(57)【要約】  植物の初期生殖段階でまたはそれ以前に、植物もしくはその一部、またはその場所に、オーキシンまたはオーキシン類似体を含む組成物の有効量を施用することにより、オーキシン応答経路を有する顕花植物において植物成長を高めるための組成物および方法。向上した植物成長は、非生物的ストレスの影響を軽減し、かつ/または果実もしくは種子の収量を改善することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーキシン応答経路を含む顕花植物において植物の成長を高める方法であって、該植物の初期生殖段階でまたはそれ以前に、該植物もしくはその一部、またはその場所に、オーキシンまたはオーキシン類似体を含む組成物の有効量を施用することを含んでなる方法。
【請求項２】
前記植物がマメ科(Leguminosae, Fabaceae)の植物、アブラナ科(Brassicaceae, Cruciferae)の植物、結実野菜、またはイネ科(Poaceae, Gramineae)の作物を含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
前記植物がダイズ、エンドウ、キャノーラ、トマト、またはコムギの植物を含む、請求項2記載の方法。
【請求項４】
前記組成物が開花時または開花の少なくとも1日前に施用される、請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記組成物が開花の少なくとも1週間前に施用される、請求項4記載の方法。
【請求項６】
前記植物がダイズまたはエンドウの植物であり、かつ前記組成物が開花時または開花前に施用される、請求項2記載の方法。
【請求項７】
花芽が托葉の外側からは見えない時期に前記組成物が施用される、請求項6記載の方法。
【請求項８】
前記植物がアブラナ科(Brassicaceae, Cruciferae)の植物であり、かつ前記組成物が緑色のつぼみ（bud）の段階でまたはそれ以前に施用される、請求項2記載の方法。
【請求項９】
前記植物がイネ科(Poaceae, Gramineae)の植物であり、かつ花序がブートから出てきていないか、もしくは花序がブートから最近出てきたばかりである、後期ブート段階でまたはそれ以前に前記組成物が施用される、請求項2記載の方法。
【請求項１０】
オーキシンまたはオーキシン類似体が4-置換インドール-3-酢酸を含む、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
オーキシンまたはオーキシン類似体が4-メチル-インドール-3-酢酸を含む、請求項10記載の方法。
【請求項１２】
オーキシンまたはオーキシン類似体が4-クロロ-インドール-3-酢酸を含む、請求項10記載の方法。
【請求項１３】
前記組成物が殺虫剤、殺ダニ剤、除草剤、殺菌剤、薬害軽減剤、肥料、または他の植物成長調整剤をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項１４】
前記組成物がサイトカイニンまたはジベレリンをさらに含む、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
オーキシンまたはオーキシン類似体が水溶液中約1×10-4〜約1×10-7Mの濃度で施用される、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記組成物が約0.0001〜20g/ヘクタールの量で作物に施用される、請求項1〜4または15のいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記組成物がエーカーあたり約3.4mg〜約3.8gの量で作物に施用される、請求項16記載の方法。
【請求項１８】
植物における非生物的ストレスの症状を改善する方法である、請求項1記載の方法。
【請求項１９】
非生物的ストレスが干ばつ、塩分、または温度(暑熱もしくは寒冷)のストレスの1つ以上を含む、請求項18記載の方法。
【請求項２０】
前記植物が10％以上の植物成長応答の増加または効果を示す、請求項18または19記載の方法。
【請求項２１】
植物からの果実または種子の収量を増加させる方法である、請求項1記載の方法。
【請求項２２】
果実または種子の収量が10％以上増加する、請求項21記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の成長を調整するために農業において用いられる農薬および方法の技術分野に関する。特に、本発明は、収穫量、植物のアーキテクチャ、または植物の成熟のうち1つ以上を改善するために植物に施用される農薬としての、ならびに、収穫量を増加させかつ植物の生殖器官における非生物的ストレス症状を予防もしくは低減するための戦略としての、オーキシンおよびオーキシン類似体の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物の成長はさまざまな物理的・化学的要因によって影響される。物理的要因としては、利用可能な光線、日照時間、水分および温度が挙げられる。化学的要因としては、鉱物、硝酸塩、補因子、栄養物質、および植物成長調整剤またはホルモン、例えば、オーキシン、サイトカイニンおよびジベレリンが挙げられる。植物の成長調整は、植物のいくつかの特性を向上させるさまざまな植物応答に関係する。「植物成長調整剤」は、植物の1つ以上の成長調整プロセスにおいて活性を保持する化合物である。
【０００３】
インドール-3-酢酸(IAA)は、植物で同定された、天然に存在する植物成長ホルモンである。IAAは、in vivoおよびin vitroで、植物の成長増加に直接関与することが示されている。IAAに影響されることが知られている特性には、細胞伸長、節間距離(高さ)および葉の表面積が含まれる。IAAと、IAAの活性に類似するホルモン調節活性を示す他の化合物は、「オーキシン」と呼ばれる植物成長調整剤のクラスに含まれる。
【０００４】
植物の成長調整は、改善された植物成長および良好な農業実践の条件を得るように、植物とそれらの収穫を改善するための望ましい方法である。植物で同定された植物成長調整剤は、ほとんどの場合、植物に多くの影響を及ぼすやり方で、植物細胞の分裂、伸長および分化を調節している。トリガー事象(trigger event)は、動物で知られているものと比較して、植物ではさまざまに異なることが分かっている。
【０００５】
分子基盤では、植物成長調整剤は、膜特性に影響を及ぼすことによって、遺伝子発現を制御することによって、酵素活性に影響を与えることによって、または上記の相互作用のタイプの少なくとも2つの組み合わせで作用することによって、機能することができる。植物成長調整剤は、天然起源の化学物質(植物ホルモンとも呼ばれる)、例えば、非ペプチドホルモン(例：オーキシン、ジベレリン、サイトカイニン、エチレン、ブラシノステロイド、アブシジン酸)、脂肪酸誘導体(例：ジャスモン酸エステル)、およびオリゴサッカリンである(Biochemistry & Molecular Biology of the Plant (2000); 編集 Buchanan, Gruissem, Jones, pp. 558-562; および850-929を参照されたい)；あるいは、それらは、合成的に製造された化合物、例えば、天然に存在する植物成長ホルモンの誘導体(エセフォン)であり得る。
【０００６】
極めて低い濃度で作用する植物成長調整剤は、器官および器官の発生段階に応じて、ほとんどの植物細胞および組織に見出すことができる。適切な化合物の選択に加えて、最適な環境条件を探すことも関係している。というのは、成長ホルモンの作用に影響を及ぼしうる、例えば以下のような、いくつかの要因が存在するからである：(a)植物成長調整剤それ自体の濃度、(b)植物に施用される量、(c)植物の発育段階に関連する施用時期、(d)処理前と処理後の温度および湿度、(e)植物の水分含量、ならびにその他いくつか。
【０００７】
既存の植物成長調整剤の正確な作用機序は不明であることが多く、また、植物が影響を受けるプロセスに左右される。オーキシンは、細胞分裂、細胞伸長、維管束分化、発根開始、屈性、および果実発育を含めて、植物における広範囲の機能に関与している(Reinecke, D.M. (1999) 4-Chloroindole-3-acetic acid and plant growth. Plant Growth Regul 27:3-13; Davies PJ (2004) The plant hormones: Their nature, occurrence and function. (Davies PJ(編) Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action! 第3版 Springer, Dordrecht, The Netherlands, p1-15))。
【０００８】
オーキシンは、遺伝的および生化学的事象の極めて複雑なカスケードに関与することによって植物の成長を調節することができ、例えば、植物のある器官または細胞型の成長刺激につながることがあるが、同じ植物の他の器官または細胞型では抑制につながることもある。
【発明の概要】
【０００９】
