多段連続培養における適応過程の解析 : (I) 増殖制限基質の変化に対するChlorella pyrenoidosaの適応
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概要
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連続培養に関する諸問題のなかで, 多段連続培養における環境変化に対する微生物の適応過程が重要であるが, その理論を実験的に確認した報告はほとんどない。そこで細胞集団の菌令分布と個々の菌の歴史項, すなわち第1槽から流出する菌の年令と第2槽での滞溜令が増殖におよぼす影響を検討し多段連続培養の最適操作条件を決定せんとした。クロレラは異化と同化の能力を有するが, そのエネルギー獲得形式により増殖速度や細胞質量が異なる。すなわち無機培養に比して有機培養の方が菌数の比増殖速度νも細胞質量も大となる。無機培地で同調培養した細胞を有機培地に移すと分裂をくり返すごとにνは大きくなりやがて有機培養におけるν_<00>と等しくなる。したがって第2槽における物質収支は適応を考慮して次式で示すことができる。(dN_2)/(dt)=D_2((F_1)/(F_1+Fin)N_1-N_2)+ν_<200>G(θ_1Θ)N_2ここでN_1,N_2はそれぞれ第1槽, 第2槽における細胞数, ν_<200>は第2槽における完全適応菌の比増殖速度, D_2は第2槽の稀釈率, F_1は第1槽から流出する液量, Finは第2槽に別に流入する新鮮な培地流量である。なおG(θ, Θ)はν_<200>に対する適応度合で, 滞溜令分布と菌令分布と世代時間を基準にした適応度との関数である。実験の結果G(θ, Θ)の理論値と実験値はよく一致し, 上式の成立が確認された。このことよりこの基礎式は分裂により増殖する系については任意の分裂数で成立し, 特に多段連続培養の槽間移動により生じる環境変化のために, 比増殖速度νの低下を考慮する必要が応じる場合に役立つことが判明した。
- 社団法人日本生物工学会の論文
- 1969-06-25
著者
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