JP7435606B2 - セロオリゴ糖を含む植物活力剤及びその使用 - Google Patents
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Description
このように、バイオスティミュラントにより、従来の農薬や肥料による問題を生じることなく、植物が本来有する能力を刺激して、その成長を促進することができる。
[1] セロオリゴ糖を含むことを特徴とする植物活力剤。
[2] 前記植物活力剤中の前記セロオリゴ糖の含有量が0.05~10質量%である、1に記載の植物活力剤。
[3] キシロオリゴ糖をさらに含む、1又は2に記載の植物活力剤。
[4] 前記植物活力剤中の前記セロオリゴ糖及び前記キシロオリゴ糖の合計含有量が、0.05~10質量%である、3に記載の植物活力剤。
[5] 前記植物活力剤中の前記キシロオリゴ糖に対する前記セロオリゴ糖の質量比が、0.5~2である、3又は4に記載の植物活力剤。
[6] 展着剤をさらに含む、1~5のいずれかに記載の植物活力剤。
[7] 1~6のいずれかに記載の植物活力剤を植物に適用することを含む、植物栽培方法。
[8] 前記植物活力剤を、オリゴ糖の合計含有量が0.1~500質量ppmとなる濃度で植物に適用することを含む、7に記載の方法。
[9] 前記植物活力剤の植物への適用が葉面散布により行われる、7又は8に記載の方法。
[10] 1~6のいずれかに記載の植物活力剤を適用しない場合と比較して、増大したエリシター活性を有する植物又はその一部の生産方法であって、7~9のいずれかに記載の方法により植物を栽培することを含む、方法。
[11] 前記エリシター活性が、植物中のグルカナーゼ産生量を測定することにより決定される、10に記載の方法。
[12] 1~6のいずれかに記載の植物活力剤を含有する肥料組成物。
本発明に係る「植物活力剤」は、植物の生育に関わる温度、光、水、及び塩等の非生物的ストレスの緩和作用を有するものだけでなく、病害虫等の生物的ストレスの緩和作用を有するものも含む。
ファイトアレキシンは、エリシターの作用によって植物体内で合成、蓄積される抗菌性化合物であり、植物種ごとに生産される抗菌性化合物は異なる。代表的なファイトアレキシンとして、フラボノイド、テルペノイド、脂肪酸誘導体などが挙げられる。活性酸素は病原微生物を殺す作用を有し、さらに、活性酸素及び活性窒素は単独で又は協調して様々な防御反応を発動するシグナルとして機能する。このようなエリシター効果による病害抵抗性は、幅広い病害に対して抵抗性を増強させることなどから農業利用に期待されている。
セロオリゴ糖をセルロースの加水分解反応により得る場合、セルロース原料としてはアビセル(Merck社製)などの結晶性微粉セルロースや、コットンリンターパルプを使用することが好ましい。
具体的には、ハクサイ、キャベツ、ブロッコリー、ハナヤサイ類、コマツナ、ミズナ、ダイコン、カブなどのアブラナ科植物、ジャガイモ、トマト、ナス、ピーマン、トウガラシ、シシトウ、タバコなどのナス科植物、シュンギク、レタス、リーフレタス、ゴボウ、フキなどのキク科植物、スイカ、メロン、カボチャ、キュウリ、ニガウリ、へちま、ひょうたんなどのウリ科植物、ホウレン草、ふだん草、スイスチャード、おかひじき、ビート等などのアカザ科植物、ニンジン、セロリ、パセリ、ミツバなどのセリ科植物、大豆(エダマメ)、小豆、インゲンマメ、ソラマメ、エンドウマメ、シカクマメ、落花生などのマメ科植物、サツマイモ、エンサイなどのヒルガオ科植物、ニラ、ネギ類、タマネギ、ニンニク、アスパラガスなどのユリ科植物、イチゴ、リンゴ、ナシ、ビワなどのバラ科植物、オクラ、綿などのアオイ科植物、ショウガなどのショウガ科植物、ハスなどのハス科植物、とうもろこし、米、大麦、小麦、サトウキビなどのイネ科植物等が挙げられる。
