• 제목/요약/키워드: plant bioreactor

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Efficient Propagation by Bioreactor System of Korean Native Seosanjong in Ginger

  • Jo, Man-Hyun;Ham, In-Ki;Lee, Mi-Ae;Lee, Eun-Mo;Song, Nam-Hyun;Woo, In-Shik
    • Plant Resources
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    • 제3권3호
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    • pp.219-222
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    • 2000
  • For the purpose of establishing an efficient propagation through airlift bioreactor system of Zingiber of officinale Rosc. Korean native Seosanjong, the effect of different factors and bioreactor on cultured plantlets were investigated. The highest number of plantlets, fresh weight per plant was obtained from explants when cultured in MS liquid medium including 0.3 mg/L NAA and 2.0 mg/L kinetin for 40 days. A 10 L bottle type bubble bioreactor, compared with 250 mL Erlenmeyer flask, was more efficient, producing 4.7 plantlets or from 1.5 to 1.6 times more than did the Erlenmeyer flask. The results demonstrate the rapid mass propagation of airlift bioreactor to produce normal ginger.

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Bioreactor를 이용한 담배세포 현탁배양에서 교반형태와 통기량이 미치는 영향 (Effect of Agitation and Aeration Rate on Nicotiana tabacum Suspension Cell Culture in Bioreactors)

  • 이상윤;김동일
    • KSBB Journal
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    • 제14권5호
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    • pp.534-538
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    • 1999
  • 식물세포배양을 위한 bioreactor의 운전조건 최적화를 위해 Nicotiana tabacum 현탁세포를 model system으로 bioreator의 종류, 교반기의 형태, 그리고 통기량에 따른 세포생장을 관찰하였다. Bioreactor로는 stirred tank bioreactor과 airlift bioreactor를 사용하였으며 두가지 배양기 모두 flask에서의 생장보다 낮은 생장을 보였으며 stirred tank bioreactor보다는 airlift bioreator에서 높은 세포농도를 얻을 수 있었다. 교반기의 종류에 따른 세포의 생장은 큰 차이가 없었으나 hollowed paddle impeller를 사용하였을 경우에는 배양기간 동안 세포의 크기가 작게 유지되었다. 통기량을 0.30 vvm으로 유지하는 경우에 가장 좋은 세포생장을 관찰할 수 있었으며 1.0 vvm이상의 통기량에서는 과도한 foam의 형성과 세포의 갈색화 현상을 보이며 세포의 생장도 저해되었다. 또한 통기량이 증가할수록 세포크기지수가 감소하는 결과를 보였다.

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Cultivation of Transgenic Nicotiana tabacum Suspension Cells in Bioreacters for the Production of mGM-CSF

  • Lee, Sang-Yoon;Won Hur;Cho, Gyu-Heon;Kim, Dong-Il
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제6권1호
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    • pp.72-74
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    • 2001
  • Transgenic Nicotiana tabacum cells were cultivated for the production of murine granulocyte macrophage-colony stimulating factor (mGM-CSF) in both a stirred tank bioreactor and an airlift bioreactor with draft tube. Cell growth and mGM-CSF production in the airlift bioreactor were found to be better than those achieved in the stirred tank bioreactor. In the airlift bioreactor, 9.0g/L of cells and 2.2ng/mL of mGM-CSF were obtained (11.0g/L and 2.4ng/mL, respectively in shake flasks). Although the lag period was prolonged and mGM-CSF production was lowered by 33% in the stirred thank bioreactor as compared to the control culture, the maximum cell density was increased up to 12.0g/L due to better mixing by agitation at the higher cell density.

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식물조직배양용 바이오리액터의 농도제어 시스템 개발 (Development of an Automated Control System for Bioreactor using the Plant Tissue Culture)

  • 정석현;노대현;강창호;강석원;한봉희;이기명;나영선
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제31권4호
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    • pp.307-312
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    • 2004
  • 식물조직배양용 바이오리액터 8개의 배양액 P보, DO 농도를 on-line으로 계측하고 pH 농도 및 주입공기 량을 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 시스템 제어용 컴퓨터 프로그램은 나리구근의 성장단계에 맞는 주입공기량을 추종제어방식으로 제어하며, 바이오리액터 내부의 pH 변화를 감지하여 오염을 감시하는 오염경보기능이 포함되어있다. 성장단계에 따라 적절한 주입공기량의 선정을 위하여 시뮬레이션 한 결과 배양초기에는 300 cc/min, 20일 경과 후에는 400 cc/mim, 40일 경과 후에는 500 cc/min, 60일 경과 후에는 600 cc/min, 그리고 80일 경과 후부터는 700 cc/min의 공기를 주입할 경우 바이오리액터내 나리구근의 분포가 고르게 나타났으며, 이 결과를 바이오리액터 배양실험에 이용하였다 배양액의 pH 농도 제어 시스템은 배양 전 기간동안에 제어 목표 값 (5.5$\pm$0.5)로 제어할 수 있었다.