本発明との関連において、植物の成長調整は、殺虫剤もしくは除草剤による作用または成長減退(これも植物の成長調整と呼ばれることがあるが、その意図することは植物の成長を阻害すること、または妨げることである)とは区別される。そのため、本発明の実施は、処理される植物に対して非植物毒性の量であるが、植物もしくはその特定部分の成長および/または発育を刺激する量、植物の生活環の自然の成熟期/老衰期を刺激する量、あるいは植物の非生物的ストレス症状を防護または低減する量での化合物の使用を伴う。
【００１０】
したがって、一態様において、本発明は、オーキシン応答経路を含む顕花植物において植物の成長を高める方法を含み、この方法は、該植物の初期生殖段階でまたはそれ以前に、該植物もしくはその一部、またはその場所に、オーキシンまたはオーキシン類似体を含む組成物の有効量を施用することを含んでなる。高められた植物成長は、増加した果実保持、増加した種子収量、ならびに非生物的ストレスおよび非ストレス条件下での促進された植物成熟(ドライダウン)によって証明することができる。
【００１１】
一実施形態において、オーキシンまたはオーキシン類似体は、開花時または開花前に、つまり開花の少なくとも1日前もしくは少なくとも2日前に施用されるか、あるいは開花の少なくとも1週前に施用されてもよい。
【００１２】
一実施形態において、オーキシンまたはオーキシン類似体は4-置換インドール-3-酢酸(4-R-IAA)を含む。一実施形態では、4-R-IAAは4-クロロ-インドール-3-酢酸または4-メチル-インドール-3-酢酸を含むことができる。
【００１３】
本発明は、オーキシン応答経路を含む植物において非生物的ストレスの症状を改善する方法を含むことができ、この方法は、該植物の初期生殖段階でまたはそれ以前に、該植物もしくはその一部、またはその場所に、オーキシンまたはオーキシン類似体を含む組成物の有効量を施用することを含んでなる。
【００１４】
非生物的ストレス症状の改善は、非生物的ストレスが暑熱、干ばつ、もしくは塩分、またはこれらの組み合わせである場合に見ることができる。一実施形態では、前記組成物は、開花時、開花の少なくとも1日前もしくは少なくとも2日前、または開花の少なくとも1週前に施用される。
【００１５】
本発明は、非ストレスまたは非生物的ストレス条件下で、植物からの果実または種子の収量を増加させる方法を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
図面は次のように簡単に説明される：
【図１】エンドウ(Pisum sativum L.)の結実に及ぼす暑熱ストレスの影響を示す代表的な植物の立面正面斜視図である。生殖発育の時期(第1の開花節が花芽期または満開期にある時)の明期における11時00分(11:00)から17時00分(17:00)までの1日6時間、4日間の気温34℃の暑熱ストレス処理(明期の残りの時間は気温22℃に維持した；暗期は19℃に維持した)は、花、果実および種子の発育停止をもたらし、エンドウ植物の発育する果実の数を劇的に減少させた。
【図２】暑熱ストレスおよび非ストレス(対照)条件下で結実に及ぼす4-ME-IAA処理の効果を示す代表的な植物の立面正面斜視図である。第1の開花節が花芽期または満開期にある時の植物への4-ME-IAAの施用は、施用の9〜10日後に測定した時、非ストレス条件下および暑熱ストレス条件下で生育させたエンドウ植物における莢保持を増加させた。
【図３】植物の成熟に及ぼす4-ME-IAAの効果を示す代表的な植物。(B)の植物には、0.1％Tween 80(非イオン性界面活性剤)中の4-ME-IAAを1回噴霧して被覆し、(A)の植物には0.1％Tween 80を噴霧した(対照処理)。第1の開花節が花芽期または満開期にあった時植物に噴霧し、ホルモンまたは対照の噴霧施用から34日後に写真を撮った。4-ME-IAAは、植物の成熟(緑色の栄養成長状態から黄色の乾燥状態への植物のより早いドライダウン)を刺激した。
【図４】処理試験区の図であり、ここで、文字は各処理試験区(複製ユニット、n＝8)内の複製ユニット(間隙のない20本の植物)を表す。
【図５】2つの莢を持つエンドウ花序。下側と上側の花柄(peduncle)および小花柄(pedicel)(花柄に莢を取り付ける)の位置が示される。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、植物の成長を調整するための組成物および方法に関する。本明細書中で明示的に定義されていない用語または表現は、当業者が理解している一般的に受け入れられた定義を有するものとする。
【００１８】
一般的に言えば、前記方法は、植物もしくは植物の一部分、または植物の場所に、適量の4-置換オーキシンを施用することを含んでなる。
【００１９】
本明細書中で使用する時、用語「オーキシン」は、植物の成長の1つ以上の側面を調整または調節する物質を意味するものとする。オーキシン類は、典型的には、芳香環とカルボン酸基を含む。一般的に見られるオーキシンはインドール-3-酢酸(IAAまたはIUPAC：2-(1H-インドール-3-イル)酢酸)である。オーキシン類似体は、IAAの誘導体、例えば、IAAのインドール環の4位に置換部分(Hではない)を有する化合物を含むことができる。理論に制限されないが、これらの4-置換IAAの有効性は、その置換基のサイズと立体構造に依存するようである。例としては、限定するものではないが、以下に示される式を有する4-メチル-インドール-3-酢酸(4-Me-IAA)または4-クロロインドール-3-酢酸(4-Cl-IAA)、ならびにクロロもしくはメチル基と同様のサイズの置換基を4位に持つ他の誘導体が含まれる：
【化１】
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【００２０】
オーキシンまたはオーキシン類似体は、オーキシン応答の安定性を高めるために他の位置で修飾されている4-置換IAAを含むことができる。
【００２１】
本発明は、植物の初期生殖段階でまたはそれ以前に(開花または満開を含めてそれまでに)、オーキシンもしくはオーキシン類似体を含む組成物を植物に施用することによって、植物の成長を高める方法を含む。いずれか特定の植物の生殖段階の開始は、当業者によって解剖学的に決定され得る。その結果、植物の成長、植物の収穫量または植物の成熟は、非ストレス条件下で改善する可能性がある。一実施形態では、植物は、干ばつ、塩分、または温度(暑熱もしくは寒冷)ストレスといった非生物的ストレス条件に対して増加したまたは向上した耐性を示すことができる。一実施形態では、施用時期は開花または満開の数日または数週前であり得る。
【００２２】
特定の実施形態では、本明細書に記載される方法および組成物は、以下のような、経済的価値を有する種々の顕花植物(被子植物門)において植物の成長を高めるために使用することができる：バナナ；穀物、例えば、オオムギ、ソバ、キャノーラ、トウモロコシ、ホップ、キビ、カラスムギ、ポップコーン、イネ、ライムギ、ゴマ、ソルガム、コムギ、野生イネ；柑橘類、例えば、カラモンジン、柑橘系交配種、グレープフルーツ、キンカン、レモン、ライム、マンダリン、オレンジ(サワーおよびスイート)、ザボン、タンジェリン；ワタ；アブラナ属作物、例えば、ブロッコリー、ブロッコリーレーブ、芽キャベツ、キャベツ(ハクサイ)、カリフラワー、カヴァロ・ブロッコリー、コラード、ケール、コールラビ、ミズナ、マスタードグリーン、コマツナ、アオナ；ウリ科野菜、例えば、カンタロープメロン、ハヤトウリ、トウガン、シトロンメロン、キュウリ、ガーキン、食用ヒョウタン、マスクメロン交配種および/または栽培品種、カボチャ、ペポカボチャ(例：ツルクビカボチャおよびズッキーニ)、スイカ、冬カボチャ(例：ドングリカボチャおよびニホンカボチャ)；結実野菜、例えば、ナス、ホオズキ、ペピーノ、カラシ(例：ピーマン、トウガラシ、ピメント、パプリカ)、トマティロ、およびトマト；ブドウ；葉野菜、例えば、アマランス、ルッコラ、アスパラガス、カルドン、セロリ、セルタス、チャービル、キク、トウモロコシ、サラダ、クレス(ガーデンおよびアップランド)、タンポポ、ドック、エンダイブ、フェンネル、レタス(結球およびリーフ)、ヤマホウレンソウ(orach)、パセリ、スベリヒユ(ガーデンおよびウィンター)、赤チコリ、ダイオウ、ホウレンソウ、フダンソウ；パイナップル；仁果、例えば、リンゴ、野生リンゴ、ビワ、米国南部原産のサンザシの実(mayhaw)、ナシ(オリエンタル含む)、マルメロ；ジャガイモ、根および塊茎野菜、例えば、アラカチャ、クズウコン、アーティチョーク、カンナ(食用)、キャッサバ、ハヤトウリ(根)、ニンニク、ショウガ、タマネギ、ジャガイモ、サツマイモ、ココヤム(tanier)、ウコン、クズイモ、ヤムイモ；根菜類、例えば、ビート(ガーデンビート＆テンサイ)、ゴボウ(食用)、ニンジン、根用セロリ、チャービル、チコリ、朝鮮人参、セイヨウワサビ、アメリカボウフウ、ダイコン、ルタバガ、サルシファイ、ムカゴニンジン、カブ；イチゴ；石果、例えば、アプリコット、チェリー(スイートおよびタルト)、ネクタリン、モモ、プラム、プラムコット、プルーン(フレッシュ)；多肉(succulent)、乾燥マメおよびエンドウマメ、例えば、マメ(インゲンマメ属およびササゲ属)、タチナタマメ、エンドウ(エンドウ属)、キマメ、ダイズ、ナタマメ、およびマメの乾燥品種(ルピナス属、インゲンマメ属、ササゲ属)、ソラマメ、ヒヨコマメ、グアー、フジマメ、レンティル、およびエンドウ；木の実およびピスタチオ、例えば、アーモンド、ブナの実、ブラジルナッツ、バタグルミ、カシューナッツ、クリ、チンカピングリ、ハシバミ、ヒッコリーナッツ、マカダミアナッツ、ペカン、クルミ(クロクルミおよびセイヨウグルミ)、およびピスタチオ；熱帯の木の果物、例えば、アボカド、チェリモヤ、コーヒー、グアバ、ライチ、マンゴー、パパイヤ。