なかでも、キャベツ、コマツナなどのアブラナ科植物、トマト、ナスなどのナス科植物、レタス、リーフレタスなどのキク科植物、イチゴ、リンゴなどのバラ科植物が好ましく、そのなかでもコマツナ、トマトがより好ましい。
(i)植物のサンプリング及び前処理を行う;(ii)BSAをタンパク質標準として検量線を作成する(色素結合法による波長(600nm)の吸光度を利用);(iii)(i)で調製した検体のタンパク質濃度を測定する;(iV)(i)で調製した検体のグルカナーゼ活性を測定する。具体的には、グルカナーゼにより可溶性の低分子分解物が遊離すると発色するB-HS試薬にて、その活性を波長590nmの吸光度値として評価する;(v)タンパク質単位あたりのグルカナーゼ活性を算出する。
このようなエリシター活性の評価方法の具体的な手順については下記実施例で詳細に説明されている。
(1)セロオリゴ糖
アビセル(Merck社製結晶性微粉セルロース)10gと、活性炭BA50(味の素ファインテクノ(株)製)1.5gを、直径1.5cmのアルミナ球2000gと共に容量3600mLのセラミックポットミルの中に入れて、卓上ポットミル回転台(日陶科学(株)製,卓上ポットミル型式ANZ-51S)にセットし、60rpmで48時間処理して反応原料を取得した。なお、温度については室温で開始し、剪断発熱による温度上昇は成り行きに任せた。
続いて、反応原料0.374gと水40mLを、高圧反応器(内容積100mL,オーエムラボテック(株)製オートクレーブ,ハステロイC22製)に入れた後、600rpmで撹拌しながら反応温度まで10~30℃/分(平均昇温速度11.3℃/分)で230℃まで加熱後、直ちに加熱を止め、反応器を10~30℃/分(平均降温速度16.7℃/分)で風冷にて冷却して反応液を作製した。
続いて反応液を、遠心分離装置により回収した上清液を、凍結乾燥してセロオリゴ糖粉末を取得した。
物産フードサイエンス株式会社製、キシロオリゴ糖95Pを用いた。
(1)植物活力剤の調製
[1.オリゴ糖の準備]で用意した各オリゴ糖を、下記表中の実施例1-6における植物活力剤濃度(質量ppm)の1000倍になるよう、それぞれの組成比率でスターラー撹拌して水に溶解後、0.45μmフィルターで除菌したものを植物活力剤原液とした。この原液を水で1000倍に希釈して、以下の栽培試験に使用した。
トマトの種子を蒸留水に6時間浸漬した後に角質層を取り除き、次にそれを30分間通気した場所で乾燥した。次に複数の吸収紙を敷いた培養皿にそれぞれ10個ずつの種子を載せた後、培養皿毎に各条件の植物活力剤液を満たして6時間浸漬した。その後、各培養皿から大きさの揃った3個の種子を選抜して、条件ごとに鉢植えして11日間栽培した。発芽した種子は、植物乾燥重量及び根乾燥重量を測定し、植物活力剤を適用しない場合(比較例1)と比較した。植物乾燥重量は、根の部分をカットして残った上部をそのまま、恒温乾燥機により50℃で12時間、乾燥させてから測定した。また、根の部分は付着物をよく水洗し、恒温乾燥機により50℃で12時間、乾燥させてから重量を測定した。
(1)植物活力剤の調製
[1.オリゴ糖の準備]で用意した各オリゴ糖を、下記表中の実施例7及び8における植物活力剤濃度(質量ppm)の1000倍になるよう、それぞれの組成比率でスターラー撹拌して水に溶解後、0.45μmフィルターで除菌したものを植物活力剤原液とした。この原液を水で1000倍に希釈して、以下の栽培試験に使用した。
コマツナの育成にはムラシゲスクーグ(MS)寒天培地を使用した。調製した植物活力剤を各比較例及び実施例に示される終濃度となるようにMS培地に添加し、その後、121℃20分でオートクレーブを行った。
クリーンベンチ上にて、高圧蒸気滅菌したMS培地をプラントボックスに移し、よく冷ました後、コマツナ(わかみ、サカタのタネ)の種を10粒ずつ播種した。その後、明所にて22℃24時間、長日条件下で6日間生育させた。
以下の組成のタンパク質抽出用緩衝液を調製した。
