(57)【要約】【課題】  新規の光安全化処理計画に基づく植物の成長を促進するための方法を提供する。【解決手段】  グリコピラノシルグリコピラノシド及びアリール−α−Ｄ−グリコピラノシドを含むグリコピラノシドによる、より詳しくは、随意にケイ素系基材等の１つ又は／複数の光反射及び／又は屈折部材により増強される光の存在下で、末端マンノシル−トリオースを含む１つ又は複数の化合物による新規の光安全化処理計画に基づく、植物の成長を促進するための方法が提供される。更に、植物に一般適用するための、上記化合物の化学合成プロセスが開示されている。ケイ酸塩マイクロビーズ等は、光が葉面に向かって屈折又は反射するように、植物の真下及び周囲の、植物の根が支持及び植栽される地面又は基材に分布される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の成長を増強するための方法であって、前記植物を、１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材の存在下で成長させ、前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、前記植物に向けて光を再分布することを含む方法。
【請求項２】
１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、ケイ素系である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、マイクロビーズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、ケイ酸塩マイクロビーズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記植物に１つ又は複数のグリコピラノシド化合物を含む調合物を適用することにより、前記植物を光安全化することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記グリコピラノシド化合物が、アリール−α−Ｄ−グリグコピラノシドである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記グリコピラノシド化合物が、フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；フェニル−α−Ｄ−グリコピラノシドの塩及び誘導体、及びそれらの組み合わせ；アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド、アミノフェニルマンノピラノシド、アミノフェニルキシロシド、アミノフェニルフルクトフラノシド、グリコピラノシルグリコピラノシド、テトラアセチル−α−Ｄ−マンノピラノース、テトラアセチルマンノピラノース、トリマンノシド、及びインドキシルグリコピラノシドからなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、ホウケイ酸塩マイクロビーズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、中性に緩衝化されたマイクロビーズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記グリコピラノシド化合物が、インドキシルアセチルグリコピラノシド及びニトロベンズアルデヒドインドゲニドからなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記グリコピラノシド化合物が、電子供与性アリールグリコピラノシドである、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記グリコピラノシド化合物が、インドキシルマンノピラノシドである、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記グリコピラノシド化合物が、混合ポリアシルマンノピラノースである、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記調合物が、可溶性マンガン及びカルシウムを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記可溶性マンガンが、０．５〜１２ｐｐｍのＭｎ+2の量で存在し、前記可溶性カルシウムが、１〜１００ｐｐｍのＣａ+2の量で存在する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
中性が、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズによる二酸化炭素の隔離により達成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
ケイ酸塩マイクロビーズで微生物を培養することを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１９】
ケイ酸塩マイクロビーズを微生物でコーティングすることを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、マイクロビーズを付着させたプラスチックを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ又は複数の光反射及び／又は光屈折部材が、基材に付着されたマイクロビーズを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
水溶性２価カルシウムイオン及び水溶性２価マンガンイオンの存在下で、アルファ−Ｄ−マンノシドを含む有効量の調合物に、前記植物を接触させることを含む、植物の成長を増強する方法。
【請求項２３】
前記植物に有効量のグリコピラノシド化合物を適用することを含む、植物を光安全化するための方法。
【請求項２４】
前記グリコピラノシド化合物が、ペンタアセチル−α−Ｄ−マンノピラノースである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記再分布された光が、光合成有効放射である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
表面を有する少なくとも１つの容器壁を含み、前記壁が、前記表面に付着された１つ又は複数の光反射及び／又は屈折部材を有する、植物を成長させるための容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１１月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／５６１，９９２号、及び２０１２年７月３１日に出願された米国特許仮出願第６１／６７７，５１５号の優先権を主張するものであり、これら文献の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書で開示された実施形態は、植物を処理するための方法、調合物、及びデバイスに関する。より詳しくは、随意に、グリコピラノシド及び誘導体を含む調合物を適用（施用）することにより光安全化して、ケイ素系基材等の光反射及び／又は屈折部材の存在下で植物を成長させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
植物の成長は、光合成の効率に依存する。したがって光が必要とされるが、光強度は、汚染物質、微粒子、及び日陰により減少する。高緯度の地域では、特に日が短く天候が厳しい季節には、光強度が低く、日光に照らされる期間が短いため、緑色植物の成長が制限される。更に、温室では、薄膜、人工電気照明、及び保護建物を透過する際に、光が失われる。従来の畝植え作物栽培状況では、光は、地面自体による吸収で失われる。電気照明下で栽培する場合、実施可能性を維持するために維持されなければならない比較的低い光強度下での光合成効率が最も重要である。光が植物を照らし、それにより光合成に利用可能な光に付加するように光を再分配することが広く求められている。更に、ある時には、光飽和に達するような過剰な光が、光阻害及び光呼吸をもたらす場合がある。光飽和環境条件下で光合成に逆行するこのような生理学的事象は、生産性を効果的に低減及び減少させることが昔から知られている。したがって、光飽和の阻害効果を光安全化（光緩和）するための同時要件が満たされるべきである。
【０００４】
また、植物の成長は、特に細胞内でのグルコースの利用可能性に依存するが、貯蔵グルコースの適時及び直接放出、並びにグルコースを貯蔵から細胞内へと置換するための基質は、これまで判明していない。更に、ピラノースの代謝経路におけるα−Ｄ−グリコピラノースの関与も、完全には解明されていない。
【０００５】
一般的に、置換−α−Ｄ−グリコピラノシドは、典型的には、植物では不活化されており、したがって、それらを外因的に植物に対して利用可能にすることによっては、いかなる植物成長活性も誘導することはできないと考えられている。しかしながら、以前の教示とは対照的に、本明細書で開示された実施形態の方法及び調合物では、置換グリコピラノシドが植物に適用（施用）される。これら選択されたグリコピラノシドは、細胞に進入すると、グルコースを置換するための外因性基質として作用し、ほとんどの置換−α−Ｄ−グリコピラノシドが、糖タンパク質に貯蔵されているグルコースを置換すると認識されている。グルコースは、あらゆる植物のエネルギー貯蔵庫であり、α−Ｄ−グリコピラノシドを適用（施用）して、炭素を貯蔵用糖タンパク質からの最大置換に割り当てると、それに応じて作物生産能力を増強させるための道が開く可能性がある。
【０００６】
本明細書で開示された実施形態の目的は、植物成長を増強するための再分配光で植物を処理及び栽培するための方法を提供することである。本明細書で開示された実施形態の更なる目的は、１つ又は複数のグリコピラノシド、好ましくはα−Ｄ−グリコピラノース化合物を含む調合物を、ケイ素系基材から屈曲又は反射する過剰光に起因する光飽和に曝される可能性のある植物に適用（施用）することにより、植物を光安全化（光緩和）するための方法及び調合物の選択肢を提供することである。
【０００７】
本明細書で開示された実施形態の更なる目的は、１つ又は複数のグリコピラノシド、好ましくは置換−α−Ｄ−グリコピラノシド、最も好ましくはアルキル−α−Ｄ−マンノピラノシド、並びにそれらの塩、誘導体、及び組み合わせを含む調合物を植物に適用（施用）することにより、植物を処理し、飽和光環境から光安全化（光緩和）するための方法及び調合物を提供することである。
【０００８】
本明細書で開示された実施形態のまた更なる目的は、非常に好ましい電子供与性アリール−α−Ｄ−グリコピラノシド等の、グリコピラノシドの１つ又は複数の合成成分の調合物を植物に適用（施用）することにより、植物を処理し、成長を増強するための方法及び調合物を提供することである。電子供与性アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドの好ましい例は、アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシドである。
【０００９】
本明細書で開示された実施形態の更なる目的は、１つ又は複数の置換−α−Ｄ−グリコピラノシドの調合物を緑色植物に適用（施用）することにより、植物を処理し、植物成長を増強するための方法及び調合物を提供することである。
【００１０】
本明細書で開示された実施形態のなお更なる目的は、光合成効率を増強させるために光を方向転換させることになる固体培地の存在下で栽培する場合に、光飽和に対する光安全化剤（photosafener）（光緩和剤）として、グリコピラノシド、並びにそれらの塩、誘導体、及び組み合わせからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を、植物、特に緑色植物に適用（施用）することにより、植物を処理して、植物成長を増強するための方法及び調合物を提供することである。
【００１１】
本明細書で開示された実施形態の更に別の目的は、前述のグリコピラノシド化合物、それらの塩、誘導体、及び組み合わせを植物に外因的に適用することに起因する高度に置換されたα−Ｄ−グリコピラノシル−糖タンパク質からなる群から選択される１つ又は複数の化合物の内因的生化学的プロセス用の調合物を提供することである。
【００１２】
本明細書で開示された実施形態の更なる目的は、前述のグリコピラノシド化合物を、カルシウム及びマンガンの２価カチオンを用いて活性化するための方法を提供することである。
【００１３】
本明細書で開示された実施形態のまた更なる目的は、触媒であるＭｎ、Ｃａ、及びＫを用いて、高度に置換されたα−Ｄグリコピラノシドからなる群から選択される１つ又は複数の化合物を化学合成するための方法を提供することである。
【００１４】
更なる実施形態は、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズがアルカリ性であるという性質を活用して、気候変動ガスである二酸化炭素を隔離（除去）することである。マイクロビーズでの植物栽培は、高レベルの二酸化炭素ガスを含む酸性植物栄養素の連続通過画分を用いて、適正ｐＨ環境を維持するためのシステムを開発することにより達成した。
【００１５】
本明細書で開示された実施形態の更なる目的は、前述のグリコピラノシド化合物を、カルシウム及びマンガンの２価カチオンを用いて活性化するための方法を提供することである。
【００１６】
これら及び他の目的は、任意の図面及び請求項と共に、本明細書の説明を参照すれば明白になるであろう。
【発明の概要】
【００１７】
ガラスマイクロビーズ等の、光反射及び／又は屈折部材は、光合成有効放射（ＰＡＲ、ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ  ａｃｔｉｖｅ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）の強度を増強する。これらの部材は、葉付近に配置した場合、ＰＡＲ光を葉面に向けて光を強める。本明細書で開示されたグリコシド調合物を同時適用することにより、マイクロビーズ等の光反射及び／又は屈折部材からの光は、植物により効率的に使用される。アルカリ性及び光飽和の問題を克服する本明細書で開示された方法により、光反射及び／又は屈折部材で植物を栽培することができる。しかしながら、光反射及び／又は屈折部材の主な応用は、光が制限されている環境で光強度を増強させる温室及び農地であろう。光は、いかなる光源からのものであってもよく、太陽又は人工のいずれでもよい。植物の真下及び／又は上に薄層を分布させると、葉に光が当たることになる。例えば、温室の壁及び支持表面の基材に組み込んだ光反射及び／又は屈折部材も、光源になるだろう。
【００１８】
農作物利用の一例は、イチゴ栽培下に設置されるプラスチックシートの長い列にガラスマイクロビーズを組み込むことである。マイクロビーズを接着剤に塗布してプラスチックをコーティングしてもよく、又は製造中にシートに組み込んでもよい。
【００１９】
本明細書で開示された実施形態の方法及び調合物は、グリコピラノシドが貯蔵からグルコースを競合的に置換し、グルコースが植物の成長に寄与できるようなることに基づいて開発された。植物に炭素分配をもたらす特異性は、糖タンパク質が複数のグリコピラノシルと結合して、グリコピラノシル糖タンパク質四量体の形成がもたらされることにより決定される。グリコピラノシルグリコピラノシド及びアリール−α−Ｄ−グリコピラノシドを含むグリコピラノシドによる、より詳しくは、随意にケイ素系基材の存在下で、アミン等の電子供与体を含む１つ又は複数の化合物による新規の光安全化処理計画に基づく、植物の成長を促進するための方法が開示されている。更に、植物に一般適用するための、上記化合物の化学合成プロセスが開示されている。
【００２０】
ある実施形態によると、ケイ酸塩マイクロビーズ等の光反射及び／又は屈折部材は、光が葉面に向かって屈折又は反射するように、植物の根がそこに支持及び植栽されている地面又は基材にわたって、植物の真下及び周囲に分布される。更に、植物は、支持培地としての屈折マイクロビーズ等の光反射及び／又は屈折部材の床体積で栽培することができる。或いは、ケイ酸塩マイクロビーズ等の光反射及び／又は屈折部材は、葉に、土地表面の上方、下方、及び周囲に分布されていてもよく、又は植物栽培用建築物の基礎構造表面の他の側面に分布されていてもよい。
【００２１】
ある実施形態によると、マイクロビーズの屈折性を活用して、特に樹冠が満たされるまでの成長初期に、地面又は基材表面から及び植物の苗条から葉への光の分布を向上させることができる。同様に、一般的な土壌と比較すると、屈折マイクロビーズの薄層の上部で記録した光強度は、２０％〜８０％高かった。更に、色素、塗料、反射防止剤、及びＵＶ吸収剤等でコーティングしたマイクロビーズを適用して、特定の波長の光を葉面に向けることができることは有利である。また、マイクロビーズは、プロバイオティクス、真菌、及び細菌等の有益な微生物でコーティングしてもよく、散布の媒体として栄養素コーティングを伴っていてもよい。また、マイクロビーズは、追加の光から利益を得る位置にある基材、壁、通路、カウンタートップ、テーブル、紙のシート及びストリップ、プラスチックのシート及びストリップに分布されていてもよい。
【００２２】
固体支持培地として役立つことに加えて、マイクロビーズは、光を屈折させ、したがって光合成効率を増強する。マイクロビーズからの光強度（Ｉ）を増加させると、生産性が向上する可能性があるが、飽和するまで増加させると、光呼吸が結果に影響を及ぼす場合がある。したがって、適切な処理をして植物をマイクロビーズで栽培するための方法を開発した。
【００２３】
更にある実施形態によると、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズがアルカリ性であるという性質を活用して、水耕用支持培地による二酸化炭素の分布及び隔離（除去）を向上させることができる。マイクロビーズでの植物栽培は、高レベルの二酸化炭素ガスを含む酸性植物栄養素の連続通過画分を用いて適正ｐＨ環境を維持するためのシステムを開発することにより達成した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ある実施形態による、栄養素又は試験溶液で湿潤させたマイクロビーズでの栽培から全体を引き抜いたクロッカスの写真である。画像は、根を水に浸漬した結果を示しており、根の周りにはビーズがなく、根が無傷であることを画像に記録することが妨げられることなく可能であった。
【図２（Ａ）】ある実施形態による、５００μｍ  ｎｍｄのマイクロビーズでコリウスの挿穂を栄養繁殖した写真である。
【図２（Ｂ）】ケイ酸塩マイクロビーズから穏やかに引き抜かれた植物根の写真であり、微細構造が完全性を保っており、損傷がない証拠を示す。
【図３】本発明の緩衝栄養素溶液を用いて７００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩ビーズで栽培したトウモロコシの写真である。左は対照であり、主根が５ｃｍであることを示している。右は、ある実施形態によりインドキシルグリコピラノシドで処理した植物であり、主根が７ｃｍであることを示している。
