JP5807950B2 - ナス科植物に対する増収及び疫病発病抑制効果、並びにマメ科植物に対する連作による収量低下防止効果を示す微生物菌株並びに栽培方法 - Google Patents
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Description
それ故、この発明の第一の課題は、ナス科植物、特にトウガラシ属の育苗時及び定植後初期生育時の栽培技術に関する上記の課題を解決し、生育促進及び疫病発病抑制の双方に高い効果を併せ持つ菌株を提供することにある。第二の課題は、マメ科植物、特にダイズ属の連作圃場における収量低下防止効果を有する菌株を提供することにある。
ナス科植物の生育を促進し、疫病の発生を抑制する性質を有するとともに、マメ科植物の連作による収量低下を防止する性質を併せもつArthrobacter属oxydans種受託番号FERM P−22038の微生物菌株である。
前記ナス科植物がトウガラシ属であるとき、あるいは前記マメ科植物がダイズ属であるとき、特にこの発明の作用効果が顕著である。
また、前記菌株の発明と関連する発明は、前記微生物菌株をナス科植物又はマメ科植物の種子に接種し、その種子を生育させることを特徴とする栽培方法である。
(1)根圏細菌の分離
高い生産性を維持しているトウガラシ、ナス及びネギの現地圃場から定植後約1ヶ月の生育旺盛な株を採取し、水中分画法により分離源を調製した。次に、キングB寒天培地を用い、希釈平板法により30℃、24〜48時間培養した。培養後に形成されたコロニーの中からUV照射下で蛍光を発するコロニーを釣菌し、表1に示すようにトウガラシ、ナス及びネギの株からそれぞれ188、196、200株、計584株の分離菌株を得た。蛍光性細菌は、植物との親和性に優れ、植物の生育に好影響を及ぼす可能性が高いことが経験的に知られていることによる。
これらの分離菌株をスキムミルク分散媒に懸濁後、−80℃で凍結保存し、以下の検定に供した。
分離菌株は多数であるため、その中から生育促進効果を持つ菌株を効率よく選抜する必要がある。そのため、以下の手順で、分離菌株を接種したトウガラシを実験室内のグロースチャンバーで生育させ、発芽後間もない幼苗の段階で選抜を行った。
1次選抜した菌株の生育促進効果をさらに詳細に検定するために、接種したトウガラシを通常の栽培(育苗)条件に近い環境(ガラス温室内)で以下の手順でポット試験に供した。
1次選抜された菌株を1次選抜時と同様にトウガラシ種子に接種した。菌株の接種されたトウガラシ種子を培土(商品名「プロソイル」、新東化学工業株式会社製)を充填したビニルポット(φ7.5cm)に播種し、ガラス温室内で1ヶ月間生育させた後、茎葉部、根部の新鮮重を測定した。測定値を無接種の対照区と比較することにより生育促進効果を判定した。
1次選抜菌株の多くは茎葉重、根重ともに対照区を上回ったが、その中でKP9670株の根部に対する生育促進効果が顕著であった(表3)。
生育促進効果と疫病発病抑制効果を併せ持つ菌株を得るため、1次選抜により得た菌株のトウガラシ疫病発病抑制効果を以下の要領でポット試験により検定した。
分離菌株を1次選抜時と同様に前記トリプチケースソイブロスを用いて30℃で24時間振とう培養した。得られた菌体の滅菌水懸濁液(約109cfu/ml)の中に前記と同一種のトウガラシの3週間齢の幼苗の根部を1時間浸漬することによって、分離菌株を幼苗の根部に接種した。
その結果、表4に示すように、1次選抜して得た菌株の内、KP9670株はAUDPC値が最も小さい、即ち最も高い発病抑制効果を示した。これらのことから、本菌株がトウガラシ苗の生育促進効果と疫病発病抑制効果を併せ持つ菌株として有望であると考えられた。
トウガラシ苗の生育促進効果と疫病発病抑制効果を併せ持つ菌株として選抜したKP9670株の圃場における増収効果を検討した
KP9670株を1次選抜時と同様にトウガラシ種子に接種した。KP9670株の接種されたトウガラシ種子を培土(商品名「プロソイル」、新東化学工業株式会社製)を充填したビニルポット(φ7.5cm)に播種し、ガラス温室内で1ヶ月間生育させた後、ハウス内圃場(灰色低地土)に定植し、京都府慣行の施肥、栽培管理を行った。定植してから28日後に収穫を開始し、7〜10日おきに40日間にわたって収穫し、1個体当たりの収穫果数及び1個体当たりの果実の重量を測定し、無接種の対照区と比較することにより増収効果を判定した。