【００２３】
特に、本明細書中の方法および組成物は、ダイズもしくはエンドウなどのマメ科(Leguminosae, Fabaceae)の植物、キャノーラなどのアブラナ科(Brassicaceae, Cruciferae)の植物、トマトなどの結実野菜、またはイネ科(Poaceae, Gramineae)の穀物植物、例えばコムギなどの穀粒植物、に効果的であり得る。
【００２４】
理論に制限されないが、オーキシン応答経路を有する植物は本明細書に記載の方法から恩恵を受けると考えられる。オーキシン応答経路は植物の他の生化学的経路をアップレギュレートまたはダウンレギュレートすることによって作用することができる。例えば、本発明のオーキシンまたはオーキシン類似体の施用によってアップレギュレートまたは増強され得るジベレリン(GA)生合成経路は、本明細書に記載の方法から利益を得ることができる。別の例では、オーキシンはエチレン応答経路を阻害することができる。
【００２５】
オーキシンがエンドウの実の成長時にジベレリン(GA)生合成経路の特定の段階でGA生合成を刺激するという発見は、植物の発育を調整するための別のクラスのホルモンを調節する1つのクラスのホルモンの初期の例であった(van Huizen et al. 1995および1997)。その後、研究者らは、茎の伸長や果実の発育を含めて、いくつかの植物発育プロセスが、GA生合成のオーキシン刺激の作用機序を介して、少なくとも部分的に、ホルモン調節されていることを見出した(Ozga et al. 2003および2009; O'Neill and Ross 2002; Serrani et al. 2008)。
【００２６】
エンドウ(Pisum sativum)の果実は、ホルモンが果実発育にどのように関与しているかを理解するためのモデル系になってきた(Eeuwens and Schwabe 1975; Sponsel 1982; Ozga et al. 1992; Reinecke et al. 1995; Rodrigo et al. 1997; Ozga et al. 2009)。果実は子房(果皮)とその中に閉じ込められた種子から構成される。果皮の機能は、発育中の種子を機械的損傷から保護すること、種子発生時の微小環境を安定化すること、および栄養供給の変動に対して生理学的緩衝材として作用することである(Muentz et al. 1978)。果実の発育は、受精した子房を成熟果実に変換する細胞の分裂、拡大および分化を起こさせるための分子的、生化学的および構造的変化の複雑な相互作用を必要とする。エンドウの花は自家受粉する。花びらが完全に反り返っている時、花は開花(満開)状態にあるといわれており、果実発育を段階分けするまたは追跡するために用いられる形態的特徴は開花後日数(DAA: days after anthesis)で測定される。ほとんどの果実において、正常な子房(果皮)の成長には種子の存在が必要であり、そして果実の最終重量は多くの場合発育中の種子の数に比例する(Nitsch 1970)。エンドウの場合がそうであり、そこでは果皮の成長(長さ、生重量および乾燥重量)が初期の種子数と正に相関しており、2〜3DAAでの種子の除去または破壊は結果的に果皮成長の減速とその後に落果をもたらした(Eeuwens and Schwabe 1975; Ozga et al. 1992)。同様に、種子数はシロイヌナズナ(Arabidopsis)およびトマトでは子房のサイズとも正に相関している(Cox and Swain 2006; Gillaspy et al. 1993参照)。種子を起源とするホルモンなどの化学的シグナルは、果皮の成長に必要なホルモンレベルを維持することによって、継続的な果実の発育に関与している可能性がある(Eeuwens and Schwabe 1975; Sponsel 1982; Ozga et al. 1992)。
【００２７】
GAに加えて、発育中のエンドウの種子および果皮は、2種類のオーキシン、つまり4-クロロインドール-3-酢酸(4-Cl-IAA)とインドール-3-酢酸(IAA)を含んでいる(Magnus et al. 1997)。裂いて種を取り除いた果皮(まだ植物にくっついている)の内壁に試験化合物を適用する分裂果皮検定は、外因的に適用された成長物質が果皮の成長に及ぼす効果を調べるために開発されたものである。早期の果皮成長時(2DAA)に、種を取り除いた果皮への生物活性GAまたは4-Cl-IAAの適用は、果皮成長を刺激する上で種子に取って代わることができるが、IAAはできない(Reinecke et al. 1995; Eeuwens and Schwabe 1975; Ozga and Reinecke 1999)。
【００２８】
エンドウの果実の早期成長時に、ジベレリン(GA)20-オキシダーゼ遺伝子発現(PsGA20ox1)を調節する際の4-クロロインドール-3-酢酸(4-Cl-IAA)とIAA(両方ともエンドウの天然オーキシン)の生理学的役割を、ある範囲の生物学的活性(果実の成長)を有する4位で環置換されたオーキシンとともに試験した。エンドウ果皮中のPsGA20ox1 mRNAレベルに及ぼす種子、天然および合成オーキシン(それぞれ、4-Cl-IAAおよびIAA; 4-Me-IAA、4-Et-IAAおよび4-F-IAA)、ならびにオーキシン(4-Cl-IAA)濃度の影響を、24時間の処理期間にわたって検討した。種を取り除いた果皮中のPsGA20ox1 mRNAレベルを増加させる特定の4-置換オーキシンの能力は、果皮の成長を刺激するそれらの能力と相関していた。果皮のPsGA20ox1 mRNAレベルおよび成長の最大増加は、種を取り除いた果皮を天然に存在するエンドウオーキシン4-Cl-IAAで処理した時に観察された；しかし、IAAは有効でなかった。エチレン作用のアンタゴニストであるチオ硫酸銀は、対照処理に対してIAAのPsGA20ox1刺激欠如を逆転しなかった。4-Me-IAAは、PsGA20ox1を刺激する上で2番目に高い活性のオーキシンであり、かつ2番目に生物学的活性があるオーキシンであった。種を取り除いた果皮への4-置換IAA類似体、つまり4-Et-IAAおよび4-F-IAAの適用は、結果的にPsGA20ox1転写産物レベルまたは果皮成長のわずかな増加をもたらすか、そうした増加をもたらすことがなかった。果皮のPsGA20ox1 mRNAレベルは4-Cl-IAA濃度の増加とともに増加し、そして低濃度の4-Cl-IAA処理(30〜300pmol)では一過性の増加を示した。
【００２９】
4-Cl-IAAは、in plantaでエンドウの果実の成長を維持するために、種子の代わりになり得るが、IAAは代わりにならないようである。インドール環の4位の置換基の重要性を、4-X-IAA (X＝H、Me、Et、F、またはCl)の分子特性およびin plantaでエンドウ果皮の伸長に及ぼすそれらの効果を比較することによって試験した(Molecular properties of 4-substituted indole-3-acetic acids affecting pea pericarp elongation, Reinecke et al., Plant Growth Regulation, Vol 27, No.1, 39-48)。そこでは、構造-活性相関が、X線解析から得られた構造データ、計算された溶液中での立体構造、半経験的な形状およびバルクパラメータ、ならびに実験的に決定された親油性およびNH-酸性度に関して考察されている。4-置換基のサイズとその親油性はエンドウ果皮の成長促進活性に関連していたが、エレクトロメリー効果との明らかな関係はなかった。
【００３０】
これらの結果は、エンドウ果実の初期成長時にPsGA20ox1発現をもたらすことによってGA代謝を調節する上でのオーキシンのユニークな生理学的役割を支持している。
【００３１】
さらに、4-Cl-IAAの適用は、果皮GA生合成遺伝子発現、具体的にはPsGA20ox1およびPsGA3ox1を刺激し(van Huizen et al. 1997; Ozga et al. 2003および2009)、かつGA異化遺伝子PsGA2ox1の遺伝子発現を抑制する(Ozga et al. 2009)が、IAAはそうでない、ことが見出された。これらのデータから、4-Cl-IAA誘導性の果皮成長が一部には、GA生合成・異化経路におけるPsGA20ox1、PsGA3ox1、およびPsGA2ox1転写の協調的調節によって媒介される、ことが示唆される。
【００３２】