【図４（Ａ）】ある実施形態による、本発明の緩衝栄養素溶液中の７００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩ビーズで栽培したフサザキズイセンの写真である。
【図４（Ｂ）】対照の植物根（左）が、インドキシルグリコピラノシドで処理した球根（右）よりも、容積が少ないことを示す写真である。
【図４（Ｃ）】５つの球根の密集栽培が、既知量の緩衝栄養素をケイ酸塩支持培地に流すことにより可能であることを示す画像である。
【図５】ある実施形態による３００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩マイクロビーズでの品種「Ｎｉｎｓｅｉ」の写真である。
【図６】ある実施形態による種々の調合物を葉面適用した後のダイコン根の成長速度を示すグラフである。
【図７】５００μＭのメチル−α−Ｄ−マンノピラノシド（ＭｅＭ）で処理した後のダイコン新芽（右）を、栄養対照（左）と比較した写真である。
【図８】ある実施形態による調合物に浸漬した後のダイコン新芽の成長速度を示すグラフである。
【図９】ある実施形態による調合物を葉面処理した後のダイコン新芽の成長速度を示すグラフである。
【図１０】１０μＭのｐ−アミノ−フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド（ＡＰＭ）で処理した後のダイコン新芽（右）を、栄養対照（左）と比較した写真である。
【図１１Ａ】マイクロビーズから屈折する光の模式図である。
【図１１Ｂ】マイクロビーズから屈折する光の模式図である。
【図１２】偏光フィルターを通して示されているμＢｅａｄ層の上部のオーラの写真である。
【図１３】グルコースの競合的置換のレクチンサイクルの図である。
【図１４】ある実施形態による基材に埋め込まれたマイクロビーズの図である。
【図１５】ある実施形態による、マイクロビーズの層が上部周縁部に接着されている植物用プラスチック平箱の写真である。
【図１６】ある実施形態による、マイクロビーズの層が上部周縁部に接着されている施釉セラミックプランターの写真である。
【図１７】ある実施形態による、マイクロビーズが基礎構造材料の一部分に付着している温室用ポリエチレン薄膜の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書で開示された方法及び調合物は、光合成生産性を増強するためのものであり、更に光安全化剤（光緩和剤）で植物を処理するためのものである。光合成効率の増強は、ケイ酸塩等の１つ又は複数の光反射及び／又は屈折部材を、植物下方の表面に、苗条に適用することにより、又は光が葉面に向かって屈折及び反射するように部材を配置して植物を栽培することにより達成される。光飽和事象に伴い、一般的には１つ又は複数のグリコピラノシドを調合することにより達成される連続的植物成長増強のための、光安全化剤による事前処理が開示される。好ましくは、調合物は、そうでなければ光呼吸又は光阻害がもたらされることになる光飽和の環境ストレス下での光合成を改善する光安全化剤として湿潤固体培地を適用することにより、乾燥又は液体形態で植物に直接的に適用することができる。
【００２６】
具体的には、光安全化剤調合物は、一般的に、グリコピラノシド及び合成前駆体成分を植物に提供して成長を増強する。こうした成分には、これらに限定されないが、以下のものが含まれ得る：例えば、アミノフェニルマンノ−ピラノシド、アミノフェニルキシロシド、アミノフェニルフルクトフラノシド、グリコピラノシルグリコピラノシド、テトラアセチルマンノピラノース等の種々の好ましい置換グリコピラノシド；及びインドールカルボキシラート、インドキシルアセチルグリコピラノシド、イサチン、イサタン、イサトキシム、インジルビン、及びニトロベンズアルデヒドインドゲニド等の化合物を適用して光安全化することにより植物成長を刺激することができるインドキシルグリコピラノシド。
【００２７】
ある実施形態によると、植物を処理し、植物成長を結果的に増強するための方法は、グリコピラノシド、好ましくはα−Ｄ−グリコピラノシド、最も好ましくはアリール−α−Ｄ−グリコピラノシド；並びにそれらの塩及び誘導体及び組み合わせからなる群から選択される有効量の１つ又は複数の化合物を植物に適用するステップを含む。この処理は、ケイ素系基材等の１つ又は複数の光反射及び／又は屈折部材が存在する場合に生じる可能性のある光飽和が生じた際に最も有効である。有効量は、好ましくは、植物成長を増強する量であり、好ましくは、約０．１ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍである。１つ又は複数の非常に好ましいアリール化合物は、４−アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド等の電子供与体アリールグリコピラノシドを含んでいてもよく、有効量は、好ましくは、約０．０１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの濃度の量のアミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシドを含む。それに加えて又はその代わりに、これら化合物の１つ又は複数は、アミノフェニル−α−Ｄ−キシロシド等の供与性アリール−ペントシド、それらの誘導体、異性体、及び塩を同じ量で含んでいてもよい。
【００２８】
本方法は、ケイ酸塩及びシロキサン等のケイ素系化合物等の１つ又は複数の光反射及び／又は屈折部材の存在下で植物を栽培又は成長させるステップを更に含んでいてもよい。好ましくは、ケイ素系化合物は、土地表面、基材、又は葉を１つ又は複数のビーズ層でコーティングするのに十分なケイ酸塩マイクロビーズの形態の酸化物及びケイ酸塩を含む。地面を覆うものとして、ケイ酸塩マイクロビーズの層は、深さが０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよく、ケイ酸塩で植物を栽培する場合には、植物は、およそ２〜２．５グラム／ｃｃの至適密度でマイクロビーズを詰めた苗床又は容器に種蒔又は種苗してもよい。ケイ素系化合物の１つ又は複数は、好ましくは、緑色植物の根を浸漬するのに十分な量の、例えば直径１ｍｍのホウケイ酸塩マイクロビーズ等の栄養素湿潤水耕用支持培地を含む。他のものは、好ましくは、０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍの量のＳｉ−キレクタント（chelactant）又はＳｉキレート剤を含む。更に他のものは、好ましくは、１ｐｐｍ〜０．３％の量のシロキサンを含む。
【００２９】
ある実施形態によると、植物成長を光安全化増強するための１つの植物処理用調合物は、インドキシルグリコピラノシド等のグリコピラノシド、それらの塩及び誘導体及び組み合わせの群から選択される１つ又は複数の化合物を含み、上記インドキシルグリコピラノシドの１つ又は複数は、インドキシルマンヌロニド（indoxyl mannuronide）、インドキシルマンノピラノシド、インドキシル（アシル）nグリコピラノシド、並びにそれらの異性体及び塩からなる群から選択されてもよい。インドキシル（アシル）nグリコピラノシドは、インドキシル−アセチル−マンノピラノシド等の、ｎ＝１〜４のインドキシル（アセチル）nグリコピラノシドを含んでいてもよい。また、調合物は、１つ又は複数の界面活性剤及び／又はケイ酸塩等の１つ又は複数のケイ素系化合物を含んでいてもよい。
【００３０】
ある実施形態によると、植物成長の光安全化増強用の１つの植物処理用調合物は、以下の群から選択される１つ又は複数の化合物を含む：マンノース；α−Ｄ−マンノース；マンノース硫酸、マンノースリン酸を含むマンノシド等のグリコピラノシド、及びそれらの塩（例えば、カリウム塩及びアンモニウム塩）；α−Ｄ−トリマンノシド、α１−３、α１−６−マンノトリオース；マンノースアルコール、マンニトール；及びマンヌロナート；及びそれらの混合物を含む、マンノース末端リガンドを有する複雑なグリカン（複雑なグリカンは、０．１〜１０ｐｐｍの範囲で最も高い効力を示す）；最も好ましくはＥＤＴＡのジアンモニウム塩又はジナトリウム塩としての、最も好ましくはジナトリウム−ＥＤＴＡとしての１〜６ｐｐｍのＭｎ+2及びジアンモニウム−ＥＤＴＡとしての５〜２０ｐｐｍのＣａ+2としての、好ましくはキレート化された０．５〜１２ｐｐｍのＭｎ+2及び１〜５０ｐｐｍＣａ+2で補完された植物処理用のマンノシド系；メタノール等の有機溶媒に事前に溶解され、その後、０．５〜１２ｐｐｍのＭｎ+2及び１〜５０ｐｐｍのＣａ+2を含有する調合物中のペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノースが１〜１０００ｐｐｍになるように水で希釈したペンタアセチル−α−Ｄ−マンノピラノースのマンノシド系；事前にメタノールに溶解され、その後２価カチオン、０．５〜１２ｐｐｍのＭｎ+2及び１〜５０ｐｐｍのＣａ+2の存在下で水溶液に希釈された、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、好ましくは８ｐｐｍ〜８０ｐｐｍの範囲のペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノース；メチル−α−Ｄ−マンノシド（αＭｅＭ）；エチル−α−Ｄ−マンノシド（αＥｔＭ）；ポリ−アルキル−α−Ｄ−マンノシド；テトラ−アルキル−α−Ｄ−マンノシド；テトラ−メチル−α−Ｄ−マンノシド、テトラ−エチル−α−Ｄ−マンノシド；テトラ−プロピル−α−Ｄ−マンノシド；ポリ−Ｏ−アシル−Ｄ−マンノピラノース；ペンタ−アシル−α−Ｄ−マンノピラノース；ポリ−Ｏ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース；ペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノース、アリール−α−Ｄ−マンノシド、インドキシル−α−Ｄ−マンノピラノシド、メチル−α−Ｄ−マンノシド（αＭｅＭ）；エチル−α−Ｄ−マンノシド（αＥｔＭ）；プロピル−α−Ｄ−マンノシド（αＰＭ）；アリール−、アルキル−、及び／又はアリール−ポリマンノシド；αＭｅＭ又はαＥｔＭが３ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、好ましくは２０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍの範囲のインドキシル−α−Ｄ−トリマンノピラノシド；２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、最も好ましくは８０ｐｐｍ〜８００ｐｐｍの範囲のアリール−α−Ｄ−マンノシド；インドキシル−α−Ｄ−マンノシド；１５０ｐｐｍ〜８００ｐｐｍ、好ましくは３００ｐｐｍ〜６００ｐｐｍの範囲の混合アルファ及びベータアノマーであるテトラ−Ｏ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース；及びメタノールに事前に溶解され、その後、２価カチオン、０．５〜１２ｐｐｍのＭｎ+2及び１〜５０ｐｐｍのＣａ+2の存在下で水溶液に希釈された、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ；好ましくは８ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲のペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノース。
【００３１】
ある実施形態によると、植物成長を増強するための調合物で植物を処理することにより、タンパク質の量が約０．０００１ｐｐｍ〜２０％で、グリカンがｎ＝１〜３である、１つ又は複数の対応する（グリコピラノシル）n−グリコピラノシル−タンパク質又は（グリコピラノシル）n−タンパク質の内因性産生がもたらされる。
【００３２】
ある実施形態によると、植物を処理するための及び／又は植物成長を増強するための別の好適な調合物は、以下のものを含む：環式アルキルグリコピラノシド；環式アルキルグリコシドの塩及び誘導体；環式アシルグルコシド；環式アシルグリコピラノシドの塩及び誘導体；及びそれらの組み合わせ；例えば、１つ又は複数のメチルグリコピラノシド；メチルグリコピラノシドの塩及び誘導体及びそれらの組み合わせ；及び／又は１つ又は複数のポリアセチルグリコピラノース；ポリアセチルグリコピラノースの塩及び誘導体及びそれらの組み合わせ；及び最も好ましくは１つ又は複数の混合ポリアセチルマンノピラノース；ポリアセチルマンノピラノースの塩及び誘導体及びそれらの組み合わせ；及びペンタアセチルマンノピラノース。
【００３３】
ある実施形態によると、ケイ酸塩マイクロビーズは、視覚的に識別可能な応答を観察するために根から取り除くことができる、便利で適用可能な機械的水耕用支持体として導入される。ケイ酸塩マイクロビーズは、光を屈折させて、光を効果的に葉面に再分布させる（再配分させる）。ケイ酸塩から製造されたマイクロビーズは、ガラスのような澄んだ透明性を有しており、比較的一貫した支持培地を提供し、オートクレーブして滅菌可能であり、洗浄して再使用することができ、便利には根系を損傷させずに根から取り除くことができる。
【００３４】
ある実施形態によると、植物を処理するための及び植物を光安全化するための方法は、好ましいポリアシル−Ｄ−グリコピラノース；上記ポリアシル−Ｄ−グリコピラノースの塩及び誘導体（例えば、アセチル）；並びにそれらの混合物及び組み合わせからなるグリコピラノシド群から選択される有効量の１つ又は複数の化合物を適用するステップを含む。この場合、有効量は、好ましくは、１ｐｐｍ〜８０，０００ｐｐｍである。
【００３５】
ある実施形態によると、ポリアシル−Ｄ−グリコピラノース、並びに上記アシル−Ｄ−グリコピラノースの塩及び誘導体（例えば、アセチル）からなるグリコピラノシド群から選択される１つ又は複数の化合物を化学合成するための方法。
【００３６】
ある実施形態によると、植物を処理又は光安全化するための方法は、トリマンノース（例えば、０．５ｐｐｍ）、メチル−アルファ−Ｄ−マンノシド（例えば、５ｐｐｍ、及び／又はマンノースペンタアセタート、例えば、５０ｐｐｍ）の１つ又は複数を有効量で適用するステップを含む。
【００３７】
いかなる理論にも束縛されないが、本発明者は、特定のグリコピラノシル及び（グリコピラノシル）n−グリコピラノシルと糖タンパク質との結合は、ある糖の置換と競合していると考える。グルコース等の置換された糖は、細胞内糖含有量の減少時に、レクチン等のある細胞内糖タンパク質貯蔵構造から放出される。植物は、ストレス下にあると、特に光飽和というストレスに曝されると、糖が枯渇する。貯蔵からのグルコースの置換は、糖を放出してストレスによる喪失を部分的に補って、それにより植物を効果的に光安全化する機序である。
【００３８】
本明細書で開示された調合物は、使用する調合物の性質及び所望の結果に応じて、葉、苗条、根、茎、花、種子、及び／又は果実を含む植物のあらゆる部分に、個々に又は組み合わせて適用することができる。調合物は、葉面散布、ミスチング、霧散布、側方施肥、液浸、スプレンチング（sprenching）（スプレー−ドレンチング）、葉湿潤、及び根ドレンチング等の、従来の適用技術を使用して植物に適用することができる。これらのうち、苗条吸収及び根取込が好ましい方法である。成熟しつつある又は成熟した植物は、種子発生の前及び発生中の任意の時点で処理してもよい。果実が実る植物は、芽又は果物形成の開始前に処理してもよく、又は開始後に処理してもよい。果実が実る植物は、果実が実る前及び実った後の両方で処理してもよく、最大糖含有量が望まれる２４〜４８時間以内に適用することが好ましい。成長の向上は、特にケイ酸塩マイクロビーズにより屈折した光に起因する可能性がある光飽和に応じて、１つ又は複数のグリコピラノシドの外因的適用の結果として生じる。
【００３９】
別様に定義されていない限り、本明細書で使用されている技術用語及び科学用語は全て、当技術分野における従来の意味を有する。本明細書で使用される場合、以下の用語は、以下のような意味を有する。
【００４０】
「成長を増強する」又は「成長の増強」は、植物の成長率を促進、増加、及び／若しくは向上させること、並びに／又は植物のサイズ増加を増加及び／若しくは促進することを指す。本明細書で開示された実施形態の組成物及び方法が植物の成長を増強する機序に関しては、いかなる特定の理論に束縛されることは望まないが、ケイ酸塩マイクロビーズ等のケイ素系化合物等の光反射及び／又は屈折部材が日光を屈折させると、光反射及び／又は屈折部材からの光がない対照と比べて、葉を照らす光の量が著しく増加し、より高い光合成効率が可能になる。しかしながら、飽和光条件下では、幾つかの植物種で光呼吸及び光阻害も増加する場合があり、グリコピラノシドの外因的導入は、人為的に高められた太陽光強度に耐える生物の能力を増大させる。そのような場合、方向転換された光の下での光合成的に効率的な成長が可能になり、それにより植物成長の増強に結び付く。
【００４１】
「光安全化剤」は、環境条件又は外因的条件の負の効果から植物を防御するために適用することができる、好ましくは栄養素としての、本明細書で開示された実施形態の化合物を指す。本明細書で開示された実施形態では、光安全化は、最も好ましくは、他の安全化剤の効果を排除せずに、光飽和の負の効果からの安全化である。例えば、光阻害及び光呼吸等の効果は、光飽和環境下で栽培されている植物の成長及び生殖に負の影響を及ぼす場合があるが、光安全化剤で処理すると、昼間萎凋を特徴とする光合成産物消費の可能性の減少又は排除が観察される場合がある。
【００４２】
「植物」は、光合成により糖を産生するあらゆる生命形態を指す。この植物プロセスは、必ずしも下記のものに限定されないが、原核細胞、真核生物、細菌、藻類、地衣類、地中植物、及び真菌を含む下等生命形態；並びに被子植物及び裸子植物等の維管束植物を含む高等生命形態を含む。本明細書で開示された実施形態の方法及び調合物は、これらに限定されないが、水耕、農業、園芸、海洋栽培、養殖、水栽培、藻栽培、草花、及び育林適用を含む多数の適用に有利である。本明細書で開示された実施形態の方法及び調合物（製剤）は、限定ではないが、温室、苗床、造園、床敷き、条植え作物、畑、潅漑の、非潅漑の、家庭菜園、幾何学的配置庭園、公共アリーナ、芝地、競走場、樽式、バッチ式、連続式、発酵槽、低温層、固定化された、微細繁殖、分裂組織、実験室用、パイロット用、及び大規模の栽培、並びに類似の植物農地を含む多数の屋外及び屋内適用に有利である。
【００４３】
「界面活性剤」は、界面を活性させる作用剤、つまり、多くの場合は水の表面張力を低減することにより、表面の性質を改変する作用剤を指す。界面活性剤は、湿潤剤、展着剤、分散剤、乳化剤、又は浸透剤として作用する。典型的な種類には、陽イオン性、陰イオン性（例えば、アルキル硫酸塩）、非イオン性（例えば、ポリエチレンオキシド）、及び両性が含まれる。他の例は、石鹸、アルコール、ブロックコポリマー、及びポリシロキサンである。
【００４４】
「ケイ素系化合物」は、ケイ酸塩、及びナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩等のそれらの塩等の、以下ではＳｉと呼ばれるケイ素を含有する化合物を指す。ケイ酸塩には、ホウケイ酸塩、ソーダ石灰ケイ酸塩が含まれ、例えば、ガラス、クリスタル、大理石、ビーズ、マイクロビーズ、マイクロバルーン、球状及び粉砕ガラスの形態である。ケイ酸塩マイクロビーズは、球状であり、多くの場合はミクロン「μｍ」の範囲である公称最頻直径「ｎｍｄ、ｎｏｍｉｎａｌ  ｍｏｄａｌ  ｄｉａｍｅｔｅｒ」（米国シーブレンジ（ＵＳ  Ｓｉｅｖｅ  ｒａｎｇｅ））に従って大きさが分類される。