KP9670株の形態特徴、生化学性状及び16SrRNA遺伝子の塩基配列から菌種を同定した。
本菌株は、グラム染色陽性の短桿菌であるが、増殖初期にV字型を示すなど細胞形状は一定しない。芽胞は形成せず、好気的に生育する。グルコースを利用せず、カタラーゼ陽性で、運動性は示さず、4℃及び41℃では生育しない。オキシダーゼ陽性、ゼラチン液化陰性、アルギニンデヒドロゲナーゼ陰性、脱窒反応陰性、デンプン分解陽性、レバン産生陰性の性状を示し、キングB寒天培地で培養すると微弱な蛍光色素産生が見られた。また、16SrRNA遺伝子の部分塩基配列(下記)を調べ、BLAST検索した結果、既知のアルスロバクター・オキシダンス(Arthrobacter oxydans) DSM20119株の塩基配列と99.7%の相同性を示した。
以上の結果から、KP9670株をArthrobacter oxydans Sgurosと同定した。KP9670株は、受託番号FERM P−22038として独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに寄託されている。
(1)KP9670株の培養
KP9670株をジャガイモ・ペプトン液体培地(ジャガイモ200gの煎汁1000ml中に以下の成分を溶解:ペプトン5.0g、リン酸2ナトリウム・12水塩3.0g、リン酸1カリウム0.5g、塩化ナトリウム3.0g、pH7.0)で28℃、24時間振とう培養した。5℃で冷却しながら10000Gで20分間遠心分離し、上清(培地)を除去した後、沈殿(菌体)を培地と同量の滅菌水に懸濁した。遠心分離及び滅菌水への菌体の懸濁をさらに2回繰り返すことによって培地成分の除去、即ち菌体洗浄を行い、最終的に培地と同量の滅菌水に菌体を懸濁した。この懸濁液の菌濃度は1.0×109cfu/mlであり、これを接種源とした。
72穴のセルトレイにナプラ養土(Sタイプ、ヤンマー製)を充填し、ダイズ(品種:新丹波黒)を1穴に1粒ずつ播種した。覆土した直後に、覆土した上から前記接種源、即ちKP9670株の菌体懸濁液を1穴につき2ml注いだ。その後、温室内で適宜水を注ぎながら10日間育成することにより、圃場に定植できる段階にまで生長させた。そして、茎葉重、根重、茎葉長及び出芽率を測定したところ、同菌株を接種した苗は、対照(無接種)に比べて出芽率が高く、茎葉長は低く根重が重い苗、即ち徒長が抑えられた健全苗であった(表6)。なお、接種方法は、播種後に菌体懸濁液を注ぐ方法だけでなく、同懸濁液に種子を短時間浸漬後、播種する方法によっても全く同じ効果が得られた。
連作による顕著な収量低下が起きている圃場について、土壌タイプが異なる2箇所(灰色低地土及び褐色低地土)を供試し、(2)の方法によりKP9670株を接種・育苗したダイズセル苗を2010年6月下旬に栽植密度2000株/10aで定植した。供試圃場には、牛糞バーク堆肥を2010年5月上旬に1t/10a、硫安(N含有率20%)を基肥としてを2010年5月下旬に1kg/10a、追肥として開花期(2010年8月中旬)に2kg/10a(それぞれ窒素成分量)施用した。その他の栽培管理は京都府内の慣行基準(京の豆栽培の手引き、京都府農林水産部、2006年)に従った。灰色低地土圃場は子実収量(粗子実重)、褐色低地土圃場はエダマメ収量(莢重)で接種効果を評価した。
接種方法及び栽培方法は(3)と同じ方法により、ダイズを連作していない灰色低地土の圃場(前作が野菜作の畑地)を供試して、本菌株の接種効果を確認した。その結果、対照区(無接種)の子実収量が75.0kg/株であったのに比べ、KP9670株接種区では90.8kg/株に増加した(表9)。対照区の子実収量は10a換算すると150.0kgとなり、府平均収量約100kgより生産性の高い圃場と判断できることから、収量低下が起こっていない圃場でも接種効果が発現することが確認できた。
Claims (2)
- トウガラシ属植物の生育を促進し、疫病の発生を抑制する性質を有するとともに、ダイズ属植物の連作による収量低下を防止する性質を併せもつArthrobacter属oxydans種受託番号FERM P−22038の微生物菌株。
- 請求項1に記載の微生物菌株をトウガラシ属植物又はダイズ属植物の種子に接種し、その種子を生育させることを特徴とする栽培方法。
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