GA生合成のオーキシン調節は、エンドウ、トマト(Solanum lycopersicum)、およびシロイヌナズナの果実で類似しているようにみえる。GA遺伝子発現およびGA定量試験からのデータから、合成オーキシン2,4-Dが、一部にはSlGA20oxおよびSlGA3ox1メッセージレベルを増加させかつSlGA2ox2メッセージレベルを低下させることによって、単為結実性のトマト果実の成長を誘導した(Serrani et al. 2008)が、このことから、エンドウ果皮においてGA生合成および非活性化遺伝子に及ぼす内因性オーキシン4-Cl-IAAの効果に類似している(Ozga et al., 2009)、ことが示唆される。同様に、特定のAtGA20oxおよびAtGA3ox遺伝子は、合成オーキシン2,4-Dによってシロイヌナズナの非受粉果実でアップレギュレートされた(Dorcey et al. 2009)。特定の生物活性オーキシンが、果実の成長・発育を調整するために、別のクラスのホルモン(GA)のレベルを転写産物レベルで発生的に、時間的に、そして空間的に調節できることは明らかである。
【００３３】
本出願人らは、植物の初期生殖段階でオーキシンまたはオーキシン類似体を含む組成物を施用することによって植物の成長を高めることができることを見出した。一実施形態では、施用ステップは開花時に、または開花の数日もしくは数週前に、例えば、開花の少なくとも1日(24時間)前、または少なくとも2日(48時間)前、または少なくとも1週前に行うことができる。一実施形態では、前記組成物は開花期の開始時または開始前に施用することができる。一実施形態では、施用ステップは種子に施してもよいし、播種および発芽期の近くで施してもよい。
【００３４】
一態様において、本発明は、有効量の本明細書に記載のオーキシンもしくはオーキシン類似体またはその農業上許容される塩を、1種以上の適合性の、農業上許容される希釈剤もしくは担体および/または界面活性剤［すなわち、除草剤組成物での使用に適するとして当技術分野で一般的に受け入れられたタイプの希釈剤もしくは担体および/または界面活性剤であって、本発明の化合物と適合しうるもの］と共に、好ましくはその中に均質に分散させて、含有する植物成長調整組成物を含む。オーキシンはその遊離酸形態またはコンジュゲート形態であり得る。用語「均質に分散」は、オーキシンが他の成分中に溶解されている組成物を含めるために用いられる。用語「成長調整組成物」は、使用できる状態にある組成物のみならず、使用前に希釈する必要がある濃縮物(タンク混合物を含む)をも含めるために広い意味で用いられる。
【００３５】
成長調整オーキシンは、一般的な生物学的および/または物理化学的パラメータに応じて、さまざまな方法で製剤化することができる。適切である可能な製剤の例は以下のとおりである：水和剤(WP)、水溶剤(SP)、濃縮水溶剤、乳剤(EC)、エマルション製剤(EW)、例えば水中油型または油中水型エマルション製剤、噴霧製剤、懸濁製剤(SC)、油または水ベースの分散製剤、油と混和性の液剤、カプセル懸濁製剤(CS)、粉剤(DP)、種子粉衣製剤、全面散布および土壌施用のための粒剤、微粒剤(GR)、噴霧粒剤、被覆粒剤および吸着粒剤、顆粒水和剤(WG)、顆粒水溶剤(SG)、ULV製剤、マイクロカプセル剤、ならびにワックス剤。
【００３６】
これらの個々の製剤のタイプは基本的に知られており、例えば、以下に記載されている：Winnacker-Kuchler, "Chemische Technologie" [化学テクノロジー], 第7巻, C. HauserVerlag, Munich, 第4版 1986; Wade van Valkenburg, "Pesticide Formulations", Marcel Dekker, N.Y., 1973; K. Martens, "Spray Drying Handbook", 第3版 1979, G. Goodwin Ltd. London。
【００３７】
また、必要な製剤補助剤、例えば、不活性物質、界面活性剤、溶媒および他の添加剤なども知られており、例えば、以下に記載されている：Watkins, "Handbook of Insecticide Dust Diluents and Carriers", 第2版, Darland Books, Caldwell N.J.; H. v. Olphen, "Introduction to Clay Colloid Chemistry", 第2版, J. Wiley & Sons, N.Y.; C. Marsden, "Solvents Guide", 第2版, Interscience, N.Y. 1963; McCutcheon's "Detergents and Emulsifiers Annual", MC Publ. Corp., Ridgewood N.J.; Sisley and Wood, "Encyclopedia of Surface Active Agents", Chem. Publ. Co. Inc., N.Y. 1964; Schonfeldt, "Grenzflachenaktive Athylenoxidaddukte" [界面活性エチレンオキサイド付加物], Wiss. Verlagsgesell., Stuttgart 1976; Winnacker-Kuchler, "Chemische Technologie" [化学テクノロジー], 第7巻, C. Hauser Verlag, Munich, 第4版 1986。
【００３８】
水和剤は水に均質に分散する製剤であり、任意の活性成分のほかに、イオン性および/または非イオン性界面活性剤(湿潤剤、分散剤)、例えば、ポリオキシエチル化アルキルフェノール、ポリオキシエチル化脂肪アルコール、ポリオキシエチル化脂肪アミン、脂肪アルコールポリグリコールエーテル硫酸塩、アルカンスルホン酸塩またはアルキルベンゼンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸ナトリウム、2,2'-ジナフチルメタン-6,6'-ジスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、あるいはオレオイルメチルタウリンナトリウムを、希釈剤または不活性物質に加えて、含有する。水和剤を調製するには、成長調整オーキシンを、例えば、ハンマーミル、ブロワーミルおよびエアジェットミルのような従来の装置で粉末状にして、同時にまたはその後、製剤補助剤と混合する。
【００３９】
乳剤は、例えば、成長調整オーキシンを有機溶媒(例えば、ブタノール、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、キシレン、または他の高沸点芳香族化合物もしくは炭化水素、あるいはこれらの混合物)中に、1種以上のイオン性および/または非イオン性界面活性剤(乳化剤)を添加して、溶解することによって調製される。使用できる乳化剤は、例えば、アルキルアリールスルホン酸のカルシウム塩(例：ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム)、または非イオン性乳化剤、例えば、脂肪酸ポリグリコールエステル、アルキルアリールポリグリコールエーテル、脂肪アルコールポリグリコールエーテル、プロピレンオキシド/エチレンオキシド縮合物、アルキルポリエーテル、ソルビタンエステル(例：ソルビタン脂肪酸エステル)、もしくはポリオキシエチレンソルビタンエステル(例：ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル)である。
【００４０】
粉剤は、活性物質を、微細な固体材料、例えば、タルクまたは天然クレイ、例えばカオリン、ベントナイト、もしくはパイロフィライト、または珪藻土と共に、粉砕することによって得られる。
【００４１】
懸濁製剤は水または油ベースであってよい。それらは、例えば、市販のビーズミルを用いて、適切な場合には界面活性剤(それらは、例えば他の製剤タイプの場合に、すでに上述されている)を添加して、湿式粉砕することによって調製することができる。
【００４２】
エマルション製剤、例えば水中油型エマルション製剤(EW)は、例えば、水性有機溶媒と、適切な場合には界面活性剤(それらは、例えば他の製剤タイプの場合に、すでに上述されている)を用いて、スターラー、コロイドミルおよび/またはスタティックミキシングによって調製することができる。
【００４３】
粒剤は、成長調整オーキシンを吸着性の粒状不活性材料上に噴霧することによって、あるいは濃厚な活性物質を砂やカオリナイトなどの担体または粒状不活性材料の表面上に、結合剤(例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム)または鉱油を用いて、塗布することによって、調製することができる。適切な活性物質は、粒状肥料を製造するための従来の方法で、必要に応じて肥料との混合物として、粒状化することも可能である。
【００４４】
顆粒水和剤は、原則として、噴霧乾燥、流動層造粒、ディスク造粒、高速ミキサーでの混合、および固体不活性材料なしでの押出成形などの慣用方法により調製される。ディスク、流動層、押出および噴霧により粒剤を調製するには、例えば、"Spray-Drying Handbook" 第3版, 1979, G. Goodwin Ltd., London; J. E. Browning, "Agglomeration", Chemical and Engineering 1967, 147頁以降; "Perry's Chemical Engineer's Handbook", 第5版, McGraw-Hill, New York 1973, p. 8-57に記載の方法を参照されたい。