純度既知の牛血清アルブミン(BSA)2mg/mlを段階希釈(1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64希釈)してスタンダードを作製した。作製したスタンダードを用い、600nmにおける吸光度(Abs600)の平均値をとり、検量線を作成した(n=3)。クマシーブリリアントブルー(CBB)液300μlを96ウェルプレートに分注し、上記で調製した抽出液を6μl添加した。Abs600を測定した。ブランクはMilliQを用いた。抽出液の吸光度を段階希釈したBSA2mg/mlによって作成した検量線に当てはめ、タンパク質濃度を求めた。
なお、抽出液のAbs600測定値が検量線から外れた場合は、超純水(MilliQ)で適宜希釈して再測定してタンパク質濃度を求めた。
求めた値を用いて抽出液の濃度が一定になるように希釈を行い以下のグルカナーゼ活性測定に用いた。
1.5mlチューブに、B-HS試薬(Megazyme社)1錠をMilliQ 10mlに懸濁したB-HS基質溶液100μl、0.2M リン酸緩衝液(pH6.0)50μl、及び上記で調製した希釈液又は超純水(ブランク)50μlを混合し、各比較例及び実施例のサンプルを調製した。15分毎にサンプルをよく振りつつ、30℃のウォーターバスで、1時間30分、酵素反応を行った。反応停止液0.2N NaOHを100μl(合計300μl)加えて反応を停止した。15,000rpm、5分の条件下で遠心分離し、上清200μlを96ウェルプレートに分注し、グルカナーゼ活性を評価するために590nmにおける吸光度(Abs590)を測定し、植物活力剤を適用しない場合(比較例2)と比較した。
(1)植物活力剤の調製
[1.オリゴ糖の準備]で用意した各オリゴ糖を、下記表中の実施例9及び10における植物活力剤濃度(質量ppm)の1000倍になるよう、それぞれの組成比率でスターラー撹拌して水に溶解後、0.45μmフィルターで除菌したものを植物活力剤原液とした。この原液を水で1000倍に希釈して、以下の栽培試験に使用した。
Claims (10)
- セロオリゴ糖及びキシロオリゴ糖を含むことを特徴とする植物活力剤であって、前記植物活力剤中の前記キシロオリゴ糖に対する前記セロオリゴ糖の質量比が、0.5~2である、植物活力剤。
- 前記植物活力剤中の前記セロオリゴ糖の含有量が0.05~10質量%である、請求項1に記載の植物活力剤。
- 前記植物活力剤中の前記セロオリゴ糖及び前記キシロオリゴ糖の合計含有量が、0.05~10質量%である、請求項1に記載の植物活力剤。
- 展着剤をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の植物活力剤。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の植物活力剤を植物に適用することを含む、植物栽培方法。
- 前記植物活力剤を、オリゴ糖の合計含有量が0.1~500質量ppmとなる濃度で植物に適用することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記植物活力剤の植物への適用が葉面散布により行われる、請求項5又は6に記載の方法。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の植物活力剤を適用しない場合と比較して、増大したエリシター活性を有する植物又はその一部の生産方法であって、請求項5~7のいずれか一項に記載の方法により植物を栽培することを含む、方法。
- 前記エリシター活性が、植物中のグルカナーゼ産生量を測定することにより決定される、請求項8に記載の方法。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の植物活力剤を含有する肥料組成物。
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