JP3386489B2 - ファイトアレキシンの誘導剤 - Google Patents

ファイトアレキシンの誘導剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生物農薬，植物の鮮度保
持剤，種子のコーティング剤，人工種子のカプセル剤，
カット野菜の鮮度保持剤等として有用な、キシログルカ
ンオリゴ糖を有効成分とするファイトアレキシンの誘導
剤に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】現
在、農作物の栽培においては、微生物感染を防御するた
めに大量の農薬が散布されている。例えば、播種時に種
子に薬剤を施して健全な発芽を促し、生長期，結実期に
さらに薬剤を散布して微生物感染からの被害の低減を図
っている。しかし、作物に残留した農薬の人体に対する
影響や、農薬の環境中への拡散による汚染等、安全性の
面で種々の問題がみられる。
【０００３】植物には本来、様々な感染防御機能が備わ
っており、微生物感染を受けると、それに抵抗するため
に、健康な組織にはみられない抗菌性物質が誘導される
ことが知られている。この抗菌性物質をファイトアレキ
シンという。ファイトアレキシンは微生物菌体成分ある
いは微生物感染を受けた植物細胞壁構築多糖類のフラグ
メント等により誘導され、このファイトアレキシンの誘
導物質をエリシターという。
【０００４】エリシター活性を有する物質としては、フ
ィトフトラ・メガスペルマ(Phytophthora megasperma）
の細胞壁由来のβ−グルカンのフラグメント（ジャニス
・ケイ・シャープ等，ジャーナル・オブ・バイオロジカ
ル・ケミストリー，259 巻，18号，11312-11320 頁，19
84年），ペクチンのフラグメントであるオリゴガラクチ
ュロン酸（ピーター・アルバーシャイム等，サイエンテ
ィフィック・アメリカ，253 巻，44−50頁，1985年；三
崎旭等，アグリカルチュラル・アンド・バイオロジカル
ケミストリー，54巻，６号，1477-1484 頁，1990年）が
知られている。エリシター活性を有する物質には、生物
農薬としての利用の可能性が考えられるが、現在エリシ
ター活性を有することが知られている物質は、原料とな
る多糖類の価格，供給量，調製方法等の種々の問題によ
り、生物農薬としての実用化は困難であった。
【０００５】一方、高等植物の細胞壁を構成する多糖類
であるキシログルカンを分解して得られるキシログルカ
ンオリゴ糖が、植物の成長に関与することは知られてい
た。５糖，７糖，９糖のキシログルカンオリゴ糖が植物
由来のエンド−１，４−β−グルカナーゼを活性化する
こと（ブイ・ファルカス等，カーボハイドレート・リサ
ーチ，184 巻，213-219 頁，1988年）、７糖，８糖，９
糖のキシログルカンオリゴ糖がエンドウ胚軸切片の伸長
を促進すること（ゴードン・ジェイ・マクドゴール等，
プラント・フィジオロジー，93巻，1042−1048頁，1990
年）、９糖のキシログルカンオリゴ糖がオーキシンによ
る伸長の阻害作用を有すること（ゴードン・ジェイ・マ
クドゴール等，プラント・フィジオロジー，89巻，883-
887 頁，1989年）が知られていた。しかし、キシログル
カンオリゴ糖のエリシター活性については全く知られて
いなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、キシログル
カンオリゴ糖がファイトアレキシンの誘導剤として有用
であることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】本発明はキシログルカンオリゴ糖を有効成
分とするファイトアレキシンの誘導剤に関する。
【０００８】本発明の有効成分であるキシログルカンオ
リゴ糖はキシログルカンを酵素，酸等によって分解して
得られる。キシログルカンは双子葉，単子葉植物の一次
壁に広く存在することが知られている多糖であり、タマ
リンドをはじめ、大豆，緑豆，インゲンマメ，イネ，オ
オムギ，リンゴ等にも存在する。
【０００９】本発明の有効成分であるキシログルカンオ
リゴ糖は、好ましくは、タマリンド種子多糖類を分解し
て得られるキシログルカンオリゴ糖であり、特に好まし
くは、タマリンド種子多糖類を分解して得られる、以下
の物性を有するキシログルカンオリゴ糖である。１０
重量％水溶液の２５℃，３０ｒｐｍにおけるＢＬ型粘度
計を用いて測定された粘度が、１０ｃｐｓ以下である。
ヨウ素呈色反応を示さない。構成糖比がグルコー
ス：キシロース：ガラクトース＝４：３．５〜２：２〜
０である。平均分子量が６００〜３０００である。
キシログルカンオリゴ糖は、７糖１０〜１５重量％，８
糖３０〜４０重量％，９糖３５〜４５重量％を含む。