【００４５】
作物保護剤の製剤化に関する詳細については、例えば、G. C. Klingman, "Weed Control as a Science", John Wiley and Sons, Inc., New York, 1961, 81-96頁およびJ. D. Freyer, S. A. Evans, "Weed Control Handbook", 第5版, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1968, 101-103頁を参照されたい。
【００４６】
これらの製剤に基づいて、薬害軽減剤、肥料および/または他の成長調整剤(例えば、サイトカイニンもしくはジベレリン、または他のオーキシンもしくはオーキシン類似体)との組み合わせを調製することも可能である。
【００４７】
一実施形態において、本明細書に記載の組成物は、農薬として活性な物質、例えば殺虫剤、殺ダニ剤、除草剤、殺菌剤を、例えばレディミックス、プレミックスまたはタンクミックスの形態で含むことができる。こうした組み合わせは、農薬としての作用のために、かつオーキシンまたはオーキシン類似体の成長促進効果のために、適切な段階で作物に施用することができる。
【００４８】
一実施形態において、成長調整オーキシンは約10-4〜約10-7Mの濃度で溶液中に存在することができる。一実施形態では、植物または作物に施用される組成物の体積（volume）は、オーキシンまたはオーキシン類似体の所望の重量を作物に施用するように選択され、その重量は約0.0001g〜約20g/ヘクタールであり得る。一実施形態では、オーキシンまたはオーキシン類似体は、約8.39mg〜約9.38g/ヘクタール(約3.4mg〜約3.8g/エーカー)を作物に施用することができる。
【００４９】
一例として、下記の表は、さまざまな施用量(ガロン/エーカー(GPA)、リットル/エーカー(L/A)、またはリットル/ヘクタール(L/Ha))での、10-4Mと10-7Mの両方の濃度での、ヘクタールあたりの4-クロロIAA量のグラム数(gai/Ha)を示す。4-Me-IAAまたは他のIAA誘導体については、それらの既知の分子量を用いて、同様の計算を行うことができる。
【００５０】
2014510086.tif 000004
【００５１】
さらに、上述の成長調整オーキシンの製剤は、適切な場合には、接着剤、湿潤剤、分散剤、乳化剤、浸透剤、防腐剤、不凍剤、溶媒、充填剤、担体、着色剤、消泡剤、蒸発防止剤、pH調整剤および粘度調節剤(いずれの場合にも慣用のものである)を含む。
【００５２】
植物成長調整組成物に適した製剤は当業者に周知である。植物成長調整用途のための製剤または組成物は、必要に応じて、施用することになっている植物または土壌にそれらをより適するようにするために、諸成分を適合させて、同様の方法で調製することができる。
【００５３】
本発明の実施に基づいて、以下(非ランク付けリスト)を含みうる多種多様の植物成長応答を引き出すことが可能である：花粉生存率の増加、果実保持の増加、種子数の増加、種子収量の増加、茎長の増加、葉柄の長さと厚さの増加、花柄の長さと厚さの増加、ならびに非生物的ストレスおよび非ストレス条件下での植物成熟(ドライダウン)の刺激。本明細書中で用いる時、用語「植物成長を調整する方法」または「高められた植物成長」とは、植物、種子、果実または野菜(果実または野菜が収穫される、されないを問わない)の上記8カテゴリーの応答のいずれかもしくは全部、または他のいずれかの改良を達成することを意味するものであるが、ただし、最終結果は、(本発明が農薬(例：除草剤)との併用で、または農薬の存在下で実施されない限り)いずれの農薬作用とも区別されるように、植物、種子、果実または野菜の任意の性質のためになるか、その成長を増加させることが前提である。本明細書中で用いる用語「果実」は、植物によって産生される経済的価値のあるものを意味すると理解されるべきである。
【００５４】
好ましくは、それぞれの植物成長応答の1つ以上の少なくとも10％の増加が得られる。
【００５５】
本発明の方法で用いる化合物の好ましい施用方法は植物の葉および茎に直接であるが、これらの化合物を植物の場所に施用することも可能である。
【００５６】
当業者には明らかであるように、クレームされた本発明の範囲から逸脱することなく、上述した具体的開示のさまざまな修飾、適応および変更が可能である。記載した本発明の各種の特徴および要素は、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の組み合わせとは異なるやり方で組み合わせることができる。
【００５７】
実施例
以下の実施例は、本発明の例示的な実施形態を説明するために提供され、限定的に明確に言及されない限り、クレームされた本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【００５８】
エンドウ植物
「Carneval」(エンドウ：Pisum sativum L.)は、作物の農業で広く使用されている半矮性(半葉; af)サヤエンドウのモデル栽培品種として選ばれた。「Carneval」は成熟期に白い花と黄色の子葉をつけ、長日条件下に第15〜17節付近で開花し始める。「Carneval」の種子は、3Lプラスチック製ポットでSunshine #4培養土(Sun Gro Horticulture, Vancouver, カナダ)と砂1：1中に2.5cmほどの深さで植え付けた(ポットあたり4粒の種子を播き、約2週間後ポットあたり2本の植物に間引いた)。植え付け時に約15ccの緩効性肥料(14-14-14)を培養土に添加した。実験は完全にランダム化されたデザインで設定され、Alberta大学において19℃/17℃(昼/夜)に設定した栽培室でクール白色蛍光灯(F54/I5/835/HO高出力蛍光電球, Phillips社, オランダ; 350μEm2s-2, LI-188光度計で測定, Li-Cor Biosciences社, Lincoln, ネブラスカ州)の下に16/8時間の光周期を用いて生育させた。暑熱ストレス処理のために、植物をクール白色蛍光灯(F54/I5/835/HO高出力蛍光電球, Phillips社, オランダ)の下に16/8時間の光周期で別の栽培室に4日間入れた；そこでは、温度を24時間にわたって次のように循環させた：明期において気温34℃に1日6時間(11:00と17:00の間)、4日間維持した；明期の残りの時間は気温22℃に維持した；暗期は19℃に維持した。4日間の暑熱処理後、最初に生育させた同じ栽培室に植物を戻して、そこでそれらを成熟に至らせた。主茎の第1開花節が花芽期または満開期にある時に、4-ME-IAA (0.1％Tween 80中に1μM)または0.1％Tween 80(対照)を植物全体を覆うようにスプレーとして1回施用した。暑熱ストレス処理を行う場合には、最初の暑熱ストレスサイクルを開始する16時間前にホルモンまたは対照の施用を完了させた。
【００５９】
具体的結果：生殖発育時期の暑熱ストレスは、エンドウ植物の発育しつつある果実の数を劇的に減少させる花、果実および種子の発育停止をもたらし得る(図1)。第1開花節が花芽期または満開(開花)期にある植物に4-ME-IAAを施用すると、施用の9〜10日後に測定した時、莢保持が、非ストレス条件下で生育させたエンドウ植物では41％、暑熱ストレス条件下では112％増加した(表1；図2)。植物の成熟時には、4-ME-IAA処理した植物はまた、非ストレス条件下の対照植物よりも42％多い、植物体あたりの成熟種子を含む莢を示した(表2)。植物の成熟時に、4-ME-IAA施用はまた、対照植物と比較して、植物体あたりの種子数(39％)および植物体あたりの総種子重量(23％)を増加させた(表2)。種子あたりの重量は、4-ME-IAA処理植物由来のもの(種子につき240mg)と比べて、対照植物(種子につき270mg)でまさっていた。植物体あたりの種子数と種子サイズの逆の関係は、植物による資源分割(resource partitioning)のため、ほとんどの植物種で通常見られることである。植物全体としては、植物体あたりの茎の数と莢をつけた茎の数との比は、4-ME-IAA処理植物と対照植物の間で類似していたため(表2)、4-ME-IAA刺激による収量増加は、莢をつけた茎の数の増加によるものではなく、その代わりに既存の茎あたりの莢の数の増加によるものであった。
【表１】
2014510086.tif 000005
【００６０】
b 暑熱処理は、明期における1日6時間、4日間を気温34℃とした；明期の残りの時間は気温22℃に維持した；暗期は19℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。  
c 非ストレス温度条件は19℃/17℃(明/暗)、16時間/8時間(明/暗)とした。  
d データは平均±標準誤差(SE)、n＝8植物体である。  
e ホルモン処理：0.1％Tween 80中の1μMの4-ME-IAA、暑熱処理開始の16時間前に1回施用。
【表２】
2014510086.tif 000006
【００６１】
a 非ストレス温度条件は19℃/17℃(明/暗)、16時間/8時間(明/暗)とした；