Bioreactor를 이용한 사계성 딸기 기내대량증식과 경제성 (In Vitro Mass Propagation and Economic Effects of Bioreactor Culture in Ever-bearing Strawberry 'Goha')

  • 이종남;김혜진;김기덕;권영석;임주성;임학태;용영록
    • 원예과학기술지
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    • 제28권5호
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    • pp.845-849
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    • 2010
  • 본 실험은 여름딸기 무병묘 대량증식을 위해 bioreactor배양의 증식 및 경제성 효과를 비교하고자 실시하였다. 배양 방법은 반고체, 고체, 현탁배양 및 bioreactor 배양 등 4가지 방법을 이용하였다. 배양 6주 후, 식물체의 초장은 고체배양이 3.6cm로 가장 짧았으며, bioreactor 배양이 8.3cm로 가장 길었다. 생체중과 건물중은 bioreactor 배양이 2,261mg과 525mg으로 다른 배양방법에 비하여 가장 무거웠다. 액아는 반고체, 고체 및 현탁배양은 거의 발생하지 않았으나, bioreactor 배양은 주당 7개의 액아가 발생하였다. 경제성 분석 결과 기본식물 생산 시 bioreactor배양이 303원/주으로 고체배양의 845원/주보다 542원/주 적었다. 따라서 딸기 무병묘 생산 시 bioreactor배양이 대량증식 및 경제적인 면에서 효율적이었다.

Improved guggulsterone production from sugars, precursors, and morphactin in cell cultures of Commiphora wightii grown in shake flasks and a bioreactor

  • Mathur, Meeta;Ramawat, K.G.
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제2권2호
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    • pp.133-136
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    • 2008
  • Cell cultures of Commiphora wightii (Arnott.) Bhandari were grown in shake flasks and a bioreactor and an increase in guggulsterone accumulation up to $18{\mu}g\;l^{-1}$ was recorded in cells grown in the production medium containing a combination of sucrose:glucose (4% total), precursors (phenylalanine, pyruvic acid, xylose, and sodium acetate), morphactin, and 2iP. A yield of $10g\;l^{-1}$ biomass and ${\sim}200{\mu}g\;l^{-1}$ guggulsterone was recorded in a 3-l flask and in a 2-l stirred tank bioreactor compared with 6.6 g biomass and $67{\mu}g\;l^{-1}$ guggulsterone in 250-ml flasks. Increased vessel size was correlated with increased biomass and guggulsterone accumulation. 2iP alone was not effective for biomass and guggulsterone accumulation in cell cultures of C. wightii.

다양한 생물반응기 형태가 인삼(Panax ginseng C.A. Meyer) 부정근의 생장과 Ginsenoside 생산에 미치는 영향 (Effects of Various Bioreactors on Growth and Ginsenoside Accumulation in Ginseng Adventitious Root Cultures(Panax ginseng C.A. Meyer))

  • 김윤수;한은주;백기엽
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제31권3호
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    • pp.249-253
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    • 2004
  • 생물반응기의 형태에 따른 인삼부정근의 생장과 ginsen-side의 생산능력에 대하여 조사한 결과, 원형의 상부와 하부에 5 cm의 bubble column을 가진 bulb type bubble bioreactor (BU)에서 건물중은 41.92 g으로 가장 많이 증가하였으며, cylindric tube bioreactor (CT)에서 건물중이 38.55g으로 가장 낮게 나타났다. 이들 두 생물반응기의 초기 kLa 값은 BU 생물반응기에서 6.98 h$^{-1}$로 가장 높게 측정되었고, 반대로 bubble column이 없는 CT 생물반응기에서 5.25 h$^{-1}$으로 가장 낮게 측정되었다. 그러나 이와 같은 초기 kLa값의 차이는 부정근내의 이차대사산물인 ginsenoside의 함량에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 또한 BU 생물반응기에서 bubble column의 길이를 기존의 5 cm에서 10 cm로 연장시켰을 때, 초기 kLa값이 6.52 h$^{-1}$에서 7.80 h$^{-1}$로 증가하면서 인삼부정근의 생장을 42.13 g에서 50.30 g으로 약 16% 증가시킨 것으로 나타났다.