【００４５】
溶液又は溶媒に関して、「水性」は、主に水、通常は２５％を超える水を含む溶液系又は溶媒系を指し、ある状況では本質的に純粋な水であってもよい。例えば、水性の溶液又は溶媒は、蒸留水、水道水、潅漑用水、又は井戸水等であってもよい。しかしながら、水性の溶液又は溶媒は、ｐＨ緩衝剤、ｐＨ調整剤、有機及び無機塩、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、及びプロパノール）、糖、アミノ酸、又は界面活性剤等の物質がそれらに組み込まれている水を含んでいてもよい。また、水性の溶液又は溶媒は、水と少量の１つ又は複数の共溶媒との混合物であってもよく、共溶媒には、それらと混和性であるか又はそれらとエマルジョンを形成することができる農業経済的に好適な有機共溶媒が含まれる。農業経済的に好適な有機溶媒には、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、リモネン、パラフィン油、シラン、エステル、エーテル、及び乳化剤が含まれる。
【００４６】
「糖タンパク質」は、結合糖部分を有するあらゆるタンパク質を指す。それにより、糖タンパク質は、ある糖を貯蔵し、構造的に関連する置換糖と競合的に結合することができる。非常に好ましい糖タンパク質は、糖の置換及び放出を可能にし、例えばレクチンである。更に、レクチンは、例えば、フィトヘムアグルチニン、ヘムアグルチニン、及びアグルチニンと呼ばれる場合もあり、コンカナバリンは、豆のタンパク質含有量の最大２０％の量で見出される糖タンパク質の具体的な例である。糖タンパク質は、グリコピラノシル−糖タンパク質、ポリサッカライド−グリコピラノシル−糖タンパク質、及び置換グリコピラノシル−糖タンパク質で構成されており、糖部分は、四量体の結合部位を競合する場合がある。１対の糖タンパク質四量体は、複数のグリコピラノシルが複合体に結合している場合がある。好ましい糖タンパク質には、それらのグリコピラノシル結合部位にマンガン及びカルシウムが組み込まれており、したがって、可溶性マンガン及びカルシウムは、グリコピラノシドを含む調合物に必要とされる。
【００４７】
「再分布された光」は、好ましくは、主光源（天然か又は人工かに関わらず）から屈折又は反射（反映）された光合成有効放射としての光を含む。
【００４８】
「パーセント」は、別様の指定がない限り、重量パーセントである。
【００４９】
「ｐｐｍ」は、重量百万分率を指す。
【００５０】
「ｃｃ」は、容積の立方センチメートルを指し、１ミリリットル、ｍｌと同じである。
【００５１】
「Ｍ」はモル濃度を指し、「ｍＭ」はミリモル濃度を指し、「μＭ」はマイクロモル濃度を指す。
【００５２】
本明細書で開示された実施形態の調合物を使用して活性があり得る好適なグリコピラノシドには、必ずしもこれらに限定されないが、以下のものが含まれる：アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；テトラ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース；テトラ−メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；４−アミノフェニル−インドキシル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ジメチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ジアセチル−Ｄ−マンノピラノース；トリメチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；トリアセチル−Ｄ−マンノピラノース；ペンタ−メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノース；メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；アセチル−Ｄ−マンノピラノース；２，３，４，６−テトラ−Ｏ−ベンジル−α−Ｄ−グリコピラノシド；２，３，４，６−テトラ−Ｏ−ベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；パラ−アミノベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；パラ−ニトロベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；パラ−アセトアミドベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；１，４−ビス（α−Ｄ−マンノピラノシルオキシメチル）ベンゼン；パラ−メトキシカルボニルベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ベンジリデン−Ｄ−マンノース；（ベンジリデン）メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；Ｎ6−ベンジルアデノシル−α−Ｄ−マンノピラノシド；キネチン−α−Ｄマンノピラノシド；インドキシル−α−Ｄ−グルコピラノシド；インドキシル−α−Ｄ−マンノピラノシド；インドール−酢酸−α−Ｄ−マンノピラノシド；ナフチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；サリシン；エスクリン；４−メチルウンベリフェリル−グリコピラノシド；４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−マンノピラノシド；芳香族ビスマンノピラノシド；ベンジル−３，６−ジ−Ｏ−（α−Ｄ−マンノピラノシル）−α−Ｄ−マンノピラノシド；２−（ヒドロキシメチル）フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；並びにこれらに限定されないが、以下のものを含むα−Ｄ−グリコシド：インドキシルグリコピラノシド；インドキシルマンノピラノシド；インドキシルガラクトピラノシド；インドキシルグルコピラノシド；インドキシルエリスロピラノシド；インドキシルトレオピラノシド；インドキシルリボピラノシド；インドキシルアラビノシド；インドキシルキシロシド；インドキシルリキソシド；インドキシルアロシド；インドキシルアルトロシド；インドキシルグロシド；インドキシルイドシド；インドキシルタロシド；インドキシルエリトルロシド；インドキシルリブロシド；インドキシルキシルロシド；インドキシルプシコシド；インドキシルフルクトシド；インドキシルソルボシド；インドキシルタガトシド；ｎ＝１〜４のインドリル（アセチル）nグリコシド；インドリル（アセチル）nグルコシド；インドリル（アセチル）nガラクトシド；インドリル（アセチル）nエリスロシド；インドリル（アセチル）nトレオシド；インドリル（アセチル）nリボシド；インドリル（アセチル）nアラビノシド；インドリル（アセチル）nキシロシド；インドリル（アセチル）nリキソシド；インドリル（アセチル）nアロシド；インドリル（アセチル）nアルトロシド��インドリル（アセチル）nマンノシド；インドリル（アセチル）nグロシド；インドリル（アセチル）nイドシド；インドリル（アセチル）nタロシド；インドリル（アセチル）nエリトルロシド；インドリル（アセチル）nリブロシド；インドリル（アセチル）nキシルロシド；インドリル（アセチル）nプシコシド；インドリル（アセチル）nフルクトシド；インドリル（アセチル）nソルボシド；インドリル（アセチル）nタガトシド；並びにアリール基が結合した、グリセルアルデヒド等のアルドース；アリール基、アシル基、又はアルキル基が結合したエリトロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース；及びＤ−アラビノ−ヘキソピラノシド；並びにアリール基、アシル基、又はアルキル基が結合した、ジヒドロキシアセトン、エリトルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、フラノース、ピラノース、グルコピラノース、フルクトフラノース、β−Ｄ−フルクトフラノシド、フルクトピラノース、キシロピラノース、及びそれらの誘導体、例えばグリクロニド、グリコサミン等のケトース；並びにアリール基、アシル基、又はアルキル基が結合した２−アセトアミド−２−デオキシ−α−Ｄ−グリコピラノース；ソホロース；２−Ｏ−α−Ｄ−マンノピラノシル−Ｄ−マンノース；α−Ｄ−マンノース硫酸；α−Ｄ−マンノースリン酸；α−Ｄ−ヘキソース硫酸；及びα−Ｄ−ヘキソースリン酸；並びにジサッカライド、オリゴサッカライド、ポリサッカライド、フルクトフラノース、β−Ｄ−フルクトフラノシド、Ｄ−アラビノ−ヘキソピラノシド、２−Ｏ−α−Ｄ−マンノピラノシル−Ｄ−マンノース、ソホロース、スクロース、及びマルトース等のグリコピラノシルグリコピラノシド；並びに２−アセトアミド−２−デオキシ−α−Ｄ−グリコピラノース、α−Ｄ−マンノース硫酸、α−Ｄ−マンノースリン酸；α−Ｄ−ヘキソース硫酸；及びα−Ｄ−ヘキソースリン酸等の他の置換ヘキソース；並びに任意の結合電子供与性アリール異性体、その代謝産物、塩、水和物、エステル、アミン、界面活性剤結合誘導体、及び他の好適な生物学的又は化学的に等価な誘導体及び組み合わせ、及びそれらの誘導体。
【００５３】
上記では、ｎの値は、１〜４である。
【００５４】
本明細書で開示された実施形態の調合物を使用したグリコピラノシドの外部適用から内因的に生じ得る好適な糖タンパク質には、以下のグリコシドがグリコピラノシルとして結合した適切な糖タンパク質が含まれるが、必ずしもそれらに限定されるわけではない：アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；テトラ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース；テトラ−メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；４−アミノフェニル−インドキシル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ジメチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ジアセチル−Ｄ−マンノピラノース；トリメチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；トリアセチル−Ｄ−マンノピラノース；ペンタ−メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノース；メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；アセチル−Ｄ−マンノピラノース；２，３，４，６−テトラ−Ｏ−ベンジル−α−Ｄ−グリコピラノシド；２，３，４，６−テトラ−Ｏ−ベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；パラ−アミノベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；パラ−ニトロベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；パラ−アセトアミドベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；１，４−ビス（α−Ｄ−マンノピラノシルオキシメチル）ベンゼン；パラ−メトキシカルボニルベンジル−α−Ｄ−マンノピラノシド；ベンジリデン−Ｄ−マンノース；（ベンジリデン）メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；Ｎ6−ベンジルアデノシル−α−Ｄ−マンノピラノシド；キネチン−α−Ｄ−マンノピラノシド；インドキシル−α−Ｄ−グルコピラノシド；インドキシル−α−Ｄ−マンノピラノシド；インドール−酢酸−α−Ｄ−マンノピラノシド；ナフチル−α−Ｄ−マンノピラノシド；サリシン；エスクリン；４−メチルウンベリフェリル−グリコピラノシド；４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−マンノピラノシド；芳香族ビスマンノピラノシド；ベンジル−３，６−ジ−Ｏ−（α−Ｄ−マンノピラノシル）−α−Ｄ−マンノピラノシド；２−（ヒドロキシメチル）フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；並びにこれらに限定されないが、以下のものを含むα−Ｄ−グリコシド：インドキシルグリコピラノシド；インドキシルマンノピラノシド；インドキシルガラクトピラノシド；インドキシルグルコピラノシド；インドキシルエリスロピラノシド；インドキシルトレオピラノシド；インドキシルリボピラノシド；インドキシルアラビノシド；インドキシルキシロシド；インドキシルリキソシド；インドキシルアロシド；インドキシルアルトロシド；インドキシルグロシド；インドキシルイドシド；インドキシルタロシド；インドキシルエリトルロシド；インドキシルリブロシド；インドキシルキシルロシド；インドキシルプシコシド；インドキシルフルクトシド；インドキシルソルボシド；インドキシルタガトシド；ｎ＝１〜４のインドリル（アセチル）nグリコシド；インドリル（アセチル）nグルコシド；インドリル（アセチル）nガラクトシド；インドリル（アセチル）nエリスロシド；インドリル（アセチル）nトレオシド；インドリル（アセチル）nリボシド；インドリル（アセチル）nアラビノシド；インドリル（アセチル）nキシロシド；インド��ル（アセチル）nリキソシド；インドリル（アセチル）nアロシド；インドリル（アセチル）nアルトロシド；インドリル（アセチル）nマンノシド；インドリル（アセチル）nグロシド；インドリル（アセチル）nイドシド；インドリル（アセチル）nタロシド；インドリル（アセチル）nエリトルロシド；インドリル（アセチル）nリブロシド；インドリル（アセチル）nキシルロシド；インドリル（アセチル）nプシコシド；インドリル（アセチル）nフルクトシド；インドリル（アセチル）nソルボシド；インドリル（アセチル）nタガトシド；並びにアリール基が結合した、グリセルアルデヒド等のアルドース；アリール基、アシル基、又はアルキル基が結合したエリトロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、及びタロース；並びにアリール基、アシル基、又はアルキル基が結合した、ジヒドロキシアセトン、エリトルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、フラノース、ピラノース、グルコピラノース、フルクトフラノース、キシロピラノース、及びそれらの誘導体、例えばグリクロニド、グリコサミン等のケトース；並びにアリール基、アシル基、又はアルキル基が結合した、２−アセトアミド−２−デオキシ−α−Ｄ−グリコピラノース、α−Ｄ−マンノース硫酸、α−Ｄ−マンノースリン酸；α−Ｄ−ヘキソース硫酸；及びα−Ｄ−ヘキソースリン酸；並びにアリール基、アシル基、又はアルキル基が結合した、Ｄ−アラビノ−ヘキソピラノシド等のグリコピラノシルグリコピラノシド；フルクトフラノース、β−Ｄ−フルクトフラノシド、ソホロース、スクロース、マルトース、及び２−Ｏ−α−Ｄ−マンノピラノシル−Ｄ−マンノース、ジサッカライド、（グリコピラノシル）n−グリコピラノシルオリゴサッカリド、及びポリサッカライド；並びに任意の結合電子供与性アリール異性体、それらの代謝産物、塩、水和物、エステル、アミン、界面活性剤結合誘導体、及び他の好適な生物学的又は化学的に等価な誘導体及び組み合わせ、及びそれらの誘導体。上記では、ｎの値は、１〜４である。
【００５５】
本明細書で開示された実施形態の光反射及び／又は屈折部材は、好ましくは、必ずしも以下のものに限定されないが、ホウケイ酸塩、ソーダ石灰、有鉛ガラス、石英ガラス、石英、ガラス球、ガラスマイクロビーズ、プラスチックマイクロビーズ、金属マイクロビーズ、マイクロミラー、マイクロバルーンを含む形態のケイ酸塩、ガラス、又はキレート化ケイ素塩の１つ又は複数を含むケイ素系成分を含む。光反射及び／又は屈折部材は、ビーズ、ロッド、破片、粒子、粉砕ガラス、シート等を含むが、それらに限定されない種々の形態であってもよい。
【００５６】
ケイ酸塩マイクロビーズは、直径の小さな研磨球体であり、直径４５μｍ以上１０ミリメートル（ｍｍ）以下の範囲のサイズが市販されており、商業的に製造されるソーダ石灰又はホウケイ酸塩から得ることができる。マイクロビーズは、微視的には大理石と類似している。サイズを揃えた（ふるいわけした）マイクロビーズは、バルクで入手可能であり、シリカ含量が高く、湿潤、風化、及び腐食に耐性である。
【００５７】
本明細書で開示された調合物は、事実上、糖を合成するあらゆる種の生命体に適用することができる。そのような生物には、上述のように、食料、燃料、繊維、花卉、医薬品、栄養補給食品、植物園、種子、及び構造材料の供給源であり得る無数の農業用及び観賞用植物が含まれる。増強された植物により提供されるサービスには、バイオレメディエーション、炭素隔離、天然産物合成、及び美的感覚が含まれる。更に、本方法及び調合物から利益を得ることができる植物及びそれらの変種には、特許が付与されている否かに関わらず、以下のものが含まれるが、それらに限定されない：ハイブリッド、キメラ、トランスジェニック、交雑、突然変異を含む、遺伝子組換えされているもの、及び組換えＤＮＡ又はＲＮＡを含むか、又はそうでなければ自己ＤＮＡ又はＲＮＡが修飾又は導入されている植物。このような列挙は、例示であることが意図されており、排他的ではないことが意図されている。本明細書で開示された組成物及び方法の適用から利益を得ることができる他の植物は、当業者であれば、容易に決定することができる。
【００５８】
本明細書で開示された方法及び組成物は、若年植物及び成熟植物、並びに挿穂、芽茎、球根、根茎、コロニー、単細胞懸濁液、微細繁殖組織、分裂組織、カルス、プロトコルム、根、苗条、花、茎、及び種子の成長を増強するために使用することができる。しかしながら、一般的に、維管束植物に適用する場合、植物は、少なくとも発芽子葉、すなわち「子葉」を含むことが望ましい。また、発芽子葉は、それらが発育すると、糖タンパク質含有量が子葉重量の２５％にも達する場合があることが、ある程度示されるため、根に適用することが好ましい。一般的に、多くの糖は、根から苗条に輸送されるため、根及び苗条を処理してもよい。
【００５９】
本明細書で開示された実施形態は、植物を処理するための、植物の貯蔵からグルコースを置換するための１つ又は複数のグリコピラノシドの量を増加させるための、植物の成長を増強するための、及び前述のあるグリコピラノシドを化学的に製造するための方法を提供する。そのような方法は、典型的には、必要とされる元素成分、カルシウム及びマンガンを適用すること；好ましいα−Ｄ−グリコピラノシド成分を適用することを含み、それが、ケイ素系成分等の光反射及び／又は屈折部材に植物を曝すことによる屈折又は反射（反映）によりもたらされる飽和光と併用されることを含む。アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドが使用可能である場合、そのような方法は、好ましくは、電子供与性α−Ｄ−グリコピラノシドを適用することを含む。