【００１０】タマリンド種子多糖類はβ−１，４−グル
カンからなる主鎖に、側鎖としてキシロース，ガラクト
ースが結合した構造を有しており、食品用増粘剤として
ソース，アイスクリーム等に利用されている。
【００１１】タマリンド種子多糖類からキシログルカン
オリゴ糖を得る方法としては、酵素分解，酸による加水
分解等が挙げられる。
【００１２】酵素分解の場合には、β−１，４−グルカ
ナーゼ活性を有する植物組織崩壊酵素が用いられ、その
酵素に応じた添加量，ｐＨ，温度，時間で反応させる。
例えばセルラーゼを用いる場合であれば、0.5 〜2.0 ％
量を添加して、ｐＨ３〜７，30〜60℃で５〜96時間反応
させる。反応終了後、酵素を失活させ、所望によりクロ
マトグラフィー等の方法で精製した後、凍結乾燥してキ
シログルカンオリゴ糖を得る。
【００１３】こうして得られたキシログルカンオリゴ糖
は以下のような物性を有する。
【００１４】粘度： キシログルカンオリゴ糖を８０℃で１０分間加熱して得
た１０重量％水溶液を、ブルックフィールド粘度計を用
いて、２５℃，３０ｒｐｍで測定したところ、粘度は１
０ｃｐｓ以下であった。
【００１５】ヨウ素呈色反応：上記水溶液にヨウ化カリ
ウム溶液（0.1 モル）を加えて最終ヨウ化カリウム濃度
を0.002 モルとするとき、ヨウ素呈色反応を示さない。
【００１６】構成糖比：上記水溶液を希釈して１％水溶
液とし、２Ｎ硫酸を等量加えて100 ℃で６時間加熱後、
水酸化バリウム水溶液で中和し、脱塩（トヨパックIC-S
P →DEAE→45μm メンブランフィルターでろ過）後、濃
縮した。これを高速液体クロマトグラフィー（カラムSh
odex Sugar SP0810 →SP0810，溶離液蒸留水，温度65
℃，流速1.0ml/分，検出器RI）に付したところ、構成糖
比はグルコース：キシロース：ガラクトース＝４：3.5
〜２：２〜０であった。
【００１７】平均分子量：キシログルカンオリゴ糖を高
速液体クロマトグラフィー（カラムKS800P→KS805 →KS
802 ，溶離液蒸留水，温度60℃，流速1.0ml/分，検出器
RI）に付したところ、平均分子量は600 〜3000であっ
た。
【００１８】キシログルカンオリゴ糖の組成： 製造例１の方法でキシログルカンオリゴ糖のフラグメン
トを得、その主要部の割合および何糖であるかを確認し
たところ、７糖の占める割合が１０〜１５重量％，８糖
の占める割合が３０〜４０重量％，９糖の占める割合が
３５〜４５重量％であった。これらの構造は、β−１，
４−結合した４個のグルコース残基の６位にα−キシロ
ースが３か所結合した７糖を基本構造としており、さら
にキシロースにβ−１，２−結合でガラクトースが１か
所結合したものが８糖、２か所結合したものが９糖であ
る。
【００１９】以下に本発明の有効成分であるキシログル
カンオリゴ糖のファイトアレキシンの誘導活性、即ちエ
リシター活性について試験例を挙げて説明する。
【００２０】（試験例）エリシター活性の測定：播種後
８日目の大豆（タマホマレ）の子葉を採集し、流水で５
分間洗浄し、さらに蒸留水で洗浄した後、水分を拭き取
った。湿らせた濾紙を敷いたシャーレを５枚用意し、子
葉の裏側１mm分をカミソリで切取り、１シャーレ当たり
10枚ずつ入れた。対照群には各子葉に、0.02％ストレプ
トマイシン硫酸塩添加５mM酢酸バッファー（pH6.0 ）を
90μl ずつのせた。試験群には0.02％ストレプトマイシ
ン硫酸塩添加５mM酢酸バッファー（pH6.0 ）90μl に製
造例１で得られたXGO ７，XGO ８，XGO ９またはXGO を
50μg ずつ加えて、各子葉にのせた。シャーレに蓋をし
た後、25℃の暗下に24時間放置した。
【００２１】子葉10枚を試験管に入れ、蒸留水10mlを加
えた後、２分間激しく攪拌した。上清をメンブランフィ
ルターで濾過し、蒸留水を加えて10mlとした。この溶液
の286nm での吸光度を測定してファイトアレキシンであ
るグリセオリンの定量を行った。試験群の値から対照群
の値を差し引いた値をエリシター活性とした。結果は表
１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の結果からみて、キシログルカンオリ
ゴ糖がエリシター活性を有することが確認された。
【００２４】
【発明の効果】本発明のファイトアレキシンの誘導剤
は、生物農薬，植物の鮮度保持剤，種子のコーティング
剤，人工種子のカプセル剤，カット野菜の鮮度保持剤等
として、農作物の栽培，青果の流通販売，保存時に用い
ることができる。
【００２５】
【実施例】以下に製造例，実施例を記載して本発明をさ
らに詳細に説明する。
【００２６】製造例１： （１）キシログルカンの製造：タマリンド種子多糖（大
日本製薬株式会社製）2.5 ｇを20mlの60％エタノールに
