现思路
[本专利技术所要解决的课题]然而 上述使用藻类的生物量生产技术在生产性方面存在问题。例如，在异养条件下用乙酸等碳源培养藻类来生产生物量时，为了诱发藻类生产/积存生物量，需要通过营养限制步骤来使其处于氮贫乏状态等。由于藻类通常是用含氮的培养液来培养增殖的，因此为了使其处于氮贫乏状态，就得换用不含氮的培养液。因此有工序变复杂、生产性下降、成本升高的问题。本专利技术是就上述现有的问题而研发的，目的在于提供一种能在不进行营养限制步骤的情况下提高生物量生产性的藻类、及其利用。[用以解决课题的技术方案]本专利技术的专利技术者们以解决上述课题为主要目的，进行了各种研究。结果发现，通过人工地使藻类增加其叶绿体内的谷胱甘肽浓度，即使不进行氮贫乏状态等的营养限制步骤，也能提高藻类细胞内的生物量生产性。由此，完成了本专利技术。即，本专利技术的藻类的特征在于叶绿体内的谷胱甘肽浓度有所增加。本专利技术的藻类的制造方法用以制造上述藻类，其特征在于包含使藻类叶绿体内的谷胱甘肽浓度增加的谷胱甘肽浓度增加步骤。本专利技术的生物量制造方法的特征在于使用本专利技术的藻类、或经本专利技术的藻类的制造方法而制得的藻类。本专利技术的生物量制造方法的特征在于包含在用来增加藻类叶绿体内谷胱甘肽浓度的物质的存在下，培养该藻类的步骤。[专利技术效果]由于本专利技术的藻类的叶绿体内的谷胱甘肽浓度有所增加，因而即使不使其处于氮贫乏状态，也能提高藻类细胞内的光合作用产物的生产性。因此，若使用本专利技术的藻类，便不需要通过将培养液换成不含氮的培养液来引发光合作用产物的积存。也就是说，通过本专利技术，能容易且有效地引发光合作用产物的积存。因此相比于现有技术，本专利技术的生物量制造方法能廉价且高效地用藻类来制造生物量。本专利技术的其他目的、特征和优越点在以下的记述中将会十分明了。另外，本专利技术的益处将通过以下的说明和附图而变得明确。附图说明图1表示实施例1中制成的GSHl过剩表达株的增殖能力及淀粉生产能力的调查结果，(a)是表示GSHl过剩表达株的增殖能力的图表，(b)是表示培养开始309小时后的培养液状态的图，(c)是表示试料4的淀粉遇碘反应结果的图。图2表示母株(野生型株)的增殖能力及淀粉生产能力的调查结果，(a)是表示母株(野生型株)的增殖能力的图表，(b)是表示培养开始215小时后的培养液状态的图。图3表示试料8的母株(野生型株)状态的调查结果，(a)是试料8的母株(野生型株)中的发出叶绿素荧光的细胞(颗粒)的直方图，(b)试料8的母株(野生型株)培养物中的浮游颗粒的大小、与颗粒内部复杂度之间的相关图。图4表示试料4的GSHl过剩表达株的状态的调查结果，(a)是试料4的GSHl过剩表达株中的发出叶绿素荧光的细胞(颗粒)的直方图，(b)是试料4的GSHl过剩表达株培养物中的浮游颗粒的大小、与颗粒内部复杂度之间的相关图。图5的(a)是试料9和试料10中的发出叶绿素荧光的颗粒(即细胞)的密度、和不发出叶绿素荧光的颗粒(即淀粉颗粒)的密度在时间上变化的图表，(b)是试料9和试料10的每份培养液中的淀粉量在时间上变化的图表，(c)是试料9和试料10中每单个细胞的换算淀粉量在时间上变化的图表；(b)及(c)的凡例中的“TAP通常”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 JP 2010-1942101.一种藻类，其特征在于叶绿体内的谷胱甘肽浓度有所增加。2.根据权利要求1所述的藻类，其特征在于 在叶绿体中，选自由γ -谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷胱甘肽合成酶、ATP硫酸化酶、腺苷5'-磷酸硫酸酯还原酶、亚硫酸还原酶、半胱氨酸合成酶、以及丝氨酸乙酰转移酶所组成的群族中的至少一类蛋白质的表达量及/或活性有所增加。3.根据权利要求2所述的藻类，其特征在于导入有 编码选自由所述γ -谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷胱甘肽合成酶、ATP硫酸化酶、腺苷5'-磷酸硫酸酯还原酶、亚硫酸还原酶、半胱氨酸合成酶、以及丝氨酸乙酰转移酶所组成的群族中的至少一类蛋白质的外源性多核苷酸。4.根据权利要求3所述的藻类，其特征在于 编码所述γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的多核苷酸选自由以下多核苷酸(a) (d)所组成的群族 多核苷酸(a)，其编码含有序列编号I所示氨基酸序列的多肽； 多核苷酸(b)，其含有序列编号I所示氨基酸序列经过了 I个或多个氨基酸的缺失、取代、或附加后的氨基酸序列，且编码具有Y-谷氨酰半胱氨酸合成酶活性的多肽； 多核苷酸(c)，其含有序列编号2所示的碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川健一，西川正信，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：
国别省市：