【００６０】
Ａ．アリール−α−Ｄ−グリコピラノシド
ベンジルアデニン−α−Ｄグリコピラノシド等のアリール−α−Ｄ−グリコピラノシドは、植物一般に適用することができる化合物である。本明細書で開示された実施形態の方法、組成物、及びシステムによると、好ましくは、ケイ素系成分等の光反射及び／又は屈折部材の存在下における光飽和に伴って、アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドを提供することにより、収穫量を効果的に及び一貫して増強することができる。アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドは、効力応答性を増加させるために、本明細書で開示された方法及び組成物に従って、例えばケイ素系成分からの光屈折による光飽和に伴って植物に適用してもよい。この好ましい例では、本方法及び調合物に使用されるインドキシルグリコピラノシドは、市販されており、公知の方法により合成することもできる。
【００６１】
非常に好ましいインドキシルマンノピラノシド等の、任意の数のインドール−グリコシド化合物を、本明細書で開示された方法及び調合物に使用することができ、それらには、上記で特に列挙されたもの、並びにそれらの代謝産物、及び全ての塩、水和物、エステル、アミン、界面活性剤結合誘導体、及び他の生物学的又は化学的に等価な誘導体、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されない。一般的に、適用される乾燥重量対乾燥重量植物の比は、およそ１：１０００〜１：１０9である。
【００６２】
Ｂ．ケイ素系成分
本明細書で開示された実施形態のケイ素系成分は、任意のケイ酸塩化合物を含む。ケイ素系成分は、好ましくは、グリコピラノシドの調合物と共に使用される。ケイ素系成分の具体的な例には、これらに限定されないが、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、及びソーダ石灰ケイ酸塩が含まれ、ガラスの形態のケイ酸塩には、粉砕ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸塩、ソーダ石灰ガラス、有鉛ガラス、及びそれらの化学的に等価な誘導体、及びそれらの組み合わせが含まれる。ケイ酸塩は、ガラス、石英、砂、土、及び土壌を含む種々の形態で存在しており、ケイ酸塩マイクロビーズは、球状、ミクロスフェア状、大理石状、円盤状、マイクロバルーン状、砂状、及び粉砕ガラス状の形態で入手可能である。マイクロビーズは、染色されていてもよく、有色であってもよく、コーティングされていてもよく、粘着剤、塗料、接着剤、及びペースト剤で表面に結合されていてもよい。マイクロビーズは、基材に結合又は組み込まれていなくともよい。マイクロビーズは、色素、樹脂、顔料、塗料、微生物、プロバイオティクス、遺伝子成分、細菌、酵母、元素、化合物、有機化合物、無機化合物、塩、栄養素、殺虫剤、ＵＶ遮断剤、及び反射防止化合物でコーティングされていてもよい。
【００６３】
Ｃ．適用
α−Ｄ−グリコピラノシド成分は、ケイ素系成分等の光反射及び／又は屈折部材の存在から生じる光飽和に伴って適用してもよく、又は別々に若しくは同時適用して、植物を処理するための方法において有益な結果を達成することができる。ケイ酸塩マイクロビーズ等の光反射及び／又は屈折部材の存在下における光飽和の環境条件下で植物の最適な成長を保証するために、光飽和の発生前又は発生時に光安全化剤を別々に又は同時に適用することにより、連続した生産性が保証されることになる。
【００６４】
本明細書で開示された実施形態の方法は、グリコピラノシル成分を適用すること並びに異なる供給源からの光反射及び／又は屈折部材を分布させること；又は別々に適用することを含み、植物は、まずｐＨ６以上中性以下に調整された光反射及び／又は屈折部材に浸漬され、その後α−Ｄ−グリコピラノシドが適用される。その順序は逆でもよい。成分は、上述のもの等の任意の組み合わせ又は順序で、根に及び／又は苗条に別々に適用してもよく、又は一緒に調合してその後適用してもよい。逆の順序が適用可能な場合もある。
【００６５】
成分は、固体形態で適用してもよいが、水性又は農業経済的に好適な有機溶媒又は媒体に成分を可溶化して、植物に適用するための水溶液又は有機溶液を生成すること等により、液体形態の又は懸濁液の調合物を提供することが有利であることが多い。媒体に可溶化されるα−Ｄ−グリコピラノシドの量は、選択された特定の化合物及び適用方法に依存することになる。例えば、アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドは、アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドを媒体に添加して溶解させることにより、媒体に可溶化することができる。幾つかの場合では、撹拌子撹拌、撹拌、又は更には加熱して、アセトン等の混合媒体への溶解を促進することができる。典型的には、アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドは、１エーカ当たり１〜１００ガロン、好ましくは１エーカ当たり３〜３００ガロンの割合で屋外農作物に適用する場合、組成物の０．１重量ｐｐｍ〜１０，０００重量ｐｐｍ、好ましくは重量１ｐｐｍ以上１０００重量ｐｐｍ以下の範囲のアリール−α−Ｄ−グリコピラノシド濃度を有する水溶液として適用される。
【００６６】
典型的には、ケイ素系成分から屈折した光等の、光反射及び／又は屈折部材と共にα−Ｄ−グリコピラノシドを適用することにより、植物を処理するための方法において有益性を達成する。例えば、α−Ｄ−グリコピラノシドは、例えば、６００μｍ〜１ｍｍ  ｎｍｄのケイ酸塩マイクロビーズを、トウモロコシ等の植物を発根させるための容器に詰めた光反射及び／又は屈折部材に事前に浸漬した植物に処方してもよい。更なる例として、２１０グラムの７００μｍ  ｎｍｄマイクロビーズを、１００ｃｃポットに詰める。トウモロコシを緩衝液湿潤マイクロビーズに播種したおよそ３〜１２週間後に、０．１〜３ｍＭのα−Ｄ−グリコピラノシドを、発芽トウモロコシ植物に適用する。
【００６７】
本明細書で開示された実施形態の組成物は、α−Ｄ−グリコピラノシドの水溶液から本質的になっていてもよいが、油溶性化合物を農業経済的に好適な有機溶媒に調合してもよい場合がある。例えば、高度に置換された無極性アリール−α−Ｄ−グリコピラノシドを、作物エマルジョン、ヒドロゾル、又は有機フィルム中に、適切な適用用展着剤としてパラフィン油を有するアセトン濃縮物として調合してもよい。
【００６８】
また、本明細書で開示された実施形態の組成物は、本明細書で開示された組成物の有益な効果を向上させる又は少なくとも妨害しない多種多様な農業経済的に好適な添加剤、助剤、又は他の成分及び構成要素のいずれを含んでいてもよい（以下、「添加剤」）。農業に応用される一般的に容認された添加剤は、米国環境保護庁により定期的に記載されている。例えば、葉用組成物は、活性物質の湿潤、乳化、更には分布、及び透過を促進するのに十分な量で存在する界面活性剤及び展着剤を含有していてもよい。展着剤は、典型的には、葉処理の被覆作用を提供する有機アルカン、アルケン、又はポリジメチルシロキサンである。好適な展着剤には、パラフィン油及びポリアルキレンオキシドポリジメチルシロキサンが含まれる。好適な界面活性剤には、以下のものが含まれる：陰イオン性、陽イオン性、非イオン性、及び双性イオン性界面活性剤、アミンエトキシラート、アルキルフェノールエトキシラート、リン酸エステル、ＰＥＧ、ポリマー物質、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル、アルコールエトキシラート、ソルビタン脂肪酸エステルエトキシラート、エトキシ化アルキルアミン、第四級アミン、ソルビタンエトキシラートエステル、アルキルポリサッカライド、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、トリシロキサン、キレクタント、及び混合物。好ましい界面活性剤は、ポリアルキレンオキシド、ポリアルキレングリコール、及びアルコキシル化脂肪酸である。有機シロキサン非イオン性界面活性剤Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ＋Ｐｌｕｒｏｎｉｃ混合物等の混合物が、非常に効果的であり、その使用は、本発明者らの例に示されている。好ましい市販の水性界面活性剤には、ＴＥＥＰＯＬ；ＴＷＥＥＮ；ＴＲＩＴＯＮ；ＬＡＴＲＯＮ；ＰＬＵＲＯＮＩＣ；ＴＥＴＲＯＮＩＣ；ＳＵＲＦＯＮＩＣ；ＳＹＮＰＥＲＯＮＩＣ；ＡＤＭＯＸ；及びＤＡＷＮ等が含まれる。有機溶媒調合物と組み合わせるための市販の乳化剤には、ＲＨＯＤＡＳＵＲＦ、ＴＥＲＧＩＴＯＬ、及びＴＷＥＥＮが含まれる。市販の展着剤には、パラフィン油が含まれる。シロキサンには、ＴＥＧＯＰＲＥＮ、ＰＥＬＲＯＮ、ＡＧＲＩＭＡＸ、ＤＯＷ  ＣＯＲＮＩＮＧ、Ｘ−７７、及びＳＩＬＷＥＴ等が含まれる。ドデシル硫酸ナトリウム、ホルムアミド、及び低級脂肪族アルコール等の浸透剤を使用することができる。活性成分のアルコキシル化、又はそうでなければ浸透性物質を組み込むことによる活性成分の化学的修飾は、追加の界面活性剤を用いずに調合が達成されるため、有用である。
【００６９】
マルトース及び他のピラノース成分等の大型分子では、細胞浸透に関する問題が生じる。珪藻土、カーボランダム、微細ベントナイト、粘土、細砂、又はアルミナの追加物を、本明細書で開示された実施形態の組成物に添加して、葉表面に傷を付け、浸透を支援してもよい。少量（例えば、０．０３〜０．３パーセント）の無菌珪藻土は、透過を増強する補助調合物に対する好ましい付加物である。細胞が強靱であるキャベツ等の幾つかの場合、機械的に擦ることにより又は加圧処理により、葉表面で珪藻を穏やかに動かしてもよい。マルトースは、アルファ−ＭｅＧよりも効力が低いが、ベータ−ＭｅＧよりも効力が９倍高いため、透過性だけが、活性に対する障害ではない可能性がある。
【００７０】
また、先述の添加剤に加えて、本明細書で開示された実施形態の組成物は、１つ又は複数の肥料を含んでいることが有利な場合がある。本明細書で開示された実施形態の組成物、方法、及びシステムに含めるための好適な肥料は、当業者であれば容易に決定することができるはずであり、それらには、窒素、リン、カリウム、硫黄、マグネシウム、カルシウム、鉄、亜鉛、マンガン、ホウ素、銅、モリブデン、コバルト、ニッケル、ケイ素、炭素、水素、及び酸素等の元素を含有する従来の肥料が含まれる。
【００７１】
ある実施形態によると、１つの好適な調合物は、以下の最小必須栄養素を含む：
緩衝培地中の栄養素の終濃度は以下の通りである：
微量栄養素                  二次栄養素
Ｆｅ  １ｐｐｍ              Ｃａ  ５ｐｐｍ
Ｍｎ  １ｐｐｍ              Ｓ    ２ｐｐｍ
Ｓｉ  １ｐｐｍ              Ｍｇ  ２ｐｐｍ
Ｚｎ  ０．６ｐｐｍ
Ｂ    ０．２ｐｐｍ          主要栄養素
Ｃｕ  ０．３ｐｐｍ          Ｎ  ５０〜２５０ｐｐｍ
Ｃｏ  ０．０００１ｐｐｍ    Ｐ  １０〜３０ｐｐｍ
Ｍｏ  ０．０００３ｐｐｍ    Ｋ  １０〜５０ｐｐｍ
Ｎｉ  ０．００１ｐｐｂ
【００７２】
窒素肥料（つまり、窒素を含有する植物栄養素）、特にアンモニア性窒素（すなわち、アンモニウムイオン形態の窒素）を含有する窒素肥料が、現在のところ好ましい。本明細書中に開示された方法には、硝酸塩肥料が含まれていてもよい。特に、葉吸収を必要とする場合、硝酸塩及び低ビウレット尿素肥料を使用してもよい。肥料は、根又は苗条を処理する前に、処理中に、又は処理後に、植物に供給することができる。本明細書で開示された実施形態の組成物に添加される肥料の量は、処理しようとする植物及び培地の栄養素含有量に依存することになる。典型的には、従来の肥料は、組成物の０．１重量パーセント〜２重量パーセント、好ましくは０．２重量パーセント〜１重量パーセント、より好ましくは０．４重量パーセント〜０．８重量パーセントの量で含まれている。
【００７３】
上述のように、本明細書で開示された実施形態の組成物は、従来の適用技術を使用して、植物に適用することができる。成熟しつつある又は成熟した植物は、種子発生の前及び発生中の任意の時点で処理してもよい。果実が実る植物は、芽又は果物形成の開始前に処理してもよく、又は開始後に処理してもよい。特に留意すべきは、水耕支持培地による二酸化炭素の分布及び隔離を向上させるための、アルカリ性質のソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズの新規活用である。ケイ酸塩マイクロビーズでの植物栽培は、高レベルの二酸化炭素ガスを適用すること等、酸性植物栄養素の連続通過画分を用いて適正ｐＨ環境を維持するためのシステムを開発することにより達成した。
【００７４】
組成物は、葉、果実、花、苗条、根、種子、及び茎を含む植物の位置に適用することができる。組成物は、組成物を葉に噴霧するか又は種子を組成物でコーティングすることにより、葉、種子、又は茎に適用してもよい。組成物は、苗条若しくは根に噴霧することにより、又は苗条若しくは根に振りかけることにより、又は徐放カプセル又は調合物で苗条若しくは根に側方施肥することにより、又は苗条若しくは根を組成物の浴液に浸漬することにより、又は植物が組成物と共に栽培されている土壌をドレンチングすることにより、又は植物が栽培されている土壌が組成物で飽和するように、植物の葉及び茎を噴霧ドレンチングすることにより、苗条若しくは根に適用してもよい。
【００７５】
本明細書で開示された実施形態のα−Ｄ−グリコピラノシド組成物の葉面適用（すなわち、植物の１つ又は複数の葉に組成物を適用すること）が、現在のところ好ましい。組成物は、通常、スプレーを使用して植物の葉に適用されるだろう。しかしながら、液体、泡、ゲル、及び他の調合物の浸漬、ブラッシング、ウィッキング、ミスチング、及び静電気分散等の、葉面適用の他の手段を使用することもできる。
【００７６】
葉面散布は、葉面肥料及び殺虫剤等を適用するためのもの等の、ＦＭＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社、Ｊｏｈｎ  Ｄｅｅｒｅ社、及びＶａｌｍｏｎｔ  Ｓｐｒａｙｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社（ＴＥＥＪＥＴ）等の商業的販売業者から入手可能な、市販の散布システムを使用して植物の葉に適用することができる。必要に応じて、光安全化剤は、別々のタンクの別々のノズルから迅速に相次いで植物に適用してもよい。化学的に適合する組み合わせの混合物は、植物成長の向上をもたらすための多くの適用に好ましい場合がある。葉用カルシウム及びマンガンを有する光安全化剤の葉含有量が高いと、光飽和環境で高い成長速度が維持され、植物が、良好な農法と一致する水、栄養素、暖かさ、及び高光強度に置かれた際に最も大きな応答を示す。側方施肥も適用可能である。高い効力は、１つ又は複数の選択された化合物を、１〜２４ｐｐｍのＭｎ及び１〜２５０ｐｐｍのＣａ、又は容易に代謝されるそれらの塩、有機化合物、又はキレート化合物と組み合わせて含有する組成物の葉面適用により達成される。
【００７７】
植物全体、根、又は苗条が、調合物の浴液に浸漬される実施形態では、調合物を含有する浴液に植物をある期間浸漬し、その後それを調合物から取り出すことにより、調合物を断続的に適用することが好ましい。浸漬時間は、０．１時間以上７２ｈ以下であってもよく、好ましくは０．５以上８時間以下である。
【００７８】
また、本明細書で開示された実施形態の調合物は、細胞懸濁液、カルス組織培養、及び微細繁殖培養等の植物組織に適用してもよい。そのような植物組織は、植物組織が培養されている培地に調合物を添加することにより、調合物で処理してもよい。例えば、１０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍのインドリルアセチルマンノピラノシドを、マイクロビーズに支持されたプロトコルム栄養培地に添加してもよい。
【００７９】
調合物は、根処理用の界面活性剤又は展着剤及び液体懸濁培養培地を用いずに、非常に低い濃度で調合されていてもよい。
【００８０】
本明細書で開示された実施形態の方法では、アリール−α−Ｄ−グリコピラノシド調合物は、適用方法（施用）に応じて、典型的には１エーカ当たり３ガロン〜１エーカ当たり１００ガロンの量で適用（施用）される。園芸適用の場合、調合物は、好ましくは、１エーカ当たり７５ガロン〜１エーカ当たり１００ガロンの量で適用される。一貫した比較のための基準として、本明細書で開示された実施形態の処理は、１エーカ当たり２０ガロンの従来の葉面散布地面リグ（foliar spray ground rig）容積に対して較正される。ヘリコプター又は航空機空中散布による空中適用の場合、調合物は、好ましくは、１エーカ当たり１ガロン〜１エーカ当たり１０ガロンの量で適用される。調合物は１回の適用で適用してもよく、又は光合成活性の期間により中断された複数の適用で適用してもよい。屋内園芸に向いている観賞植物及び他の繊細な苗植物は、屋外作物よりも低い濃度及びより高頻度の適用を必要とすることが多いだろう。一般的な農法では、処理前後の２日間は目的作物への農薬適用を控えることが、干渉防止のために推奨される。好適な光及び温度条件は、昼間又は夜間の任意の時間に植物を処理することにより達成することができる。通常は１５℃〜３５℃の、至適温度〜高温が、処理後に求められる場合がある。植物は、処理物の取り込みを可能にするのに十分な期間、日光又は高輝度照明に依然として照らされるべきである。通常、植物は、処理後少なくとも８時間は、昼光明期中に日光又は他の照明に依然として照らされるべきである。健全な成長を支援するのに十分な栄養素が存在すべきである。処理後の成長期間にわたって、日光又は人工照明はいずれも、高率の光合成を持続するのに十分な強度及び継続期間を有するべきである。
【００８１】
好適な照度は、最低１００ｕｍｏｌの光合成活性量と低くてもよく、直射日光は、通常、はるかにより高い照度を提供する。処理前の葉温は、至適成長に十分な程度に高く、又はそれよりも高温であるべきであり、通常は１５℃よりも高く、最大３８℃であり、乾燥帯ではより高温である。処理後の葉温は、通常、蒸散向上の結果として低下するだろう。植物を高光度ＰＡＲ照明、好ましくは直射日光に少なくとも１週間照らし、その後調合物を適用することが好ましい。本明細書で開示された実施形態による調合物は、収率増強；早期収穫；栽培期の迅速な回転；アフターマーケット；発根；分岐；花保持；果実最適化；商業的影響があり、至適成長及び品質管理に有益な１つ又は複数の結合化合物の使用を含む、特定の用途に応用することができる。上述の方法及び調合物に加えて、本明細書で開示された実施形態は、植物成長増強システムも含む。システムは、（ａ）植物の根から苗条への輸送に必要な支持を提供するある量のケイ素系成分を含有する浸漬水溶液、及び（ｂ）植物成長の増強に有効な可溶性Ｃａ及びＭｎと共に、好ましい電子供与性アリール−α−Ｄ−グリコピラノシド等のある量のグリコピラノシドを含有する水溶液を含む。