Optimal Culture Conditions for the Shoot Growth of Freesia 'Shiny Gold' during Bioreactor Culture

  • Kang, Ji Su;Jeong, Kyeong Jin;Choi, Youn Jung;Yun, Jae Gill
    • 한국자원식물학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.699-706
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    • 2017
  • For rapid production of freesia 'Shiny Gold' shoots by using a bioreactor, several culture conditions were investigated. Young shoots (< 1 cm) obtained from freesia corm section in vitro were used as plant materials for this experiment. As a basic experimental environment, 20 young shoots were inoculated into a 5 L balloon type bubble reactor which contained 1 L 1/2 strength MS medium supplemented with 30 g sucrose (3%), and the aeration was 0.1 vvm (vessel volumes per minute). The bioreactors were placed in a growth room with $23^{\circ}C$ temperature, 60% relative humidity and $60{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ light condition (16 h/8 h, day/night). The concentrations of MS media were set with 1/4, 1/2, 1 strength, medium volume 10, 20, 40%, sucrose concentration 3, 6, 9%, and aeration 0.1, 0.2, 0.4 vvm. After 4 weeks of cultivation, the growth indexes including the fresh and dry weight, and plant height were evaluated. At the same time, the consumption, pH, and EC of medium were estimated 4 weeks after incubating. The best results were achieved when 40 young shoots were incubated in a bioreactor in which 1 L of 1/2 strength MS medium supplemented with 6% sucrose was used for the rapid production of freesia shoots. The shoots were 17 cm in plant height and 1.0 g in fresh weight only 4 weeks after incubation which could be a good plant material suitable for corm enlargement in vitro. No correlation was observed between the growth of freesia shoots and the consumption, pH or EC of medium.

생물반응기에서 형질전환된 식물조직 배양을 위한 기초연구 (Basic Studies on Cultivation of Transformed Plant Tissue in Bioreactor)

  • 박성화;박돈희
    • KSBB Journal
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    • 제5권3호
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    • pp.207-214
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    • 1990
  • Growth properties of carrot hairy roots transformed by Agrobacterium rhizogenes were compared in flask and bioreactor. Oxygen transfer coefficient KLa was measured during the cultivation in bioreactor. In flask cultures, initially sucrose 30g/l was nearly exhausted after 20days. pH was dropped from initially 5.8 to 4.79 after 4 days, but it is stable after that time. Finally, after 28 days, hairy roots were grown about twelve times. In view of the results studied optimum conditions, hairy roots were maintained high growth rates in sucrose 50g/l, pH 5.8, total nitrogen 60mM. Also in bioreactor cultures, fixed stainless sieve in bottom and aerated 0.31 vvm, the results of cultivation by the use of sucrose 50g/l had grown about twenty-eight times and pH variations were liked in flask. As a results, growth rate of 1.756g fresh weight/day/g inoculum in bioreactor were higher about three times than 0.57g fresh weight/day/g inoculum in flask culture. KLa values were showed a tendency to decrease from 0.209 min-1 to 0.068 min-1.

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생물반응기 배양을 통한 두릅나무(Aralia elata)의 체세포배 및 유식물체 대량증식 (Mass Propagation of Somatic Embryos and Plantlets of Aralia elata through Bioreactor Culture)

  • 이원석;최은경;김재훈
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제31권3호
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    • pp.219-223
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    • 2004
  • 두릅나무의 엽병을 1.0 mg/L 2,4-D가 포함된 MS 고체배지에서 배발생캘러스를 유도하였다. 배발생세포와 배발생세포괴는 1.0 mg/L 2.4-D가 포함된 MS 액체배지에서 배발생캘러스를 2주간 현탁배양하여 대량으로 얻었다. 그물망을 통과한 배발생세포는 1.0 mg/L 2.4-D가 포함된 MS 액체배지에서 배양하면 배발생능이 소실되지 않고 지속적으로 유지 및 증식시킬 수 있었다. 그물망을 통과하지 못한 배발생세포괴를 식물생장조절물질이 첨가되지 않은 1/2 MS 액체배지에 옮겨 2주간 배양하면 구상형의 체세포배로 발달하였다. 구상형의 체세포배는 5 L의 bioreactor를 이용하여 배양하면 심장형, 어뢰형, 자엽형의 배와 유식물체로 발달하였다. Bioreactor 배양을 통해 두릅나무의 체세포배를 효과적으로 대량증식 시킬 수 있었다.