b データは平均±標準誤差(SE)、n＝8植物体である；
c ホルモン処理：0.1％Tween 80中の1μMの4-ME-IAAを植物全体を覆うように1回噴霧した。
【００６２】
図3は、植物の成熟に及ぼす4-ME-IAAの影響を示す代表的な植物を示す。(A)0.1％Tween 80(対照処理)を1回噴霧したエンドウ植物。(B)0.1％Tween 80中の4-ME-IAA(1μM)を1回噴霧した植物。第1開花節が花芽期または満開期にあった時に植物に噴霧し、ホルモンまたは対照を噴霧施用してから34日後に写真を撮った。4-ME-IAAは植物の成熟を刺激した(緑色の栄養成長状態から黄色の乾燥状態への植物のより早いドライダウン)。
【００６３】
屋外試験では、発芽率が95％超と評価されたエンドウ(Pisum sativum L. cv. Carneval)種子を、Alberta大学(Edmonton, Alberta, カナダ)のEdmonton Research Station (ER31)にある、先の2生育シーズンの間クリーン栽培されていた黒ローム土に2011年5月11日に植え付けた。処理試験区は幅2m×長さ3mであって、50cm間隔の列を含む。各列に5cm間隔で、種子を正確に手で播いた。播種時に、新鮮なTagTeam(登録商標)粒状根粒菌接種物を6m2あたり1.11gの割合で種子と共に播いた。この試験中、除草剤や殺虫剤は使用せず、また、処理試験区の雑草を手で抜き取って、雑草のない地面を維持した。種子の発芽は、植え付け後の冷温状態のため2011年5月26日(植え付け後15日)に始まった。生育シーズン中の降水量はその地域の平均の範囲内であった。処理は、0.1％(v/v)Tween 80中の1×10-6M、1×10-5M、5×10-5Mもしくは1×10-4Mの4-メチル-インドール-3-酢酸(4-ME-IAA)の水溶液、または対照水溶液(0.1％(v/v)Tween 80)を、2011年7月10日(植物の約5％が最初の花をつけた時)に植物に1回施用することから成っていた(試験区あたり1処理；5処理/総試験区)。各処理溶液を施用するために別個のChapin 20000型4L空気圧噴霧器を使用した；各噴霧器は、40psiの通常の作動圧力で毎分1.4Lを送出するように設計された媒体送出ブルーファンノズルを備えていた。各試験区には、均一な被覆率を得るために、合計0.7Lの溶液を噴霧した。噴霧時に、平均日中温度は15.9℃、平均風速は7km/時、相対湿度は86％であり、空は雲で覆われていた。収穫(手による)は、植物が自然に乾燥した後の2011年8月27〜30日に行った。莢は、種子重量を得る前に、30℃の強制空気乾燥機内で6日間さらに乾燥させた。各試験区は、各グループ(列の1m区画)が各端でそのすぐ隣に少なくとも2本の植物を持つように配置された、20本の近接する植物の8つのグループで収穫された。処理複製ユニットは、図P1に図解されるように、20本の隣接する植物であった。列間の間隔は50cmであったので、各グループからの収量は0.5m2からの収量を表していた。
【００６４】
屋内(栽培室)実験の場合には、「Carneval」の種子を3Lプラスチック製ポットでSunshine #4培養土(Sun Gro Horticulture, Vancouver, カナダ)と砂1：1中に2.5cmほどの深さで植え付けた(ポットあたり4粒の種子を播き、約2週間後ポットあたり2本の植物に間引いた)。実験は完全にランダム化されたデザインで配置され、Alberta大学において19℃/17℃(昼/夜)に設定された栽培室でクール白色蛍光灯(54W/835/HO高出力蛍光電球, Phillips社, オランダ; 350μEm2s-2)の下に16/8時間の光周期を用いて生育させた。暑熱ストレス処理のために、植物をクール白色蛍光灯(F54/I5/835/HO高出力蛍光電球, Phillips社, オランダ)の下に16/8時間の光周期で別の栽培室に4日間入れた；そこでは、温度を24時間にわたって次のように循環させた：明期において気温33℃に1日6時間(11:00と17:00の間)、4日間維持した；明期の残りの時間は気温22℃に維持した；暗期は19℃に維持した。4日間の暑熱処理後、最初に生育させた同じ栽培室に植物を戻して、そこでそれらを成熟に至らせた。
【００６５】
実験1では、主茎の第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に、0.1％(v/v)Tween 80中の1×10-7、1×10-6、もしくは1×10-5Mの4-クロロ-インドール-3-酢酸(4-Cl-IAA)の水溶液、または0.1％(v/v)Tween 80水溶液(対照)を植物全体を覆うようにスプレーとして1回施用した。
【００６６】
実験2では、主茎の第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に、0.1％(v/v)Tween 80中の1×10-7、1×10-6、1×10-5、もしくは1×10-4Mの4-メチル-インドール-3-酢酸(4-ME-IAA)の水溶液、または0.1％(v/v)Tween 80水溶液(対照)を植物全体を覆うようにスプレーとして施用した。上記のタイミングでの施用に加えて、花芽が茎頂で托葉の内側に密に集まった時(花芽は托葉の外側には見えない)、1×10-6Mまたは1×10-5Mの4-ME-IAAを1回施用した(「早期」処理と呼ぶ)。暑熱ストレス処理では、最初の暑熱ストレスサイクルを開始する16時間前にホルモンまたは対照処理の施用を完了させた。エンドウ植物の主茎の第1、第2、第3および第4開花節に2つの莢を持つ花序の下側と上側の花柄および小花柄(または単一の莢の節の場合には、下側の花柄および小花柄)の長さおよび直径(中央の長さを測定)を、ホルモン処理植物および対照植物に関して測定した。平均値の標準誤差(SE)は、処理手段を比較する際の統計的有意性の指標のために、すべてのデータの平均値について計算した。
【００６７】
結果：
屋外試験
植物の約5％が最初の花をつけた時に1×10-6Mまたは1×10-4Mの4-ME-IAAを1回施用すると、「Carneval」サヤエンドウの種子収量がそれぞれ43％および28％増加した(表P1)。これらのデータは、屋外でエンドウの種子収量を増やすことへの4-ME-IAAのプラスの農学的効果を実証している。
【００６８】
屋内(栽培室)試験
実験1
主茎の第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に1×10-6Mまたは1×10-5Mの4-Cl-IAAを1回施用すると、種子収量がそれぞれ65％および62％増加した(表P2)。
【００６９】
実験2
エンドウ植物の主茎の第1、第2、第3および第4開花節で2つの莢を持つ花序の下側と上側の花柄および小花柄(または単一の莢の節の場合には、下側の花柄および小花柄)の長さおよび直径を評価して、4-ME-IAA処理がこれらの組織の発育に影響を及ぼすかどうかを判定した(図P2)。第1開花節では、1×10-7、1×10-6、1×10-5、または1×10-4Mの4-ME-IAAの施用は、対照と比べて、下側花柄の長さと直径を増加させた(表P3)。1×10-7、1×10-6、および1×10-5Mの4-ME-IAAの施用は、対照と比べた時、上側花柄の長さを増加させたが、直径は増加させなかった。興味深いことに、4-ME-IAAは1×10-4Mでのみ上側花柄の直径を増加させた。より高濃度(1×10-5または1×10-4M)での4-ME-IAA施用は、下側と上側の両方の小花柄の長さを減少させた。4-ME-IAA施用は、1×10-6および1×10-4Mで下側の小花柄の直径を増加させ、かつ試験したすべての濃度で上側の小花柄の直径を増加させた(表P3)。一般に、4-ME-IAA施用は、第2開花節では第1開花節で観察されたのと同様の花柄および小花柄組織の成長変化を誘導したが、2つの例外があった(表P4)。4-ME-IAA処理は上側花柄の長さに影響を与えず、また、4-ME-IAAは適用した4つの濃度のうち3つで上側花柄の直径を増加させた(表P4)。第3開花節では、植物のたった20％(10本中2本)が対照処理において2つの莢を持つ花序を生じたにすぎなかった(表P5)。4-ME-IAA (1×10-7〜1×10-4M)による処理は、植物の80〜100％(10本中8〜10本)で、第3開花節で2つの莢を持つ花序の数を増加させた(表P5)。同様に、第4開花節では、4-ME-IAA処理は、植物の10％(10本中1本)から植物の70〜90％(10本中7〜9本)までに、2つの莢を持つ花序の数を増加させた(表P6)。一般的に、4-ME-IAA施用は、第3および第4開花節の下側の花柄および小花柄組織において、第1および第2開花節のこれらの組織で観察されたのと同様の成長変化を誘導した。対照植物の第3および第4開花節では2つの莢を持つ花序の数が少なかった(下側の莢は存在したが、上側の莢は存在しなかった)ため、我々は、4-ME-IAA処理した上側の花柄および小花柄組織を、対応する対照組織と比較しなかった。
【００７０】