【００８２】
農作物利用の一例は、イチゴ栽培の下に設置されるプラスチックシートの長い列にガラスマイクロビーズを組み込むことである。マイクロビーズは、接着剤に塗布してプラスチックをコーティングしてもよく、又は製造中にシートに組み込んでもよい。植物の真下及び／又は植物に薄層を分布させると、葉に光が当たることになる。また、例えば、温室壁及び支持表面の基材に組み込んだマイクロビーズは、光源となるだろう。
【００８３】
ケイ酸塩ビーズ等の光反射及び／又は屈折材料は、基材に接着、埋め込み、取り付け、形成、組み込み等を行うことにより種々の基材に適用して、植物栽培に有用な光を屈折及び／又は反射することができる。一般的に、マイクロビーズ、粉砕ガラス、ガラス片、プリズム、石英砂、及び他の反射材料は、以下を含む仕様で、表面上に又は表面内に組み込まれていてもよい：公称最頻度半径（ｎｍｄ、米国シーブレンジ）１００μｍ（１００〜１７０シーブ）、２００μｍ（６０〜１２０シーブ）、３００μｍ（５０〜７０シーブ）、５００μｍ（３０〜４０シーブ）、及び７００μｍ（２０〜３０シーブ）；硬度５００ｋｇ／ｍｍ2；密度２．５ｇ／ｃｃ；ｐＨ９；ホウケイ酸塩及び／又はソーダ石灰ケイ酸塩。例えば、ガラスマイクロビーズは、焼付け中に又はフィルム融解プロセス中に、基材内に又は基材上に構造的に組み込まれて、表面が光を反射するようにしてもよい。例えば、ビーズは、焼付けエナメルに埋め込まれていてもよい。或いは、１直径厚のマイクロビーズの層は、約１１５０℃の融解プロセスの最終段階の後、及び／又は約５００℃〜７５０℃の範囲内のガラス冷却中に、４０〜５０％の深さで、０．９１〜０．９４ｇ／ｃｍ3のポリプロピレンプラスチックフィルム又はプラスチック剛構造に恒久的に埋め込まれていてもよい。
【００８４】
植物栽培用の既存設備（温室等）にマイクロビーズを取り付けるための商業的に実現可能な方法は、マイクロビーズのガラス及び好適な建物表面に接着する透明なビーズ結合剤による接着を含む。第１のステップは、エポキシ、シアノアクリレート、シリコーン、塗料、ポリウレタン、ホットメルト、熱成形、積層、及びＵＶ光硬化等のガラス結合接着剤の１つの層を施すことを含む。結合剤は、その乾燥フィルム厚に、ビーズの高さの３分の１〜半分に塗布される。結合剤の塗布は、任意の標準的な方法：スプレー、静電コーティング、シルクスクリーン、ナイフオーバーロール、ローラーコータ、スパッタコーティング、又はブラシにより達成することができる。具体的には、透明プラスチックシートをコーティングする場合、このプロセスの第２のステップは、ビーズの適用を含んでいてもよいが、有色表面の場合、第２のステップは、ビーズが結合剤上２５％ビーズ直径に位置するように、浮遊処理ビーズを乾いていない結合剤に塗布することであってもよい。浮遊化は、ビーズが底部に沈降することを防止し、ビーズが背景色を反射することを防止することになる。
【００８５】
図１４には、葉への屈折及びビーズ保持をもたらす、プラスチック基材上の結合剤への適切なマイクロビーズの埋め込みが示されている。円は、７００μｍマイクロビーズを表わし、点線は、マイクロビーズの４０％の深さの結合剤であり、斜線は、基材を表わす。基材には、これらに限定されないが、木製、プラスチック製、粘土製、セラミック製、金属製、コンクリート製、ガラス繊維製、ＰＶＣ製、ピート製等のポット、トレー（多ウェルトレーを含む）、壺、ボウル、缶、樽等の栽培容器又は筺体が含まれる。
【００８６】
以下の例は、本明細書で開示された実施形態を更に説明するために提供されており、それらを限定するものと解釈されるべきでない。これらの例では、グリコピラノシド、キレート化合物、シロキサン、界面活性剤、純水、アルコール、植物栄養素、緩衝剤、及び微量ミネラルを、耕地用途の水溶液に調合した。これらの例では、「ｌ」はリットルを意味し、「ｍｌ」はミリリットルを意味し、「μｍ」はミクロンを意味し、「ｃｍ」はセンチメートルを意味し、「ｃｍ2」は、平方ｃｍを意味し、「ｃｃ」はｃｍ3を意味し、「μｇ」はマイクログラムを意味し、「ｇｍ」はグラムを意味し、「ｋｇ」はキログラムを意味し、「ｍＭ」はミリモルを意味し、「ｐｐｍ」は、重量に基づく百万分率を意味し、「パーセント」又は「％」は、組成物の重量パーセントを意味する。
【００８７】
下記は、植物を処理し、植物の成長を増強させ、植物中の貯蔵からのグルコースの置換を増加させるために有利に使用することができる、ある実施形態による特定の調合物の例である。以下の例示的な調合物は、当業者に更なる手引きを提供することが意図されており、調合物の網羅的なリストを示すものではない。
【００８８】
第１の例示的な調合物：根用組成物
マイクロビーズ
１０個の発根した植物を各々、緩衝溶液（表１）を適用することにより湿潤させた４．５ｋｇの８００μｍ  ｎｍｄマイクロビーズに移植する。ビーズの深さは、根の長さよりも２〜１０ｃｍ深いことが推奨される。ほとんどの場合、苗床は、１０ｃｍ〜１００ｃｍの深さ、好ましくは１５ｃｍ〜３０ｃｍの深さであってもよい。そのような苗床の深さが非現実的な場合、代替的発根基材の表面を覆う屈折コーティングとして分布されている最低１ｍｍ〜１０ｍｍのビーズ層が、最低限の適用である場合がある。
【００８９】
水溶液に溶解したインドキシル−α−Ｄ−マンノピラノシド
好ましい濃度  ０．１〜２ｇ／Ｌ
広範囲濃度  ０．０１〜１０ｇ／Ｌ
適用容積：１植物当たり０．１ｍｌが、湿潤マイクロビーズ中の根に適用される。
ＥＤＴＡ錯体として６ｐｐｍのＭｎ
ＥＤＴＡ錯体として６ｐｐｍのＣａ
【００９０】
第２の例示的な組成物：葉用組成物濃度
およそ２００グラムのビーズ／セルを、プラスチック平箱の個々の１００ｃｃセルに詰めた。ダイコンの根を、可溶性Ｍｎ及びＣａを含んでいた緩衝栄養素溶液で事前に湿潤させた７００μｍ  ｎｍｄの球体に根を浸漬することにより水耕法で栽培し、７２時間成長させた後、アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシドで処理した。
【００９１】
アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド
４−アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシドを、ＥＤＴＡ錯体として３ｐｐｍのＭｎ、ＥＤＴＡ錯体として６ｐｐｍのＣａ、１０％イソプロピルアルコール、及び１．５ｇ／ＬのＰｌｕｒｏｎｉｃ  Ｌ−６２と共に水に溶解した（ＡＰＭは、水に添加する前に、まず少量（１ｍｌ）のエタノールに可溶化する必要がある）。調合物の溶液を、ダイコンの葉に適用した。アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシドを有していない同一の対照調合物と比較すると、上記の調合物は、２０％の根増加をもたらした。アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシドの場合、ダイコンへの適切な用量は、１植物当たり１〜１００μｇ、好ましくは１植物当たり５〜５０μｇである。これは、最大２ｇｍ／リットルの１エーカ当たり１００ガロンの好ましい容積で、１エーカ当たり７５〜１００ガロンを適用することに相当する。  
【００９２】
実施例１
以下の仕様のＰｏｔｔｅｒｓ  Ｂａｌｌｏｔｉｎｉ社製ソーダ石灰ケイ酸塩ビーズを取得した：公称最頻度直径（ｎｍｄ、米国シーブレンジ）１００μｍ（１００〜１７０シーブ）、２００μｍ（６０〜１２０シーブ）、３００μｍ（５０〜７０シーブ）、５００μｍ（３０〜４０シーブ）、及び７００μｍ（２０〜３０シーブ）；硬度  ５００ｋｇ／ｍｍ2；密度  ２．５ｇ／ｃｃ；ｐＨ９；及びソーダ石灰ケイ酸塩。１ｃｍ層のＰｅｒｌｉｔｅ（登録商標）を、容器中のマイクロビーズを保持する各ウェルに挿入した。プラスチック製Ｓｅｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ（商標）トレー（Ｊｉｆｆｙ（登録商標）、Ｆｅｒｒｙ−Ｍｏｒｓｅ  Ｓｅｅｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（登録商標）、フルトン、ケンタッキー州  ４２０４１  米国）のウェルに、マイクロビーズを詰めた。大型７００μｍケイ酸塩ビーズを使用して、穴付き容器を満たした。マイクロビーズにかける１ｍＭリン酸一カリウム及び３ｍＭリン酸一アンモニウムの緩衝溶液の４分の１容積の洗浄液を、トレーにかけ、排水させた。緩衝洗浄液は、洗い流されず、マイクロビーズをｐＨ６〜中性の維持しつつ、主要な栄養素が提供された。２ｍＭ〜３ｍＭのリン酸緩衝液、ｐＨ６に負荷した必須栄養素による連日又は連続の潅漑により、弱酸性環境を維持した。そこから、リン酸緩衝液を組み込んだ水栽培用栄養培地を開発した。播種の直前に、栄養素リン酸塩（１ｍＭ  Ｋ2ＨＰＯ4及び１．３ｍＭ  ＫＨ2ＰＯ4；およそｐＨ６）を栄養素及び緩衝供給源の両方として用いた緩衝修飾栄養素溶液で、マイクロビーズを飽和させた。更に、栄養素の利用能を保証するために、Ｓｅｑｕｅｓｔａｒ（登録商標）多重栄養素キレート化合物、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社、私書箱３５０００、フレズノ、カリフォルニア州９３７４５、米国からのＭｇ及び微量金属は、キレート化されており、Ｃａは、二ナトリウムＥＤＴＡとしてキレート化されていた。アルカリ性ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズを中和するための緩衝キレート剤栄養素溶液は、以下では「ｎｕｔｒｉｂｅａｄ」溶液と呼ばれ、表２に示されている。排水を良好にして、ウィッキングにより、又は定量インジェクションポンプより、又は１時間毎のミスチングにより、上方から低流量で滴下施肥（＜１Ｌ／時間）を施して、ｐＨ安定性、栄養素の利用能、及び通気性を保証した。
【００９３】
個々の植物は、種子、球根、又は植物クローンから育てて、事前に湿潤させたマイクロビーズの容器に挿入した。実生にはライグラス及びトウモロコシが含まれていた。球根はクロッカス及びフサザキズイセンのものだった。栄養性挿穂（ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ  ｃｕｔｔｉｎｇ）は、コリウスに由来していた。種子は、ほとんどの場合で発芽し、最初の根が出現した日により、対照セット及び処理セットとして選択した。その後、根を処理した。
【００９４】
植物を、以下の通り、管理された環境条件下で栽培した：ＧＥ  Ｅｃｏｌｕｘ（登録商標）植物及び水槽用Ｆ４０Ｔ１２蛍光照明、１００μＥｉｎ・ｍ-2・ｓ-1の光合成有効放射（ＰＡＲ）、１６：８時間の明期：暗期、２８：２６℃の日周期サイクル、１０％〜２０％の相対湿度。インドキシルグリコピラノシド（ＩＧ）を、水で調合して適用した。対照には、ＩＧを含んでいない等容積の水を与えた。種子又は球根が根の出現を示した後、０．１ｍｌの１０ｍＭ  ＩＧ水溶液を、処理のために各栽培容器に添加し、０．１ｍｌの水を、各対照に添加した。排水用に穴が開けられている５００ｃｃの透明プラスチック製容器に、各々深さ１０ｃｍにまで最大９００グラムのマイクロビーズを詰めた。最初に、球根の底部を、湿潤させた７００μｍ  ｎｍｄケイ酸塩ビーズに１ｃｍ浸漬して、発根を開始させた。１週間以内に、最初の根が出現した。各球根を、０．１ｍｌの１０ｍＭ  ＩＧ水溶液で処理した。対照は、対照用培地に０．１ｍｌの水を添加して処理した。処理して８時間吸収させた後、滴下施肥を、ｐＨ制御と同じように再開した。別の場合では、０．３ｍＭ  ４−アミノ−フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド（ＡＰＭ）を、ＥＤＴＡ錯体として３ｐｐｍのＭｎ、ＥＤＴＡ錯体として６ｐｐｍのＣａと共に水に溶解した。調合物の溶液を、発根したクロッカスに適用した。ＡＰＭで処理した植物を、ＡＰＭを含んでいない同一の対照調合物を与えた植物と比較した。処理の５時間以内、及びその後は滴下施肥により、容器栽培物には全て、等容積のｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液を定期的に与えた。対照を、隣り合わせに設置し、同様に栽培した。
【００９５】
全ての実験で、マイクロビーズは、処理の７日から１４日後、水で飽和させた。直ちに、個々の植物を、水で飽和させたケイ酸塩マイクロビーズから、手でゆっくりと引き抜き、持ち上げた。回収した植物の根を、水を満たしたビーカーに浸漬して、ビーズを根から取り除いた。その際、ほとんどのマイクロビーズは、根からビーカーの底部に転がり落ちた。フサザキズイセンの場合、全根の容積を、ガラスビーカーでの水の置換により測定した。
【００９６】
Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｂｒａｕｎｉｉ  Ｋｕｔｚｉｎｇ変種「Ｎｉｎｓｅｉ」、米国植物特許ＰＰ２１０９１のクローンは、ＡＴＣＣ番号ＰＴＡ−７４４１として寄託されており、発明者により維持されていた。マイクロビーズに、５ｍｌの栄養培地中およそ５０，０００クローンの「Ｎｉｎｓｅｉ」を播種した。「Ｎｉｎｓｅｉ」の微細繁殖を、無菌栄養素移植条件下で実施した。インジェクション注入及び排出ポートを備えた無菌容器を、プラスチック部品で製作し、無菌３００μｍ  ｎｍｄケイ酸塩ビーズを詰めた。緩衝ｐＨ７栄養素溶液を、連続的に注入及び排出させ、それによりｐＨ及び無菌性を維持した。
【００９７】
光強度は、アリゾナで正午に、１ｃｍ層の湿潤Ａ型マイクロビーズを土壌上部に適用した砂壌土と比較して、露出土壌の真上に反射した値として屋外で測定した。日光は、測定時には１７００〜１８００μＥｉｎ・ｍ-2・ｓｅｃ-1だった。各々１０回測定した。
【００９８】
結果
試験した種々のマイクロビーズは、植物の水耕栽培用の支持体を提供した。植物は、ケイ酸塩マイクロビーズに直立し、根により固定された。栄養素を豊富に含む潅漑、滴下施肥を、５００μｍ〜７００μｍ  ｎｍｄケイ酸塩ビーズを通して適切に排水し頻繁に流動させ、栽培を達成した。５００μｍ  ｎｍｄのビーズは、種子の発芽に最も適用可能であることが証明されたが、７００μｍ  ｎｍｄ以上のケイ酸塩球体は、一般的に、球根、栄養性挿穂、及び＞１ｃｍの大型種子に最適だった。通気は、本発明者らの浅い栽培に適切であったと考えられた。すなわち、根は、低酸素根環境であれば典型的である褐変症状を示さなかった。特に、ビーズが大きいほど、ｐＨ安定性の期間が長いことが観察された。そのために、水中に設置されると、最も大きな７００μｍ  ｎｍｄビーズは、より小さなビーズと比較して、最も長い中性持続期間を維持した。７００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩マイクロビーズのみで種子を発芽させる場合、ビーズ表面の湿潤維持は、発芽に重要だった。栽培物の計１０ｃｍの深さの上部１〜３ｃｍは、水を完全に排水し、湿度が低い日には、乾燥したビーズのこのような上部層では、幾つかの種子が周期的に乾燥した。その後、表面の高水分含有量は、種子が発芽するまで、水の深さを上昇させ、ケイ酸塩培地の深さと一致させることにより維持した。
【００９９】
固体培地の非損傷除去を達成するために、水を満たしたビーカーに根を浸漬したら直ちに、マイクロビーズを根から水容器の底部に転がり落とした。湿潤マイクロビーズで発根し、その後マイクロビーズを根から取り除いたクロッカスを示す写真が、図１に示されており、これは、ＡＰＭによる処理を対照と比較した例である。根の成長は、根を損傷させずに個々の苗条をマイクロビーズから持ち上げることにより、便利に素早く比較した。その結果、ＡＰＭで処理した植物は、対照よりも生産性の向上を明らかに示した。
【０１００】
湿潤させた５００μｍ  ｎｍｄケイ酸塩マイクロビーズを詰めた容器で、栄養素溶液を毎日交換して、コリウス挿穂の水耕増殖を実施したところ、２週間以内に岐根の発生がもたらされた。マイクロビーズ中の栄養性挿穂からの発根の画像は、以下の通り図２に示されている。図２Ａ：５００μｍ  ｎｍｄのマイクロビーズ中のコリウス挿穂を、ｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液を毎日交換して栄養繁殖したところ、不定根の成長がもたらされた。図２（Ｂ）：マイクロビーズからゆっくりと引き抜いたところ、根は損傷しておらず、接写撮影すると根毛及び根冠が見られた。
【０１０１】
トウモロコシを、７００μｍ  ｎｍｄのビーズで栽培した。排水用に穴が開けられている５００ｃｃの透明プラスチック製容器に、各々深さ１０ｃｍまで最大９００グラムのマイクロビーズを詰めた。種子を、緩衝液で湿潤させた７００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩ビーズに浸漬することにより播種した。根及び苗条が出現した後、植物を、１ｍＭ  ＩＧで処理した。１週後、その主根は、全長７ｃｍに成長した。対照的に、対照は、より短い５ｃｍの主根を有していた。不定根は、ケイ酸塩ビーズで成長させたトウモロコシ全てで観察された。本発明の緩衝栄養素溶液を用いて７００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩ビーズで栽培したトウモロコシ植物が、図３に示されている。対照は５ｃｍの主根を示したが、ある実施形態に従ってインドキシルグリコピラノシドで処理した植物は、７ｃｍの主根を示した。各植物全体及び根部分の対応する乾燥重量は以下の通りであった：対照植物は０．２ｇ、根は０．０３ｇ；及び個々のＩＧ処理植物は０．３、根は０．０４ｇ。
【０１０２】
フサザキズイセンを、排水穴を有する高さ１１ｃｍの透明プラスチック製５００ｃｃ筒（図４Ａ）にて７００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩ビーズで３５日間栽培した。栽培容器には各々、１０ｃｍの深さまで最大９００グラムの７００μｍ  ｎｍｄマイクロビーズを詰めた。１０日間成長させた後の結果が図４Ｂに示されている。この図では、左側が対照であり、長さが最大でおよそ５ｃｍの根が底部の周囲に環状に示されており、対照的に、右側のＩＧで処理した球根は、長さがおよそ６ｃｍ〜７ｃｍの根を示した。目視観察と一致して、処理の１６日後に植物を２度目に持ち上げたところ、以下の様に、平均根容積に有意（ｎ＝６；ｐ＝０．０１）差が示された。対照は、１植物当たり３０ｃｃの平均根容積を示したが、ＩＧで処理した植物は、１植物当たり３７ｃｃの平均根容積を示した。栄養素が豊富に利用可能であることにより、植物の高密度栽培が可能になり、したがって、球根は、互いに密着していてもよく、又は１〜５ｃｍ内で離間されていてもよく、図４Ｃに示されるように活発な成長力が達成される。
【０１０３】
一般的に、任意のサイズのマイクロビーズを、およそｐＨ５〜ｐＨ６に緩衝化された培養素溶液で前処理することは有益であり、中性〜弱酸性ｐＨ６の培地での実験開始を保証した。緩衝溶液は、表１に示されており、主要な植物栄養素であるＮ−Ｐ−Ｋを提供する手段として、リン酸一アンモニウム（ＭＡＰ）及びリン酸一カリウム（ＭＫＰ）を含む。ビーズを殺菌する場合、ビーズは、ＮＫＰ前処理溶液とは別々にオートクレーブ滅菌し、その後冷却及び分布させた後で湿潤させることが最適である。
【０１０４】
【表１】
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【０１０５】