懸濁し、充分膨潤させた。この懸濁液をスターラーで攪
拌しながら、水500 ml中に少しずつ注ぎ、攪拌下75℃で
15分間加熱した。これを10000rpm×15分間遠心分離し、
水不溶性の不純物を除去した。上清を100ml のエタノー
ル中に強く攪拌しながら少量ずつ注ぎ、粗製キシログル
カンを沈澱物として得た。これをさらに10000rpm×15分
間遠心分離して脂溶性の不純物を除去し、得られた沈澱
を67％エタノール，80％エタノール，100 ％エタノー
ル，50％エタノール／50％アセトン，100 ％アセトンで
順次洗浄し、脱水した。これを乾燥させて、精製キシロ
グルカン2.11ｇを得た。
【００２７】（２）キシログルカンオリゴ糖の製造：
（１）で調製した精製キシログルカン600 mgをセルラー
ゼオノヅカ（株式会社ヤクルト本社製）24mg，0.02Ｍ酢
酸バッファー中、pH4.0 ，37℃で72時間反応させた。反
応液を沸騰湯浴中で３分間加熱して酵素を失活し、AG50
1-X8樹脂処理し、ロータリーエバポレーターで濃縮後、
凍結乾燥してキシログルカンオリゴ糖（XGO という）50
0 mgを得た。
【００２８】XGO 500 mgを５mlの蒸留水に分散した後、
５分間超音波処理して溶解させた。これを3000rpm ×５
分間遠心分離して沈澱を除去し、上清４mlをＰ２（直径
５cm×90cm，バイオゲルP2）−Ｐ４（直径４cm×186 c
m，バイオゲルP4）連結カラムに付した。流速は50ml／
時間とし、はじめの1200mlをドレンとしてメスシリンダ
ーで受けた後、フラクションコレクターで６ml／チュー
ブずつ分取した。396 チューブに分画し、フェノール硫
酸法を行った結果、８個のピークが確認された。各ピー
クの収量は、ピーク１が4.6 mg，ピーク２が5.5 mg，ピ
ーク３が105.6 mg，ピーク４が87.2mg，ピーク５が35.9
mg，ピーク６が7.0 mg，ピーク７が6.9 mg，ピーク８が
4.8 mgであった。
【００２９】それぞれのピークおよび標準としての７
糖，９糖のキシログルカンオリゴ糖をHPTLC （ｎ−ブタ
ノール：エタノール：水＝５：５：４）で展開したとこ
ろ、ピーク３が９糖のキシログルカンオリゴ糖（XGO ９
という），ピーク４が８糖のキシログルカンオリゴ糖
（XGO ８という），ピーク５が７糖のキシログルカンオ
リゴ糖（XGO ７という）であることが確認された。
【００３０】（実施例１）生物農薬： かいわれ大根の種子５０粒を合成樹脂製ウールマットを
セットしたガラス製容器に播種し、水道水１００ｍｌを
添加し、試験群にはさらにキシログルカンオリゴ糖（XG
O）０．１ｇ添加した。２５℃で暗所で４日間、明所で
２日間、計６日間栽培した。結果は表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】キシログルカンオリゴ糖添加の試験群では
成長が良好であり、しかも病原菌由来と考えられる枯れ
が著しく減少した。
【００３３】（実施例２）植物の鮮度保持剤： サニーレタスの種子をウールマットに播種し、大均ハウ
ス肥料１号０．１５％（重量／容量）、同２号０．１％
（重量／容量）を含む液肥で２３℃，５０００ルクスで
１０日間栽培して発芽，育苗し、その後、水耕栽培装置
中に定植し、３０００ルクス，２３℃で１ケ月栽培し
た。試験群には、液肥および水耕栽培装置にキシログル
カンオリゴ糖（XGO）０．０１，０．０５，０．１％
（重量／容量）を加えて栽培した。
【００３４】栽培終了後、得られたサニーレタスの重量
を測定した後ビニール袋に一部を開放して収納し、５℃
で５日間保存し、重量を測定し、褐変を調べた。結果は
表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】キシログルカンオリゴ糖添加の試験群では
水分の蒸散も少なく、褐変もなく、鮮度保持がきわめて
良好であった。
【００３７】（実施例３）種子のコーティング： キシログルカンオリゴ糖（XGO）の１５％（重量／容
量）水溶液にトマトの種子４０ｍｌを加え、１０分間ゆ
るやかに攪拌した。種子を引き上げ、風乾し、キシログ
ルカンオリゴ糖によりコーティングしたトマト種子を
得、試験群に用いた。対照群としては、未処理のトマト
種子を用いた。
【００３８】このトマト種子をバーミキュライトの苗床
に播種し、散水して発芽させた。10日後に幼苗を直径12
cmのポリポットにバーミキュライトと共に鉢上げして育
苗した。鉢上げから30日後に、有機化成肥料を施肥した
圃場にてトマトを定植し、トマトの状態および収穫量を
調べた。結果は表４に示す。
【００３９】
【表４】
【００４０】キシログルカンオリゴ糖添加の試験群では
害虫のつきが少なく、収穫が良好であった。