全体として、これらのデータは、4-ME-IAAが花柄および小花柄の成長と発育を促進することを示唆しており、かかる成長と発育には、これらの組織内での増加した脈管形成が含まれるが、こうした脈管形成は、莢と発育しつつある種子を、母体植物につなぎ、かつ種子の成長と発育に必要な光合成同化産物の主供給源につないでいる。4-ME-IAA処理による2つの莢を持つ花序の数の増加は、花柄/小花柄の成長と発育に及ぼす4-ME-IAAの促進作用が花序の上側の花/発育中の果実の保持につながり、そして少なくとも部分的には、これが種子収量の増加につながる、ことを示唆している。
【００７１】
主茎の第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に、エンドウ植物全体を覆うようにスプレーとして1回施用された1×10-7、1×10-6、1×10-5、または1×10-4Mの4-ME-IAA水溶液は、対照(0.1％Tween 80)と比較して、種子収量(植物体あたりの種子重量)をそれぞれ78％、71％、61％および61％増加させた(表P11)。さらに、花芽が茎頂で托葉の内側に密に集まった時の1×10-6Mまたは1×10-5Mの4-ME-IAAの1回施用(「早期」処理；表P11)は、第1開花節が開花近くまたは開花状態にある1.5〜2週間ほど遅れの施用タイミングと比較した時(対照比3：1；表P11)、側茎から生じる種子の数を増加させた(主茎上の種子数と側茎上の種子数の比率は、「早期」4-ME-IAA処理では1.5〜1.6であった；表P11)。堅い花芽の段階での4-ME-IAA (1×10-6M)の施用(「早期」処理)はまた、第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時期に適用した時より、種子収量を大幅に増やした(表P11)。「早期」4-ME-IAA (1×10-6M)は、対照処理と比較した時、種子収量を109％増加させた(表P11)。興味深いことに、一般に、すべての4-ME-IAA処理で観察された植物体あたりの種子数の増加とともに種子サイズが減少することはなく、処理に関係なく比較的一貫したままであった(表P11)。
【００７２】
エンドウ植物を温和な温度の暑熱ストレス条件にさらした時、花柄および小花柄組織の成長と発育に及ぼす最も一貫した4-ME-IAA効果は1×10-7Mで見られた(表P7、P8、P9およびP10)。この濃度で、4-ME-IAAは、対照と比較して、第1、第2、第3および第4開花節の下側花柄の長さおよび直径と、第1、第2および第4開花節の上側花柄の直径を増加させた。1×10-7Mでの4-ME-IAA施用はまた、対照と比較した時、第1、第2および第3開花節の上側の小花柄の長さと、第1および第3開花節の下側の小花柄の直径をも増加させた(表P7、P8およびP9)。
【００７３】
花柄および小花柄の成長と発育に対する1×10-7Mでの4-ME-IAAの促進作用と一致して、この濃度での4-ME-IAAは、温和な暑熱ストレス条件にさらす前に植物に施用した時、対照と比べて、種子収量を(植物体あたりの種子数を30％および植物体あたりの種子重量を29％)増加させた(表P12)。種子サイズは、対照と比較した時、暑熱ストレス4-ME-IAA 1×10-7M処理で観察された植物体あたりの種子数の増加とともに減少することはなかった(表P12)。これらのデータは、4-ME-IAAをストレス事象の前に植物に適用すると、4-ME-IAAが種子収量に対する暑熱ストレスのマイナス効果を部分的に逆転させ得ることを示唆している。
【表３】
2014510086.tif 000007
【００７４】
a ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-ME-IAA (1×10-6〜1×10-4M)の水溶液；対照溶液：0.1％Tween 80水溶液；植物の約5％が最初の花をつけた時に植物を覆うように1回噴霧した。  
b データは平均±SE、n＝8である(1mの列)。
【表４】
2014510086.tif 000008
【００７５】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b データは平均±SE、n＝10本の植物体である。
【表５】
2014510086.tif 000009
【００７６】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b データは平均±SE、n＝10である。処理あたり全10本の植物は第1開花節に2つの莢をつけた。
【表６】
2014510086.tif 000010
【００７７】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b データは平均±SE、n＝10である。ただし、対照処理においては上側花柄と上側小花柄のデータはn＝9である。処理あたり全10本の植物は第2開花節に2つの莢をつけたが、1つの例外があり、対照処理では9本の植物がこの節に2つの莢をつけ、1本の植物はこの節に1つの莢をつけた。
【表７】
2014510086.tif 000011
【００７８】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b データは平均±SEである。  
c 平均値およびSEの計算のために用いたサンプルの数。サンプル数は、合計10本の植物から第3開花節の花序の上側または下側のいずれかの花位置についた莢の数を表す。
【表８】
2014510086.tif 000012
【００７９】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b データは平均±SEである。  
c 平均値およびSEの計算のために用いたサンプルの数。サンプル数は、合計10本の植物から第4開花節の花序の上側または下側のいずれかの花位置についた莢の数を表す。
【表９】
2014510086.tif 000013
【００８０】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時、暑熱処理を開始する約16時間前に、植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を次の光および温度条件の栽培室に4日間移動させることによって行った。明期は気温19℃で7時00分に開始した。暑熱処理は11時00分(気温33℃)に開始して、6時間(17時00分まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23時00分に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。暑熱ストレス処理後、19℃/17℃(明/暗)(16時間の光周期)に維持したもとの栽培室に植物を戻して、成熟に至るまで発育させた。  
c データは平均±SEである。  
d 平均値およびSEの計算のために用いたサンプルの数。サンプル数は、HS-4-ME-IAA 1x10-5MおよびHS-4-ME-IAA 1x10-4M(処理あたりの植物の合計数が9本)を除いて、すべての処理について処理あたり合計10本の植物から第1開花節の花序の上側または下側のいずれかの花位置についた莢の数を表す。
【表１０】
2014510086.tif 000014
【００８１】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時、暑熱処理を開始する約16時間前に、植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を次の光および温度条件の栽培室に4日間移動させることによって行った。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。暑熱ストレス処理後、19℃/17℃(明/暗)(16時間の光周期)に維持したもとの栽培室に植物を戻して、成熟に至るまで発育させた。  
c データは平均±SEである。  
d 平均値およびSEの計算のために用いたサンプルの数。サンプル数は、HS-4-ME-IAA 1x10-5MおよびHS-4-ME-IAA 1x10-4M(処理あたりの植物の合計数が9本)を除いて、すべての処理について処理あたり合計10本の植物から第2開花節の花序の上側または下側のいずれかの花位置についた莢の数を表す。
【表１１】
2014510086.tif 000015
【００８２】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時、暑熱処理を開始する約16時間前に、植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を次の光および温度条件の栽培室に4日間移動させることによって行った。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。暑熱ストレス処理後、19℃/17℃(明/暗)(16時間の光周期)に維持したもとの栽培室に植物を戻して、成熟に至るまで発育させた。  
c データは平均±SEである。  
d 平均値およびSEの計算のために用いたサンプルの数。サンプル数は、HS-4-ME-IAA 1x10-5MおよびHS-4-ME-IAA 1x10-4M(処理あたりの植物の合計数が9本)を除いて、すべての処理について処理あたり合計10本の植物から第3開花節の花序の上側または下側のいずれかの花位置についた莢の数を表す。