本実施形態による緩衝栄養素溶液中の緩衝水耕用栄養素は、表２に開示されており、酸性に寄与するアンモニア性水素イオンによる緩衝化を維持するためにアンモニウム塩を含んでいる。したがって、バルク３５％ＤＡＰとしての（ＮＨ4）2ＨＰＯ4及びバルク２５％ＭＡＰを組み込んだ。キレート化カルシウムを使用して、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズ環境での可溶性を保証した。
【０１０６】
【表２】
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【０１０７】
３００μｍ  ｎｍｄのケイ酸塩マイクロビーズで「Ｎｉｎｓｅｉ」を栽培するには、無菌ｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液の頻繁な交換が必要であり、それは、図５に示されている注入及び排出ポートを備えたマイクロビーズ水耕用容器を構築することにより支援された。容器には、最大２００グラムの３００μｍ  ｎｍｄマイクロビーズをおよそ２〜３ｃｍの深さに詰めた。１ｍｌ／時間の流速で緩衝栄養素溶液を滴下潅漑することによりマイクロビーズを湿潤した。マイクロビーズをｐＨ７で安定化した後、湿潤苗床に「Ｎｉｎｓｅｉ」を播種した。この微細繁殖技術の結果、巨視的「Ｎｉｎｓｅｉ」の可視的成長は、図５に示されているように、排出ポートより上の暗色層のコロニーとして、及び透明マイクロビーズの表面にある中央の暗色三日月形状として明白になった。栄養培地をソーダ石灰ケイ酸塩ビーズに適用するに前に栽培培地を二酸化炭素ガスで飽和することにより中性を維持することによって、昼光期間中に「Ｎｉｎｓｅｉ」の栽培増強がもたらされたことは明らかだった。この技術は、マイクロビーズ培地での微生物の生存能を明白に実証した。
【０１０８】
植物の栽培には、十分な流速を促進し、７００〜５０００μｍ  ｎｍｄケイ酸塩マイクロビーズの濁化を防止することが推薦される。更に、直径が５００μｍ以上のケイ酸塩マイクロビーズは、一般的に取り扱いが最も安全である。
【０１０９】
正午における屋外での太陽光強度は、基材の真上２．５ｃｍの距離で測定したところ、以下の通りだった：砂壌土、２７０〜３００μＥｉｎ・ｍ-2・ｓｅｃ-1；及びＡ型マイクロビーズ、３６０〜３８０μＥｉｎ・ｍ-2・ｓｅｃ-1。ケイ酸塩マイクロビーズは、砂壌土よりもおよそ２０％高い光強度で地面から上向きに光を屈折させた。ケイ酸塩マイクロビーズによる屈折に由来するこの補完的光強度は、直射日光下に置いた際のコリウスの栄養性挿穂の昼間萎凋に寄与した。これは、栄養性挿穂が湿潤マイクロビーズを詰めた容器で栽培されたためである。
【０１１０】
ケイ酸塩マイクロビーズの主な欠点は、それらの原材料供給源である再利用ソーダ石灰ガラスがアルカリ性であることに由来するが、それは、アルカリ性ソーダ石灰の使用が有利であることを排除しない。ビーズが小さいほど、天然ｐＨ９アルカリ性を引き出す表面積は大きくなる。ＮＰＫ緩衝溶液による、及び栽植直前に二酸化炭素ガスをビーズで隔離することによるマイクロビーズの前処理は、一貫した植物栽培用環境を提供し、アルカリ性問題を克服した。緩衝溶液の容積は、ニュートリビーズ（ｎｕｔｒｉｂｅａｄｓ）緩衝溶液の供給を自動化する手段としてｐＨコントローラを設置することにより、最小限に抑えることができる。
【０１１１】
全ての場合で、緩衝栄養素溶液を連続して又は１時間毎〜１日１回培地に注入することは、排水が伴う限り、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズの中性を維持した。ホウケイ酸塩マイクロビーズの使用及び更に二酸化炭素ガスの補完により、ソーダ石灰から生じるアルカリ度を更に低減することが可能であり得る。７００μｍ  ｎｍｄのビーズは、より小さなビーズよりも緩衝溶液のより迅速な循環を促進した。全ての場合で及び全ての作業規模で、図５に示されている配管容器により例示されるような流入及び流出システムによる循環は、中性培地の維持を支援する。例えば、中性は、７００μｍ  ｎｍｄのソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズ１キログラム当たり毎時１０〜１００ｍｌのｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液を連続的に流し、それに合わせて容器を排水することにより維持される。マイクロビーズの流失を防止するために、排水系には、適切な大きさのグレート（格子）、シーブ、フィルター、又は固体媒体が必要な場合がある。更に、根の健康の必要な酸素ガスレベルを維持するために、空気及び／又は高レベル二酸化炭素ガス及び空気混合物を、フリット空気ラインにより底部から８ｃｍを超えるビーズ深度に注入することが、実施可能であり得る。
【０１１２】
産業上、機械的な培地として、種々のサイズのケイ酸塩ビーズの混合物が、球根、栄養性挿穂、及び移植物の発芽に最も有益であり得る。様々な固体培地が移植ショックに及ぼす影響を比較調査することにより、根に対する傷害を低減又は除去する有用な可能性が解明される可能性がある。微細繁殖用培地としての無菌ビーズは、栄養素循環及びｐＨ制御システムを設置することにより、マイクロビーズを寒天の無機代替物として使用することができるため、有用である。植物の形態及び水輸送は、発根培地により影響を受け、したがって、マイクロビーズ等の限定培地に対する植物の形態学的及び生理学的応答を理解することから更に恩恵を受けることができる。
【０１１３】
マイクロビーズは、以下のような特徴及び有用性を示す。マイクロビーズは、明白な損傷与えることなく根から取り除かれる。湿潤ビーズは、植物を支持して苗条を直立して成長させるための固定を提供する。透明栽培容器を用いて根を追跡することができる。特定の着色剤の屈折により光品質を調節することができる。新しいビーズは、一般的に夾雑物を含んでいない。種々のコーティングをマイクロビーズに付与することにより、栄養素、殺虫剤、及び除草剤の徐放及び投与要件の低減を提供することができる。様々なサイズのマイクロビーズを適宜選択し、マイクロビーズが置換する体積分だけ水を低減させることができる。中実マイクロビーズは、洗浄、オートクレーブ滅菌、及び繰り返し使用による圧力及び熱に耐性である。
【０１１４】
ケイ酸塩マイクロビーズは、二酸化炭素の隔離、及び光増強に対する潜在的な利益に最も有用であることを証明することができる。
【０１１５】
実施例２
アルキル−α−Ｄ−マンノピラノース及び電子供与性アリール−α−Ｄ−マンノピラノースの調合物に対する植物の応答は、貯蔵からグルコースを置換する好ましい結合傾向と一致した。植物は、温度、光、及び循環が管理された自動化温室で維持した。研究期間中の環境条件は、平均して１３：１１時間のＬ：Ｄ光周期、２５℃：２０℃の昼：夜、及び２０％〜８０％の相対湿度だった。日光を電気的な照明で補完して、葉面のレベルで３５０〜６００μｍｏｌ光子・ｍ-2・ｓ-1の範囲の光合成有効放射レベルを達成した。植物を処理及び管理するための溶液を１時間以内に適用し、それ以外の植物は全て良好な実験室習慣と一致する同一条件に供した。対照に適用した溶液は、処理溶液と同一の栄養素及び界面活性剤を含んでいたが、活性化合物を含んでいなかった。葉用調合物の一般的な補完は、以下のものを含んでいた：１０〜１００ｍＭのアンモニウム塩；１〜６ｐｐｍのマンガン、Ｍｎ−ＥＤＴＡ；及び５〜１０ｐｐｍのカルシウム、Ｃａ−ＥＤＴＡ。例えば、以下ではＡＰＭと呼ばれる、０．３ｍＭのｐ−アミノフェニルマンノピラノシドの葉用溶液を、２３ｍＭの硫酸アンモニウム、（ＮＨ4）2ＳＯ4、３ｐｐｍのＭｎ、及び６ｐｐｍのＣａで補完し、栄養素対照は、２３ｍＭの（ＮＨ4）2ＳＯ4、３ｐｐｍのＭｎ、及び６ｐｐｍのＣａを含有していた。Ｍｎ及びＣａの葉濃度は、水耕用根浸漬容積と比べて葉面適用の容積が少ないため、以前に特定されたものより高かった。それらは、植物毒性を示さずに処理植物の高率生産性を支援したため、化合物の葉面適用と組み合わせた場合に特に効果的であった。実験用化合物には、メチル−α−Ｄ−マンノピラノシド（ＭｅＭ）、ＡＰＭ、及びメチル−α−Ｄ−グルコピラノシド（ＭｅＧ）が含まれていた。葉用溶液は全て、１．５グラムのＢＡＳＦ社製Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｌ６２に分散した０．５グラムのＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｑ５２１１を含む１ｇｍ／リットルの界面活性剤混合物と共に調合した。当然のことながら、未処理対照は、葉栄養素及び湿潤剤が、アーティファクトを導入していなかった。実験的処理を葉面適用するための基準容積は、２００リットル／ヘクタールだった。植物栽培の１トレー当たりの容積が同一である葉面散布を、片道移動で機械的に適用した。対照を、処理植物と同じ位置に設置し、処理植物と同一の潅漑及び取り扱いを与えた。厳密に管理した条件下で処理の効果を比較するために、以前に記載されている方法に従って、植物を、栽培、回収、洗浄、及び計量した。処理植物を統計的に分析し、対照と比較した。各調査集団には、ＳＰＳＳ（登録商標）ソフトウェアを使用して有意な統計分析を実施するのに十分な反復試料数が存在した。有意性は、差の９５％の信頼区間（ＣＩ）で決定した。集団数の数は、「ｎ」値として示されている。実験には、ダイコン「Ｃｈｅｒｒｙ  Ｂｅｌｌ」ラファナス・サチブスＬ（Ｒａｐｈａｎｕｓ  ｓａｔｉｖｕｓ  Ｌ）を、植栽及び処理した。
【０１１６】
結果
ダイコンの場合、可溶性カルシウム、マンガン、及びアンモニア性窒素化合物で補完した１２９ｍＭのＭｅＧの調合物による葉処理は、栄養素対照及び未処理対照と比べて、一貫して生産性を増加させた。ダイコンに対するα−Ｄ−グリコピラノシドの用量応答を調査する並行予備実験では、ＭｅＭの有効範囲が１ｍＭ〜３ｍＭであり、ＡＰＭの範囲は０．１ｍＭ〜０．５ｍＭであることを、視覚的分析により決定した。それらは、１２９ｍＭのＭｅＧと同様のダイコン成長増強を示した。したがって、統計的実験には最低濃度を選択した。高さが５ｃｍの新芽には、栄養素で補完した調合物中２００ｌ／ｈａの１ｍＭ  ＭｅＭ又は０．３ｍＭ  ＡＰＭを適用した。栄養素対照には、α−Ｄ−グリコピラノシドを含んでいない同一の溶液を葉面適用した。未処理対照には、葉用溶液を適用しなかったが、それ以外は同じように栽培及び潅漑した。本発明者らの定量化実験の場合、根の生産性が、処理の１２日後に栄養素対照の生産性よりも向上したことが視覚的に識別可能になったら、対照集団及び処理集団を全て回収し、対照集団及び処理集団の個々の乾燥重量を分析した。
【０１１７】
α−グリコシドによる処理は、未処理対照及び栄養素対照よりも成長の増強を示した。図６に示されているように、栄養素で補完した１ｍＭのメチル−α−Ｄ−マンノピラノシド（ＭｅＭ）で処理したダイコンは、対照と比べて非常に有意な（ｎ＝７２；ｐ＝０．００１）成長の向上を示し、根重量が対照と比べて３０％増加した。更に０．３ｍＭのアミノ−フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド（ＡＰＭ）で処理したダイコンは、対照と比べて有意な（ｎ＝７２；ｐ＝０．００３）成長の向上を示し、根平均乾燥重量が対照と比べておよそ２０％増加した。
【０１１８】
糖タンパク質貯蔵構造からのグルコースの放出は、最も少ないものから最も多いものの順で、以下のように要約される：グルコピラノース＜アリール−α−グルコピラノース＜アルキル−α−マンノピラノース＜電子供与性アリール−α−グリコピラノシド。したがって、このデータに基づき、Ｃａ及びＭｎの存在下で強固に結合する化合物の成長応答を比較した。成長応答を調べるために適用したこれら化合物の各々の活性濃度、１２９ｍＭのＭｅＧ、０．３ｍＭのＡＰＭ、及び１ｍＭのＭｅＭの順序は、化合物の結合傾向におよそ対応していた。すなわち、貯蔵からの、アルキルグルコピラノシド、ＭｅＧが最も高濃度であり、アルキルマンノピラノシドがより少量であり、アリールマンノピラノシドが最も低濃度であることは、ダイコンでの有意な成長応答に必要な葉のｍＭ濃度が、同じような割合であることに対応していた。本明細書で報告した実験測定は、置換グリコピラノースによる生産性増強の作用機序に糖タンパク質からの放出が関与することを支持する。グリコピラノースが作用機序に関与することを支持する特徴には、以下が含まれる：植物の生産性が、α−及びβ−グリコピラノースの両方により増強される；糖結合アリール植物成長調節物質も活性がある；応答の一貫性が、Ｍｎの存在下で達成される；メチルグルコシドが無傷で輸送される；単離代謝産物がニンヒドリンで染色されることは、窒素部分が存在することを示す；メチルグルコピラノシドが分配されている。置換糖に対する化学的競合は、糖タンパク質から糖を放出するように作用し、これは、細胞のグルコースの濃度が減少する条件下で生存能を維持するために必須なプロセスである。競合的結合は、定期的に糖を置換する天然の機序であり、デンプン又は脂質の分解に関与する消費ステップを経るのではなく、遊離糖ユニットの代謝の結果として、エネルギーが成長のために迅速に再配分されることを可能にしている可能性がある。例えば、当技術分野では、メチル−β−Ｄ−グルコピラノシドの濃度は、植物ではほとんど一定のままであり、グルコース濃度の昼間光呼吸枯渇の結果として、絶えず存在するメチル−β−Ｄ−グリコピラノシドによるレクチン等の貯蔵成分からの放出競合が生じ、グルコースが繰り返し放出されると考えることができる。遊離グルコースの適時放出は、植物細胞でグルコースの低減を引き起こすあらゆるストレスサイクルの影響を、ある程度、緩和することができる。その後、光合成がより促進される条件下で、グルコースの限界濃度は、過度のグルコースがメチル−β−Ｄ−グリコピラノシドを凌駕するのに十分な高レベルに再構築される。このサイクルは、それ自体が日常的に繰り返される場合があり、各持続的光呼吸事象の際に糖を放出し、その後光合成が再開されると新しい糖が捕捉される。植物に貯蔵されているグルコースの量が高いほど、糖を捕捉及び放出して長期間の光呼吸に耐えることができる能力がより高い。対照的に、特にＡＰＭ等の基質を加えることにより、結合部位の外因的化学競合を植物に適用すると、効果の持続期間を相当程度延長することができる。それは、まさしく、恒久的結合の競合優位性に基づいて外来性化合物を選択することができるためである。その一方で、単回用��のＭｅＭが求められる場合、グルコースは、ＭｅＭの適用後には貯蔵されず、新しい細胞が産生されるまで直接的に代謝されることになるだろう。
【０１１９】
実施例３
以下の混合ポリ−アセチル−Ｄ−グリコピラノース（ＭＰＧ）：アセチル−Ｄ−マンノピラノース、ジ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース、トリ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース、テトラ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース、及びペンタ−アセチル−Ｄ−マンノピラノースの新規混合物を１段階で製造するための手順。
【０１２０】
触媒は新規であり、アセタートのカリウム、マンガン、及びカルシウム塩で構成されている。
試薬：
α−Ｄ−マンノース  １８０ｇ
氷酢酸              １２０ｇ
酢酸カリウム          ５９ｇ
酢酸マンガン            １ｇ
酢酸カルシウム      ２．５ｇ
無水酢酸            ３５３ｇ
【０１２１】
加熱マントル上の撹拌子付き三つ口丸底フラスコの１つの口に、温度計を挿入する。中央の口に漏斗を取り付け、第３の口に取り外し可能な栓を取り付ける。１２０グラムの氷酢酸を丸底フラスコに入れ、撹拌しながらゆっくりと結晶をフラスコに添加することにより、５９ｇの酢酸カリウムの溶解を開始する。１ｇの酢酸マンガンを撹拌しながら添加する。酢酸塩結晶が溶解するまで撹拌する。絶えず撹拌しながらマンノースの添加を開始する。温度を７０〜７２℃に維持する。無水酢酸を毎分２グラムの速度でポンプ注入する。このように添加速度を遅くすることにより、温度の管理が維持され、更にアセタート基を分布させることが可能になる。このプロセスは、２時間程かかる場合がある。２グラムの酢酸カルシウムを他方の触媒に添加する。ロータリーエバポレータで過剰酢酸を除去する。
【０１２２】
ペンタアセチルマンノピラノースは、水溶液に溶解させる前に、水混和性有機溶媒に溶解されなければならないことに留意することが重要である。反応は、合成中の温度を８０〜１００℃より高くするか又は硫酸を添加すると、完全なアシル置換が達成される。
ダルトン
ペンタアセチル−Ｄ−マンノピラノース        ３９０．３
テトラアセチル−Ｄ−マンノピラノース        ３４８．３
トリアセチル−Ｄ−マンノピラノース          ３０６．３
ジアセチル−Ｄ−マンノピラノース            ２６４．３
アセチル−Ｄ−マンノピラノース              ２２２．３
触媒：
酢酸カリウム
酢酸カルシウム
酢酸マンガン
このプロセスは６０％ＭＰＧを産出した。
【０１２３】
高い水溶性及びクロマトグラフィーは、混合物が、およそ８０％のテトラアシル−、１０％のトリアシル−、８％のジアシル−、及び２％のアシル−Ｄ−マンノピラノースだったことを示している。微量のペンタアシル−α−Ｄ−マンノピラノースが存在していた可能性が非常に高いが、クロマトグラフには記録されなかった。
【０１２４】
根に適用するための最終調合物は、アンモニウム塩又は尿素等の２５ｍＭ〜１００ｍＭのアンモニア性窒素、又は濃縮物中５％〜２５％の利用可能な窒素で補完されていてもよい。苗条に適用するための最終調合物は、２５ｍＭ〜１００ｍＭのアンモニア性窒素、並びにＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｑ−５２１１等の０．７〜２ｇ／Ｌのポリシロキサン湿潤剤と混合した２〜６ｇ／Ｌのランダムブロックコポリマー（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｌ９２）等の好適な農業用界面活性剤で補完されていてもよい。１エーカ当たり２０ガロンで適用する場合のＭＰＧの葉面適用率は、１リットル当たり０．１グラム〜１リットル当たり１００グラムの範囲であり、好ましい適用率は、０．３グラム／リットル〜１リットル当たり３０グラムの範囲であり、最も高度に好ましい適用率は、０．４ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの範囲である。５ｍｌ／植物で適用する場合のＭＰＧの根適用率は、０．００１〜１００ｇ／植物の範囲である。
【０１２５】
実施例４