【００４１】（実施例４）カット野菜の鮮度保持： スライサーにて、キャベツは千切りにし、レタスは３ｃ
ｍ四方に裁断して、カット野菜とした。これらを各々、
１０％（重量／容量）キシログルカンオリゴ糖（XGO）
水溶液に浸漬し、試験群とした。対照群としては未処理
のカット野菜を用いた。脱水した後、室温にて放置し、
経時的変化を観察した。結果は表５に示す。
【００４２】
【表５】
【００４３】キシログルカンオリゴ糖添加の試験群では
褐変が少なく、カット野菜として良好なものであった。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−188094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−190800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−129209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−9472（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97396（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−101302（ＪＰ，Ａ) 中原義昭ら，”オリゴサッカリンの化 学合成−ファイトアレキシンエリシター について”，有機合成化学，日本，1991 年，第49巻，第９号，第821−835頁 中原義昭，ファイトアレキシンエリシ ター活性を有するβ−Ｄ−グルカンの合 成，糖類シンポジウム講演要旨集，日 本，1991年，Ｖｏｌ．13ｔｈ，ｐｐ．11 −12 Ｇｉｄｌｅｙ，Ｍ．Ｊ．，Ｓｔｒｕｃ ｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔａｍａ ｒｉｎｄ−ｓｅｅｄ ｐｏｌｙｓａｃｃ ｈａｒｉｄｅ，Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｒ ｅｓ．，1991年，Ｖｏｌ．214，Ｎｏ. ２，ｐｐ．299−314 Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｇａｒｓ ｉｎ ｃａｒｏｂ，ｒｏ ｓｅｌｌｅ ａｎｄ ｔａｍａｒｉｎ ｄ．，Ａｌｉｍｅｎｔａ，1987年，Ｖｏ ｌ．26，Ｎｏ．５，ｐｐ．127−129 中島和雄，高速液体クロマトグラフィ ーによる天然糊料の分析，東京都立衛生 研究所研究年報，1985年，Ｎｏ．36，ｐ ｐ．215−218 中島和雄，高速液体クロマトグラフィ ーによる天然糊料の分析ＩＩ，東京都立 衛生研究所研究年報，1986年，Ｎｏ. 37，ｐｐ．211−213 Ａｌａｎ，Ｇ．Ｄａｒｖｉｌｌ，Ｓｔ ｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉ ｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｃｅｌｌ ｗ ａｌｌ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｓ，Ｊ．Ｃｅｌｌ Ｓｃｉ．Ｓｕｐｐ ｌ．，1985年，Ｎｏ．２，ｐｐ．203− 217 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A01N 65/00 A01N 63/00 A01N 43/16 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タマリンド種子多糖類を酵素分解して得
    られる、７糖、８糖及び９糖のキシログルカンオリゴ糖
    の少なくとも１種を有効成分とする高等植物のファイト
    アレキシンの誘導剤。
  2. 【請求項２】 タマリンド種子多糖類を酵素分解して得
    られる、以下の物性を有するキシログルカンオリゴ糖を
    有効成分とする請求項１記載のファイトアレキシンの誘
    導剤。１０重量％水溶液の２５℃，３０ｒｐｍにおけ
    るＢＬ型粘度計を用いて測定された粘度が、１０ｃｐｓ
    以下である。ヨウ素呈色反応を示さない。 構成糖比がグルコース：キシロース：ガラクトース＝
    ４：３．５〜２：２〜０である。平均分子量が６００
    〜３０００である。キシログルカンオリゴ糖は、７糖
    １０〜１５重量％，８糖３０〜４０重量％，９糖３５〜
    ４５重量％を含む。
  3. 【請求項３】 高等植物が大豆である請求項１または２
    記載のファイトアレキシンの誘導剤。
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