光安全化剤及びソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズの調合物及びシステムに対する植物応答は、植物を栽培したアルカリ性ソーダ石灰基材による二酸化炭素ガスの隔離により向上した。ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズを、高さが０．５ｍのプラスチック筒に詰め、筒を水で飽和させた。５％二酸化炭素ガスを、筒の底に挿入したガラスバブラーからマイクロビーズに注入した。自動ｐＨ制御は、培地がｐＨ７．５以上に上昇したら、二酸化炭素ガスを注入するようにプログラムすることにより達成した。したがって、二酸化炭素ガスはアルカリ性培地により捕捉されるため、ソーダ石灰ケイ酸塩マイクロビーズがアルカリ性であるという性質を活用して、ソーダ石灰ケイ酸塩水耕用支持培地により二酸化炭素の分布及び隔離を向上させた。マイクロビーズでの植物栽培は、植物に適切な環境を提供するｐＨ６〜７を維持するために、マイクロビーズの苗床に３％〜１００％の二酸化炭素ガスをバブリングするシステムを組み込むことにより達成することがきでる。最初の飽和接触後、マイクロビーズにより一時的に隔離され、それが光合成により更に隔離され得るように二酸化炭素ガスを供給する場合、水を、高レベルの利用可能な窒素を含む植物栄養素の連続通過画分と置換及び併用してもよい。
【０１２６】
実施例５
グリコシドは、生産性を向上させ、根から苗条へと及び苗条から根へとに植物中で輸送される。更に、ポリアルキルグリコシド及び混合ポリアシルグリコピラノース（ＭＰＧ）の調合物は、ＭｅＧよりも強力である。α−グリコシドは、β−グリコシドよりもレクチンとの結合親和性が高い。レクチンとの特異的親和性と一致して、α−マンノシドが最も高い効力を示す。
【０１２７】
２．物質及び方法
植物は、研究施設で栽培し、処理に対する応答の一貫性は、キレート化カルシウム及びマンガンで補完することにより達成した。植物には全て、修飾Ｈｏａｇｌａｎｄ水栽培栄養素を規則的に与えた。葉用溶液は、ｐｈｙｔｏｂｌａｎｄ界面活性剤を含んでいたが、根用調合物は含んでいなかった。対照を、同じ場所に設置し、植物には全て、同じ灌漑、肥料、及び取り扱いを与えたが、実験化合物は与えなかった。植物を対照と一致させ、子葉及び本葉が出現した１週間以内に処理した。化合物の性能は、苗条及び根の個々の乾燥重量の平均を比較することにより評価した。統計は、両側スチューデントｔ検定を適用し、ｐ値は９５％信頼区間内を有意とした。集団の数は「ｎ」値であり、標準誤差は、「±ＳＥ」と示されている。特殊化学薬品には以下のものが含まれていた：テトラメチル−β−Ｄ−グルコシド（ＴＭＧ）；テトラアセチル−Ｄ−グルコピラノース（ＴＡＧ）；ペンタアセチル−α−Ｄ−マンノピラノース（ＭＰ）；ｐ−アミノ−フェニル−α−Ｄ−マンノシド（ＡＰＭ）；メチル−α−Ｄ−マンノシド（ＭｅＭ）、及びメチルグルコシド（ＭｅＧ）。ＭＰＧは合成した。２，３，４，６−テトラ−Ｏ−アセチル−Ｄ−マンノピラノース（αβ）を使用した。必要に応じて、ＭＰ及びＡＰＭを、水性培地に希釈する前に、低級脂肪族アルコールに溶解した。
【０１２８】
アッセイ。幼根が出現した後、ダイコン実生をα−マンノシドで処理した。実生を一致させ、栄養素対照又は処理溶液に移植した。アッセイを、以下の環境条件下で維持した：光合成有効放射は１００μＥｉｎ・ｍ-2・ｓｅｃ-1、日周期サイクルは１６：８時間の明期：暗期、２６：２６℃。
【０１２９】
ガラスマイクロビーズ。以下の仕様のμＢｅａｄを取得した：公称最頻度直径は５００〜７００μｍ；密度は２．５ｇ／ｃｃ；ｐＨ９；及びソーダ石灰ガラス。反射光強度（Ｉ）は、屋外の露出砂壌土の真上で測定し、１ｃｍ層のμＢｅａｄと比較した。太陽のＩは、１７００〜１８００μＥｉｎ・ｍ-2・ｓｅｃ-1の範囲だった。排水用に、μＢｅａｄよりも小さな穴を容器に開けた。処理吸収の＞８時間後、ｐＨ制御と適合する様式で滴下施肥を再開し、培地には、等容積のｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液を規則的に与えた。対照を、隣り合わせに設置し、同様に栽培した。処理後、球根の底部を、湿潤させた７００μｍのμＢｅａｄに浸漬して、発根を開始させ、その後球根を処理した。写真を撮るために、μＢｅａｄを水で飽和させ、個々の植物を手作業で持ち上げた。根をビーカーの水に浸漬すると、ほとんどのμＢｅａｄは落下した。代表的な植物を、実験個体群の中から視覚的に選択し、接写撮影を行った。乾燥による傷害を回避するために、植物を１分以内に撮影し、水に戻した。
【０１３０】
３．結果
ダイコンでの試験を実施して、有効用量の範囲を決定した。αβ−ＴＡＭを、α−ＭＰと比較した。１ｍＭのＴＡＭ又は１００μＭのＭＰと接触させた１日以内に、実生の幾つかの初期緑化は、栄養素対照と視覚的に識別可能だった。４８時間後、１ｍＭのＴＡＭ又は１００μＭのＭＰで処理した実生は、栄養素対照と比較して高度な成長応答を示した。１ｍＭのＴＡＭをダイコン実生に適用したところ、栄養素対照の平均乾燥重量（ｎ＝４１；７．４ｍｇ；ｐ＝０．００２）と比べて、植物全体の平均乾燥重量（ｎ＝４１；８．８ｍｇ）の統計的に有意な増加がもたらされた。より低用量の１００μＭのＴＡＭで処理したところ、平均乾燥重量（ｎ＝４１；８．１ｍｇ；ｐ＝０．１１）の栄養素対照との有意差はもたらされなかった。ＭＰをダイコン実生に適用したところ、栄養素対照の平均乾燥重量（ｎ＝４１；７．４ｍｇ；ｐ＝０．０５）と比べて、植物全体の平均乾燥重量（ｎ＝４１；８．２ｍｇ）の有意な増強がもたらされた。したがって、栄養素対照と比較すると、α−ＭＰは、これらの有効用量の１００μＭ  ＭＰ及び１ｍＭ  ＴＡＭの混合アノマーよりも高い効力を示した。
【０１３１】
ダイコン実生を５００μＭのＭｅＭに接触させると、３６時間以内に幾つかの植物に顕著な緑化がもたらされた。処理ダイコン及び対照ダイコンを視覚的に比較することにより、迅速な応答が、図７に示されているように観察及び例示された。５００μＭのＭｅＭによる処理は、１日で、栄養素対照と比較してより長い根及びより大きく広がった子葉を示した。４８時間後、２５μＭ〜５００μＭのＭｅＭによる処理は、栄養素対照と比較して高度な成長応答を示し、根及び苗条は、栄養素対照と比べて、以下の通りロバストな成長増強を示した：５００μＭのＭｅＭをダイコンの新芽に適用することにより、栄養素対照の平均乾燥重量（ｎ＝１０；７．９ｍｇ；ｐ＝０．０００）と比べて、植物全体の平均乾燥重量（ｎ＝１０；１０．３ｍｇ）の統計的に有意な１１％増強がもたらされた。５０μＭのＭｅＭは、栄養素対照の平均乾燥重量（ｎ＝１０；９．９ｍｇ；ｐ＝０．０３）と比べて、平均乾燥重量（ｎ＝１０；１１ｍｇ）の有意な１１％増強をもたらした。２５μＭ及び１００μＭのＭｅＭをダイコン根に投与した結果は、図８のグラフにまとめられている。図には、１００μＭのＭｅＭによる処理が、栄養素対照の平均乾燥重量（ｎ＝３５；８．７ｍｇ；ｐ＝０．００３）と比べて、平均乾燥重量（ｎ＝１５；１０．９ｍｇ）の高度に有意な１７％増強をもたらし、２５μＭのＭｅＭによる処理が、栄養素対照の平均乾燥重量（ｎ＝３５；８．７ｍｇ；ｐ＝０．０３）と比べて、平均乾燥重量（ｎ＝２０；１０ｍｇ）の有意な１２％増強をもたらしたことが示されている。
【０１３２】
１００μＭのｐ−アミノ−フェニル−α−Ｄ−マンノシド（ＡＰＭ）にダイコンの新芽を浸漬すると、栄養対照（ｎ＝１０；９．９ｍｇ；ｐ＝０．０１）と比べて、平均乾燥重量（ｎ＝１０；１１ｍｇ）の統計的に有意な１０％増強がもたらされた。１０μＭ及び５μＭのＡＰＭをダイコン根と接触させた結果は、図９のグラフにまとめられている。栄養素溶液中で１０μＭのＡＰＭと共にダイコンの新芽を水耕栽培すると、栄養素対照（ｎ＝４０；８．７ｍｇ；ｐ＝０．０１）と比べて、平均乾燥重量（ｎ＝２０；１０．３ｍｇ）の有意な１３％増強がもたらされたが、５μＭ  ＡＰＭの平均乾燥重量（ｎ＝２０；９．４ｍｇ）は、栄養素対照の平均乾燥重量との有意な差を示さなかった（ｎ＝４０；８．７ｍｇ；ｐ＝０．０６）。この実験の集団から選択した代表的なものが、図１０に示されており、１０μＭのＡＰＭで処理したダイコン胚芽（右）は、栄養素対照（左）と比較して、より長い根及びより大きく広がった子葉を示した。
【０１３３】
ペンタ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノース水溶液は、α−マンノシドの高い効力特徴を有しており、したがって、以下のように処理したところ、成長の増強がもたらされた：範囲、１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、好ましくは８ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ；メタノール、エタノール、及び／又はイソプロパノール等の水混和性有機溶媒に溶解；２価カチオン、０．５〜１２ｐｐｍのＭｎ+2及び１〜５０ｐｐｍのＣａ+2が存在する水溶液に希釈。
【０１３４】
ガラスマイクロビーズ：種々のμＢｅａｄが、植物の水耕栽培用支持体を提供した。本発明者らの容器栽培では、通気は適切であると考えられた。
【０１３５】
安全性：μＢｅａｄの取り扱いは、プロトコールに従って実施しなければならず、それには、実験前に物質安全性データシートを調べることが含まれる。このガラス球体がこぼれると、足下が滑りやすくなるため、電気掃除機で直ちに掃除しなければならない。ガラスの密度は、水の２倍であることに留意し、μＢｅａｄを一杯に詰めた袋又はバケツを持ち上げる場合、腰を痛めないように補助を頼むこと。実験室で使用する場合、好ましくは乾燥ガラスを２００℃のオーブンで一晩加熱することにより、μＢｅａｄを液体とは別々に殺菌すること。μＢｅａｄ及び無菌水溶液は両方とも、数時間かけて室温に冷却すること。突沸を防止するため、＜４０℃に冷却されたことを確かめたうえで、μＢｅａｄを湿潤させること。オートクレーブ中に湿潤μＢｅａｄが噴出すると、バルブ、コントロール、及びガラス器具が破損するおそれがある。μＢｅａｄが粘膜及び眼に触れないように気をつけること。保護めがねを着用すること。μＢｅａｄ及びガラス粉の吸入を防止するため、防塵マスクを着用すること。
【０１３６】
屈折率：ガラスビーズを、窯炉で融解させ、高度に研磨された表面を有する透明ガラス球体を形成する。各μＢｅａｄは、光を屈折させる微小レンズである。更に、μＢｅａｄの表面による光の拡散反射は、光の一部を、全方向に反射する。光の方向性は、μＢｅａｄが製造されたガラスの屈折率による場合がある。例えば、高屈折率を有するμＢｅａｄは、反射性反射を示し、その光源に向かって光を反射する。対照的に、低屈折率を有するμＢｅａｄは、入射光線に直角な光線を反射する場合がある。図１１Ａ及び１１Ｂでは、約１．９の高屈折率を有するμＢｅａｄによる理論的な光の経路が、低屈折率のμＢｅａｄと比較されている。図１１Ａ及び１１Ｂの場合、およそ１．９の高屈折率を有するμＢｅａｄは、反射性反射として知られている現象で、その光源の一般方向に光を反射する（上部パネル）。およそ１．５の低屈折率を有するμＢｅａｄは、その入射に対してほぼ直角に光を反射する場合がある（下部パネル）。図１１Ａ及び１１Ｂでは、光の点光源を示す記号は、四角の中の三角であり、「光線」と表示されている。「ガラスマイクロビーズ」と示されている円は、単一のμＢｅａｄを表わしている。μＢｅａｄによる光線の「屈折」は、黒色矢印直線の方向に従っている。拡散照明の環境下では、低屈折率を有するμＢｅａｄが、現実的であると考慮される場合がある。このダイヤグラムは、二次元で描かれているが、広く分散されたμＢｅａｄによる屈折は、三次元である（３Ｄ）。太陽照明は拡散性であり、μＢｅａｄの連続層により放射状に全方向に屈折され、したがって、図１２には、光ドームのおよそ１５〜３０ｃｍ上方にある中央の手持ちカメラの１６ｍｍ広角レンズ周囲のオーラである日光の屈折が示されている。基材の真上２．５ｃｍの距離の強度を、屋外で以下のように測定した；砂壌土上方、２７０〜３００μＥｉｎ・ｍ-2・ｓ-1及びμＢｅａｄ上方、３６０〜３８０Ｅｉｎ・ｍ-2・ｓ-1；日光は、砂壌土よりもおよそ２０％の高い光強度で地面から上方に屈折した。表面屈折による追加の光強度は、直射日光下に置かれμＢｅａｄで栽培された植物の昼間萎凋を誘導する場合があり、それは、グリコシドを適用して準備した植物であれば矯正することができる。
【０１３７】
４．考察
原材料供給源である再利用ソーダ石灰ガラスはアルカリ性であり、したがって、μＢｅａｄが小さいほど、そこから天然アルカリ性が引き出される相対的表面積が大きくなる。ｐＨ安定性が主要な関心事であったため、最も大きなμＢｅａｄが、緑色植物用の培地として好ましいと考えられることは明白だった。ｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液によるμＢｅａｄの処理は、アルカリ性問題を克服し、緩衝栽培環境を提供する。連続滴下施肥は、培地を安定化する手段であり、理想的には、自動ｐＨコントローラを実装して、高密度植栽を可能にするように、効率的に流速を測定することができる。同様に、ｐＨ調整ｎｕｔｒｉｂｅａｄ溶液の高頻度通過画分を同量の排水と一致させる高密度栽培は、原生生物にも適用可能である。
【０１３８】
作物へのμＢｅａｄの適用は、０．４〜１０ｍｍの浅層を地面に散布して、太陽光強度を増強することを含む。屈折率を指定して、直射日光を様々な角度に反射させることができるため、低屈折率のμＢｅａｄは、太陽照明の角度が低く、より広角に光を屈折させることが、照明の分配に有利である季節に亜寒帯緯度で作物栽培を開始するのに有用であり得る。グリコシド調合物と共にμＢｅａｄを適用することが、図１３のレクチンサイクルのタンパク質複合体から糖を置換することにより、飽和Ｉに曝された植物を活発に成長させるために必要である場合がある。
【０１３９】
本研究の結果は、レクチンに対するマンノシドの高い特異性及び結合親和性と一致しており、対応する効力は、グルコシドに対するよりもレクチンに対する結合が比例的により高次であるという傾向を示す。適例として、タチナタマメ（Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓ）、コンナバリンＡ（ｃｏｎ  Ａ）に由来するレクチンは、α−トリマンノシドに特異的である。
【０１４０】
下記は、植物を処理し、植物の成長を増強させ、植物中の貯蔵からのグルコースの置換を増加させるために有利に使用することができる、ある実施形態による特定の調合物及び方法の例である。以下の例示的な調合物は、当業者に更なる手引きを提供することが意図されており、調合物の網羅的なリストを示すものではない。
【０１４１】
実施例６
植物容器へのビーズの適用：
黒色プラスチック製９ウェルトレーの上部表面を、銀色塗料をスプレーすることによりコーティングし、一晩乾燥させた。第２の透明コート塗料塗布を、０．３５ｍｍ乾燥厚さに施した。透明結合剤が乾かないうちに、７００μｍ層の７００μｍマイクロビーズを結合剤に分布させた。図１５に示されているように、７００μｍケイ酸塩ビーズをプランタートレーの上部表面に接着すると、未処理黒色トレー表面と比べて、２０％増加した光強度の屈折がもたらされた。植物用プラスチック製多ウェル平箱の上部表面にマイクロビーズを組み込むことにより、植物に到達する日光強度が著しく増強された。マイクロビーズをコーティングした上部縁周縁部は、反射性反射により（右）、類似の未処理平箱（左）よりも明るい。マイクロビーズにかける１ｍＭリン酸一カリウム及び３ｍＭリン酸一アンモニウムの緩衝溶液の４分の１容積の洗浄液を、トレーにかけ、排水させた。無土壌培地をプランタートレーに詰め、上記安全化調合物で補完して植物を栽培した。
【０１４２】
同じ方法を、マイクロビーズ等の光反射及び／又は屈折部材が、好ましくは通常使用中に人工光及び／又は自然光に曝され続ける容器の任意の表面、例えば上部表面に同様に接着されている、図１６に示されているようなセラミック、木材、ガラス繊維、及びプラスチック等の、あらゆるサイズ及び材料の植物容器に適用することができる。
【０１４３】
図１６は、マイクロビーズをプランターの上部表面に結合させることにより、植物への日光強度が増強されたことを示す。透明接着剤を、プレコートとして、７”の青磁釉薬セラミックポットの周縁部に塗布した。プレーコートは、釉薬の表面からマイクロビーズを持ち上げて、背景色の屈折を回避するために塗布した。乾燥後、透明接着剤の第２の３５０μｍ被覆を、７００μｍガラスマイクロビーズの層のための結合剤として周縁部にスプレーした。マイクロビーズをコーティングしたポット周縁部は、類似の青磁釉薬ポット（左）よりも明らかに明るく（右）、マイクロビーズの反射性反射を示している。スケールバーは、３０ｃｍである。
【０１４４】
プラスチックフィルムへのビーズの適用：
イチゴ等の屋外農作物の栽培では、畝に沿った細長いポリプロピレンフィルムを、プラスチック製の根覆い及びカバーとして使用する。したがって、この方法は、Ｍｙｌａｒ及び他のポリエステル、ＰＶＣ、アセタート、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＥＴ、光学ポリマーフィルム、ＵＶ及びＩＲ遮断プラスチック、再利用プラスチック、ＰＶＣラップ、シュリンクフィルム、並びに透明ポリマーフィルム及び剛構造を含む、マイクロビーズ用のプラスチック基材に適用可能である。
【０１４５】
ポリプロピレンは、以下の仕様範囲から選択することができる：
根覆いのタイプ  穴付き根覆いフィルム、穴無し根覆いフィルム
フィルム        ポリエチレン
色              透明、黒色、黄色、白黒、銀色及び黒色
幅              ９５、１００、１２０、１３５、１５０、１８０、２００、２１０ｃｍ
厚さ            ０．０２、０．０３、０．０５、０．０６、０．１５ｍｍ
穴のサイズ      １０、２０、４５、６０、８０ｍｍ
包装            ロール、袋
【０１４６】
ポリプロピレンを巻き取る前に、ガラス／プラスチック接着剤でフィルムを５０μｍ乾燥厚さにコーティングし、結合剤が乾かないうちに、単一１００μｍ層の１００μｍマイクロビーズを塗布する。結合剤が硬化したら、フィルムを巻き取り、周囲光の向上を必要とするあらゆる植物用の光増強プラスチック基材として農業適用に使用する準備をする。
【０１４７】
囲い構造へのビーズの適用：
温室及び他の全てのタイプの植物栽培用囲い構造での植物栽培では、光の進入を低減する覆いが使用される。囲いの表面構造には、屈折により植物の葉に到達する光を増強するガラスマイクロビーズをコーティングすることができる。例えば、建物の底部の高さ３〜１２フィートの東壁等の反射壁を、マイクロビーズでコーティングして、夕日の光を屈折させてもよく、又は逆に、マイクロビーズを建物の西壁にコーティングして、日の出の光を増強させてもよい。既存の構造物の場合、壁表面及びマイクロビーズと適合する好適な透明結合剤を、まず「屈折用の壁」に塗布し、ガラスマイクロビーズを、空気圧を用いて塗布して、まだ乾いていない接着剤に接着させる。屈折用の壁には、３００μｍ層の３００μｍマイクロビーズを、１５０μｍ接着剤コートに塗布する。
【０１４８】
植物を、好適な容器等に入れて、一時的に又は恒久的に配置することができるベンチ、テーブル、及びカウンタートップを、単層の１００〜７００μｍマイクロビーズで同様にコーティングすることができる。表面が、もともと黒色等の暗色である場合、白色又は銀色でプレコーティングすると、反射性反射が増強されるだろう。
【０１４９】
植物栽培用の囲いの構造表面は全て、接着により構築又は設置する前にマイクロビーズが埋め込まれていてもよく、又は表面設置の硬化又は焼付け中にマイクロビーズを埋め込んでもよい。特に、硬質プラスチック構造の場合には、プラスチックがほぼその融点にある間に、１００〜７００μｍのマイクロビーズを表面に埋め込むことができる。例えば、射出成形温度の硬質プラスチック苗床テーブル上部を、７００μｍ層の７００μｍマイクロビーズで押型して、苗床に設置した際にテーブル上部から植物への光をその上に反射性反射させる。この方法は、反射性反射を最大化するために、テーブルの脚及び既製の床材にも適用可能である。図１７に示されているように、温室のポリエチレンフィルム壁にマイクロビーズを組み込むことにより、植物に到達する日光強度が著しく増強された。図１７の写真は、反射しない暗色背景に対して撮影したものであり、したがって反射光は、温室フィルム及びそこに埋め込んだマイクロビーズに起因していた。透明結合剤の３５０μｍ被覆を、６ミルのポリエチレン温室フィルムシートの半分にスプレーし、接着剤が硬化する前に、７００μｍガラスマイクロビーズの層をその上に塗布した。マイクロビーズをコーティングした区画のフィルムは、反射性反射を示し、未処理のままだった同じシートの領域よりも明るく、温室の壁に接着したマイクロビーズの反射性反射を実証した。
【０１５０】
実施例７
例示的なマンノシド−Ｃａ−Ｍｎキット
２価カチオン栄養素を葉に送達するために調合した。
総窒素（Ｎ）範囲  １〜１５％、好ましくは６．０％
６．０％硝酸性窒素
カルシウム（Ｃａ）範囲  １〜１２％、好ましくは６．０％
６．０％水溶性２価カルシウム
マンガン（Ｍｎ）範囲  ０．５％〜８％、好ましくは５％
５．０％水溶性２価マンガン
マンニトール範囲  １〜３０％、好ましくは５％
硝酸カルシウム及び硝酸マンガンに由来した。
【０１５１】
一般情報
野菜、果樹、及び農作物
栽培期を通して１適用当たり１エーカ当たり０．５〜５クォートを適用する。少なくとも３回の適用を推奨する。１エーカ当たり１〜２クォートのより頻繁な適用が、欠乏の修正に必要な場合がある。
【０１５２】
観賞用作物
１００ガロンの水当たり０．５〜１クォートを適用する。葉を流出地点に十分にカバーする。
【０１５３】
土壌適用 
１エーカ当たり１〜５クォートの割合で滴下潅漑又はスプリンクラー潅漑により適用することができる。同じ灌漑サイクル中にリン酸塩系肥料を適用しないこと。
【０１５４】
混合の仕方
所望の総水容積の１／３〜２／３をタンクに入れる。必要に応じて殺虫剤を添加し、十分に混合されるまで撹拌する。必要に応じて助剤又は補完物を添加し、十分に混合されるまで撹拌する。所望の量を添加し、十分に混合されるまで撹拌する。所望の水の残りをタンクに加える。ジャーテストは、複数化学薬品混合物の適合性を評価するための良好な作業慣習である。注意：化学薬品混合物及び高リン酸塩及びアルカリ性（高ｐＨ）溶液との適合性を事前にチェックすること。アルカリ性溶液のタンク混合を回避すること。調合物は、多くの農業用化学薬品と共に効果的に適用することができる。よく知らないタンク混合の組み合わせについては、効力及び作物安全性を決定するための十分な評価が妥当である場合がある。地上散布装置の場合は１エーカ当たりの最低１０ガロンの水を、空中散布の場合は最低２ガロンの水を使用する。最適な適用割合は、土壌ｐＨ、有機物含有量、土性等の使用する土壌の特性、天候条件、季節、全体的な作物健康、及び種に応じて様々であろう。最良の結果を得るためは、土質試験又は植物分析の推奨に従うこと。
【０１５５】
実施例８
ケイ酸塩ビーズの一時的な適用は、屋外作物の畝の、胚芽の底部に沿った狭いストリップに施してもよい。例えばレタスの種子が発芽した後、７００μｍマイクロビーズの深さ７００μｍ、幅１”〜３６”のストリップを、新芽の畝の中央に分布させて、地面レベルから葉に光を反射性反射させる。
【０１５６】
実施例９
屋外芝草地の日陰部分は、日当たりがよい芝生地と品質を一致させるという課題を提起する。芝地の草冠内にケイ酸塩マイクロビーズを適用すると、ビーズの反射性反射により、日陰場所での光合成プロセスのための日光の供給が増強された。１つの層の５００〜７００ミクロンサイズのビーズの芝地草冠への適用は、芝生植物が活発に成長していた間に、ゴルフ場芝地の特定部位の日陰になっている芝生に限定して、１〜２週毎に施した。冬芝生種又は夏芝生種のいずれかの成長時期にわたって、以下のプロトコールを使用して反復適用すると、連続的な芝地成長が保証された。日陰領域を部分的に処理して太陽光を増強させる反射性反射を得るために、７００μｍマイクロビーズの層を散布することにより、ケイ酸塩ビーズの現場適用をゴルフ場の芝生に施した。マイクロビーズの散布は、芝生の初葉の出現と共に適用すると、播種後およそ５〜１５日間、特に効果的だった。深さ７００μｍのマイクロビーズの追敷（Ｔｏｐ  ｄｒｅｓｓｉｎｇ）を、表面から芝葉へと光を反射性反射させるために、１０００平方フィートの基材に分布させる。マイクロビーズを追敷する前日に、以下のマンノシド調合物を用いて７５ガロン／エーカの割合で処理することにより、芝生を光安全化することができる。
７５ガロンの水に希釈する。
化合物                                好ましい   範囲（グラム）
ＫＮＯ3                               ２０        １〜１０００
ＣａＮＯ3                             ５          １〜１０００
（ＮＨ4）2ＳＯ4                       ８          １〜１００
１．３ｍＭのＫＨ2ＰＯ4    ＭＫＰ      ８、ｐＨ６  １〜８０（ｐＨ５〜ｐＨ６）
０．９ｍＭのＮＨ2ＨＰＯ4  ＤＡＰ      ５、ｐＨ６  １〜８０（ｐＨ５〜ｐＨ６）
Ｆｅ−ＨｅＥＤＴＡ                    ０．５      ０．１〜５
Ｍｎ−ＥＤＴＡ                        ０．３      ０．１〜３
５００μＭメチル−α−Ｄ−マンノシド  ７．３      ３〜１０００
【０１５７】
実施例１０
マンノシドによる農業植物の種子の処理を、可溶性２価カチオンで補完する。種子処理は、完全マンノシド調合物でプライムすることにより、又は種子をコーティングすることにより達成する。例示的な種子コーティング調合物は、以下の通りである：
メチル−α−Ｄ−グルコシド            １グラム
マンガン−ＥＤＴＡ、ジナトリウム塩    ５μｇ
硝酸カルシウム                        ０．５グラム
リン酸一アンモニウム                  ０．１グラム
【０１５８】
上記化合物を微細に粉砕し、均一に混合する。植栽する前に、５００個のレタス種子に上記混合物を振りかけてコーティングする。種子を、適切な植栽時期に指定の領域に播種する。
【０１５９】
水溶液による種子及び実生の処理は、完全マンノシド調合物中の可溶性２価カチオンで補完したマンノシドにより例示される。ガラスマイクロビーズによる種子の同時処理が実証されている。そのような例示的な種子プライム法の有用性は、以下の通りである。ダイコン（Ｒａｐｈａｎｕｓ  ｓａｔｉｖｕｓ  Ｌ、栽培品種「Ｃｈｅｒｒｙ  Ｂｅｌｌ」）及びフダンソウ（Ｂｅｔａ  ｖｕｌｇａｒｉｓ  ｓｕｂｓｐｅｃｉｅｓ  ｃｉｃｌａ  Ｌ、栽培品種「Ｆｏｒｄｈｏｏｋ（登録商標）Ｇｉａｎｔ」）の発芽及び初期成長の、Ｃａ2+及び／又はＭｎ2+で補完したα−マンノシドに対する応答を試験した。固体培地を用いない水耕栽培を使用したダイコン種子の発芽及び成長の迅速アッセイ；フダンソウでの長期実験には、７００μｍ直径のガラスマイクロビーズの２〜５ｍｍ基層を使用した。ガラスマイクロビーズの中和は、ｐＨ６に滴定した弱酸性溶液：例えば、塩酸、硫酸、及び硝酸等の鉱酸；ウロン酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、サリチル酸、アスコルビン酸、コハク酸、オキサロ酢酸、ケトグルタル酸、フマル酸、及びアミノ酸等の有機酸；ＴＲＩＳ、ＢＩＳ  ＴＲＩＳ、ＭＥＳ、ＭＯＰＳ、及びＨＥＰＥＳ等の人工的な生物学的緩衝剤；肥料；及び最も好ましくはリン酸塩で希釈して実施することができる。最も高度に好ましい化合物は、ＭＡＰ及びＤＫＰ又はＤＡＰ及びＭＫＰ等の、主要な植物栄養素を提供するｐＨ６緩衝液中の化合物の組み合わせである。試験培地を添加すると、ガラスマイクロビーズは、平坦な層を形成し、毛細管作用により液体を表面に吸い上げた。種子を検査して、異常に大きな種子、小さな種子、又は損傷した種物を除外し、基層の表面に播種した。発芽後の実生を使用した実験の場合、栄養培地と接触させる前に、種子を脱イオン水で発芽させた。出現した幼根が＞１ｍｍの種子を、発芽と記録し、９５％が発芽するまで、発芽した種子の数を毎日集計した。乾燥又は水浸による影響を示す証明はいずれも視認されなかった。ガラスマイクロビーズを、水に浸漬して撹拌することにより、又は手作業で微小鉗子を用いることにより除去した。回収した植物を、オーブンで乾燥して、乾燥重量を決定した。処理溶液及び対照溶液は、脱イオン超純水に栄養素を溶解することにより調製した。
【０１６０】
成長培地は、グリコシド及び目的２価カチオンを含まないもの又は含んでいたものに基づいていた。トリオースは、α−１，３−α−１，６マンノトリオースの省略形であり、ＭＥＭは、メチル−α−Ｄ−マンノシドである。本明細書で使用されている用語は、以下を示す。栄養素を含んでいるもの又は含んでいないもの：０００＝グリコシド、Ｃａ2+又はＭｎ2+を含んでいない対照培地；ＭｅＭ００＝ＭｅＭを含むが、Ｃａ2+又はＭｎ2+を含まない培地；ＭｅＭＣａ０＝ＭｅＭ及びＣａ2+を含むが、Ｍｎ2+を含まない培地、及び０ＣａＭｎ＝ＭｅＭを含まないが、Ｃａ2+＋Ｍｎ2+を含む培地等。同様の用語が、トリオースを含有する培地にも使用されている。引用した結果は、平均±ＳＥである。様々な処理の平均値を、スチューデントｔ検定（両側）を使用して比較した。差は、ｐ≦０．０５の場合に有意であるとみなした。
【０１６１】
結果
５００ｍＭのメチル−α−Ｄ−マンノシド、Ｃａ2+、及びＭｎ2+を含む完全培地（５００ＭｅＭＣａＭｎ）で成長させた発芽後のダイコン実生は、これら成分の１つ又は複数を欠如する培地で成長させた実生とは識別可能な差を示した。５００ＭｅＭＣａＭｎで処理した植物は、最も早期に色素沈着を示し、直立した背の高い苗条並びに主根及び健康な白色根毛を有するロバストな根を示した。対照的に、Ｃａ2+を欠如した培地で成長させた植物は、細長い根を示し、Ｍｎ2+を欠如する培地で成長させた植物は、短くて太い根及び苗条を示した。５００ＭｅＭＣａＭｎで２日間成長させたダイコン実生は、１つ又は複数の成分を欠如する培地で成長させた植物よりも有意に高い平均乾燥重量を示した。ＭｅＭのみの付加、又はＭｅＭを含まないＣａ2+及びＭｎ2+の付加は、植物成長に有意な効果を示さなかった。１００μＭのＭｅＭ、Ｃａ2+又はＭｎ2+を有する培地及び有していない培地で３日間成長させたダイコン実生は、５００ＭｅＭを使用した短期実験で観察されたものと同様の栄養素除外効果を示した。収量は、完全培地が最も高く（１００ＭｅＭＣａＭｎで、１０±０．３ｍｇ、ｎ＝３６）、１つ又は複数を除外した培地が有意により低かった（０ＣａＭｎ、９±０．３ｍｇ、ｐ＝０．０４；ＭｅＭ０Ｍｎ、９±０．２ｍｇ、ｐ＝０．０１；各処理でｎ＝３６）。ダイコン種子を、その後の実生成長が生じるのと同じ培地で発芽させると、完全培地は、Ｃａ2+を欠如する培地よりも有意に大きな苗条乾燥重量をもたらした（それぞれ８±０．２ｍｇ及び７±０．２ｍｇ、各処理でｎ＝５０）。２価カチオンの１つのみを含有する培地で栽培したダイコン実生は、一貫した形態学的相違を示した。Ｍｎ2+を欠如する実生は、短く頑丈な根を有していたが、Ｃａ2+を除外した実生は、長くて細い根を有していた。種々の培地で３日間成長させた後で根の長さを測定すると、長さの違いが確認された。ＭｅＭ又はＭｎ2+を用いずに成長させた実生の根は、完全培地で又はＣａ2+を用いずに成長させた実生の根よりも有意に短かった。ダイコン種子を、その後の実生成長が生じるのと同じ培地で発芽させると、完全培地は、Ｃａ2+を欠如する培地よりも有意に大きな根平均乾燥重量をもたらした（それぞれ１．８±０．０７ｍｇ及び１．５±０．０６ｍｇ、各処理でｎ＝５０）。フダンソウ種子は、ダイコンよりも発芽が遅く、まず１回の処理での種子が全て発芽するまで幼根の出現を計数することにより発芽に対する栄養素除外の効果を調査するために使用した。完全培地（１００ＭｅＭＣａＭｎ）に播種した１００個の種子の場合、日毎計数は、０、１９、６０、７５、８０、及び１００であった。それと比較して、ＭｅＭを欠如する培地に播種した場合の計数は、０、１３、４１、５８、６３、及び８４だった。したがって、完全１００ＭｅＭＣａＭｎ培地は、０ＣａＭｎよりも高い日毎計数をもたらすだけでなく、平均計数もより高かった（５６対４３）。また、早期発芽は、より高い苗条及びより長い根をもたらし、それにより、植物全体の乾燥重量が有意に増強された：１００ＭｅＭＣａＭｎ＝１．５±０．０４ｍｇ、０ＣａＭｎ＝１．４±０．０６ｍｇ、各処理でｎ＝６０、７日間の実生成長後。１００μＭのＭｅＭを含有する培地で��フダンソウ種子の発芽率は、グリコシドを含まない培地での発芽率よりも一貫して高かった。ＭｅＭ及びＭｎ2+を含むがＣａ2+を欠如する培地での種子は、完全培地での種子又はＭｎ2+を欠如する培地での種子よりも、高い初期発芽率を示したが、最初の４日後には、発芽率は、ＭｅＭを含有する３つの全ての培地で同様だった。したがって、実生根成長と同様に、発芽、つまり根出現に対するグリコシドの効果は、Ｍｎ2+が存在し、Ｃａ2+が含まれていない場合が最適であり、Ｃａ2+が存在し、Ｍｎ2+が含まれていない場合では最適ではなかった。端末α−マンノシルリガンドを有するトリサッカライドは、マンノース結合レクチンに特異的であり、最も高い結合親和性を有する。実生成長に対する低濃度の効果を調査するために、Ｍｎ2+及びＣａ2+を含む０、０．３、１、又は１０μＭトリオースを各々含有する３０ｍｌの培地で、６０本のダイコン実生を栽培した。１日後に、処理液をデカントし、ＤＩ  Ｈ2Ｏと置換した。２日目には、平均乾燥重量は、トリオースを含まない培地で成長させた実生よりも、０．３、１、又は１０μＭトリオース濃度の完全培地で成長させた実生で有意により大きかった。１μＭのトリオースを用いたが、Ｃａ2+を欠如させて成長させた実生は、トリオースを用いずに成長させた実生と同様だった。成長増強は、０．３μＭ未満のトリオースでは観察されなかった。完全１μＭトリオースでの処理に対する応答は、２日以内に視覚的に識別可能になった。植物成長に対するトリオースの効果は強力であり、２価カチオンを両方とも必要とする。Ｃａ+2及びＭｎ+2と組み合わせたα−マンノシドで種子をプライムすると、それらの成分の１つ又は複数を欠如する処理と比較して、種子発芽及び実生成長の有意な増強がもたらされた。２価カチオンが両方とも含まれていない場合、α−マンノシドは、実生収量に有意な効果を示さなかった。しかしながら、α−マンノシド及びＭｎ+2を含有する培地は、Ｃａ+2の非存在下で種子発芽を加速させ、根成長を増強した。
【０１６２】
実施例１１
植物用のペンタアセチル−α−Ｄ−マンノピラノースの１段階新規混合物のプロトコール。α−マンノシド、ペンタアセチル−α−Ｄ−マンノピラノースは、可溶性マンガン及びカルシウム２価カチオンと共に調合すると、強力な活性を示す。塩化物の亜鉛、マンガン、及びカルシウム塩を含む新規触媒による製造方法が提供される。１２ｍｌ無水酢酸及び２．０ｇ無水マンノース中の０．４ｇ無水塩化亜鉛、０．１ｇ無水塩化マンガン、及び０．１ｇ無水塩化カルシウムを、１００ｍｌの丸底部沸騰フラスコに添加する。沸騰石を入れ、冷却管をフラスコに取り付け、内容物が沸騰し始めるまで電気マントルでフラスコを加熱する。発熱反応が停止するまで加熱を止め、その後更に２分間加熱して、混合物を沸騰させる。懸濁物が凝固するまで、高温溶液をよく撹拌しながら約２５０ｍＬの氷水に注ぐ。ろ過又は遠心分離により固形物を収集する。
【０１６３】
特定の特徴は、１つの例を参照し、他の例を参照せずに説明されているが、これは便宜的なものに過ぎず、１つの記載されている例の幾つかの特徴は、本明細書で開示された方法及び調合物による他の例の１つ又は複数と組み合わせることができる。
【図１】
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【図２（Ａ）】
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【図２（Ｂ）】
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【図３】
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【図４（Ａ）】
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【図４（Ｂ）】
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【図４（Ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019162123.tif 000017
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2019162123.tif 000019
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月4日(2019.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物であって、前記植物の細胞内の糖タンパク質が１つ又は複数のグリコピラノシド化合物に供し、それにより前記グリコピラノシド化合物を前記細胞内で前記糖タンパク質からの置換糖に結合することによって、１つ又は複数の外因性グリコピラノシド化合物で修飾された、１つ又は複数の糖タンパク質複合体の糖タンパク質分子を有する、植物。
【請求項２】
前記糖タンパク質複合体の糖タンパク質分子は、レクチンである、請求項１に記載の植物。
【請求項３】
前記グリコピラノシド化合物は、α−Ｄ−グリコピラノシドである、請求項１に記載の植物。
【請求項４】
前記α−Ｄ−グリコピラノシドは、α−Ｄ−マンノシドである、請求項３に記載の植物。
【請求項５】
前記α−Ｄ−グリコピラノシドは、アルキル−α−Ｄ−グリコピラノシドが含まれている、請求項３に記載の植物。
【請求項６】
前記アルキル−α−Ｄ−グリコピラノシドは、アルキル−α−Ｄ−マンノシドである、請求項５に記載の植物。
【請求項７】
前記グリコピラノシド化合物は、メチル−α−Ｄ−マンノシドである、請求項５に記載の植物。
【請求項８】
前記１つ又は複数のグリコピラノシド化合物は、フェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド；フェニル−α−Ｄ−グリコピラノシドの塩及び誘導体、及びそれらの組み合わせ；アミノフェニル−α−Ｄ−マンノピラノシド、アミノフェニルマンノピラノシド、アミノフェニルキシロシド、アミノフェニルフルクトフラノシド、グリコピラノシルグリコピラノシド、テトラアセチル−α−Ｄ−マンノピラノース、テトラアセチルマンノピラノース、エチルマンノシド、トリマンノシド、アルキルグルコピラノシド、及びインドキシルグリコピラノシドからなる群から選択される、請求項１に記載の植物。
【請求項９】
前記グリコピラノシド化合物は、植物成長調節物質として適用される、請求項１に記載の植物。
【請求項１０】
前記植物成長調節物質は、メチル−α−Ｄ−マンノシドである、請求項９に記載の植物。
【請求項１１】
前記植物成長調節物質は、エチルマンノシド、トリマンノシド、及びグリコピラノシルグリコピラノシドの１つ又は複数から選択される、請求項９に記載の植物。
【外国語明細書】
2019162123000001.pdf