【表１２】
2014510086.tif 000016
【００８３】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時、暑熱処理を開始する約16時間前に、植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を次の光および温度条件の栽培室に4日間移動させることによって行った。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。暑熱ストレス処理後、19℃/17℃(明/暗)(16時間の光周期)に維持したもとの栽培室に植物を戻して、成熟に至るまで発育させた。  
c データは平均±SEである。  
d 平均値およびSEの計算のために用いたサンプルの数。サンプル数は、HS-4-ME-IAA 1×10-5MおよびHS-4-ME-IAA 1×10-4M(処理あたりの植物の合計数が9本)を除いて、すべての処理について処理あたり合計10本の植物から第4開花節の花序の上側または下側のいずれかの花位置についた莢の数を表す。
【表１３】
2014510086.tif 000017
【００８４】
a 第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b データは平均±SE、n＝10本の植物である、ただし、早期4-ME-IAA 1×10-5Mおよび早期4-ME-IAA 1×10-6Mについては、n＝8である。
【００８５】
c 早期処理では、第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時期の施用より1.5〜2週間ほど早く、花芽が茎頂で托葉の内側に密に集まった(花芽が托葉の外側には見えない)時に植物全体を覆うように処理を1回施した。
【表１４】
2014510086.tif 000018
【００８６】
a 暑熱処理を開始する約16時間前に、第1開花節が開花近くまたは開花状態にある時に植物全体を覆うように処理を1回施した。  
b HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を次の光および温度条件の栽培室に4日間移動させることによって行った。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。暑熱ストレス処理後、19℃/17℃(明/暗)(16時間の光周期)に維持したもとの栽培室に植物を戻して、成熟に至るまで発育させた。  
c データは平均±SE、n＝10である。ただし、HS-4-ME-IAA 1×10-5M処理については、n＝9である。
【実施例２】
【００８７】
キャノーラ
栽培品種Peaceからのキャノーラ種子(セイヨウアブラナ：Brassica napus)は、5インチ角のプラスチック製ポット(ポット深さ6インチ；ポットあたり4粒の種子)でSunshine #4培養土(Sun Gro Horticulture, Vancouver, カナダ)と砂1：1中に1cmほどの深さで植え付けた。播種の約2週間後、苗を間引いてポットあたり1本の苗にした。植物はAlberta大学で2011年11月14日から2012年3月5日まで温室にて生育させた。平均温度は約18℃/16℃(昼/夜)(2011年11月14日から2012年2月8日まで)、その後2012年2月8日から2012年3月5日まで21℃/19℃(昼/夜)であった。植物はまた、補助照明(平均光子フラックス密度250μEm-2s-2)を1日16時間(午前6時から午後10時まで)毎日受けた。
【００８８】
0.1％(v/v) Tween 80水溶液中の1×10-7、1×10-6、1×10-5、または1×10-4Mのオーキシン、4-メチル-インドール-3-酢酸(4-ME-IAA)もしくは4-クロロ-インドール-3-酢酸(4-Cl-IAA)、または対照溶液(0.1％(v/v) Tween 80水溶液)は、緑色のつぼみ(green bud)の段階(BBCHスケール51；薹立ちの前であって、花芽が上から見えるが、花芽は密に集まっておりかつ花序を取り囲む最小葉の上に広がっていない時期)のキャノーラ植物に葉面スプレーとして1回施用した。実験は完全にランダム化されたデザインで温室内に配置された。
【００８９】
暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を温室から栽培室に6日間移動させることによって行った。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した。光周期は、54W/835/HO高出力蛍光電球(Phillips社, オランダ)を用いて492μEm-2s-2の平均光子フラックス密度で16時間/8時間(明/暗)とした。この暑熱処理サイクルは6日間課せられた。暑熱ストレス処理後、植物を温室に戻して、成熟に至るまで発育させた。
【００９０】
緑色のつぼみの段階のキャノーラ植物への4-ME-IAAの1回の施用は、対照と比較して、1×10-7M〜1×10-5Mの濃度で結莢パーセントを17％〜25％増加させた(表C1)。植物を1×10-7Mの4-ME-IAAで処理した時、対照と比較して、植物体あたりの発育中の種子を含む莢の総数は10％増加し、種子収量は22％増加した(表C1)。暑熱ストレス処理(33℃で1日6時間を6日間)の約16時間前に4-ME-IAAを施用した時は、暑熱ストレスを受けなかった植物と同様に、植物体あたりの発育中の種子を含む莢の総数は、1×10-7Mの4-ME-IAA処理により対照と比較して13％増加した(表C2)。1×10-5Mの4-ME-IAAは、対照と比較して、植物体あたりの総状花序の総数(38％)および植物体あたりの花の総数(43％)を増やした；このホルモン処理の平均種子収量は対照よりも高かったが、種子収量の増加は有意でなかった(表C2)。
【００９１】
緑色のつぼみの段階での4-Cl-IAAの1回の施用は、対照と比較して、1×10-7Mの濃度で結莢パーセントを21％増加させた(表C3)。植物体あたりの発育中の種子を含む莢の総数は、対照と比較した時、1×10-7M(18％高い)および1×10-5M(27％高い)の4-Cl-IAA施用により増加した(表C3)。1×10-7Mおよび1×10-5Mの4-Cl-IAA処理での種子収量平均は対照の平均よりも高かったが、対照と比較した時のホルモン処理による種子収量の増加は有意でなかった(表C3)。4-Cl-IAAを温和な暑熱ストレス処理(33℃で1日6時間を6日間)の約16時間前に施用した時、1×10-7M〜1×10-5Mの4-Cl-IAAで処理した植物は、植物体あたりの発育中の種子を含む莢の総数が平均して高い傾向にあった(表C4)が、4-Cl-IAA処理植物はこのパラメータに関して対照処理と統計学的に差異がなかった。1×10-6Mの4-Cl-IAAは、温和な暑熱ストレス処理にさらされた植物において種子収量をかなり増加させた(表C4)。
【００９２】
非ストレス条件下にキャノーラ植物に1×10-4Mで施用した4-Cl-IAAは、結莢パーセントを低下させなかったものの、この高濃度で、植物体あたりの総状花序の数は33％減り、そしてこれは、対照と比較した時、植物体あたりの発育中の莢の総数の減少(31％)と種子収量の減少(26％)をもたらした(表C3)。総状花序数と種子収量の減少は、4-Cl-IAAを暑熱ストレス処理の約16時間前にキャノーラ植物に1×10-4Mで施用した時には起こらなかった(表C4)。これは、施用された4-Cl-IAAの温和な暑熱ストレス条件下での何らかの分解によるのかもしれない。実際、1×10-4M濃度でのキャノーラ植物への4-Cl-IAAおよび4-ME-IAA処理の24時間後には葉の上偏生長(epinasty)が観察されたが、暑熱ストレス条件下の植物は、非ストレス条件下の植物よりも葉の上偏生長が軽度であった。
【００９３】
特定の濃度での4-ME-IAAおよび/または4-Cl-IAAの施用は、非暑熱ストレス(表C1と表C3)および暑熱ストレス(表C2と表C4)の両方の環境条件下で、キャノーラ(Brassica napus)において植物体あたりの発育中の種子を含む莢の総数と種子収量を増加させたので、これらのデータは、オーキシン(4-ME-IAAおよび/または4-Cl-IAA)が非生物的ストレスおよび非ストレスの両方の環境条件下でキャノーラの種子収量を増やすことへのプラスの農学的効果を有することを示している。
【表１５】
2014510086.tif 000019
【００９４】
a 植物は、温室内で約3.5ヶ月間(2011年11月14日から2012年3月5日まで)、約18℃/16℃(昼/夜)(2011年11月14日から2012年2月8日まで)、その後2012年2月8日から3月5日まで21℃/19℃(昼/夜)で生育させた。植物を16時間の補助照明に毎日暴露した。収穫前データ(種子収量を除く全データ)を2012年2月7日から15日まで取った。  
b ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-ME-IAA (1×10-7〜1×10-4M)の水溶液；「緑色のつぼみ」(green bud)の段階(BBCHスケール51)のキャノーラ植物に1回噴霧した。  
c データは平均±SE、n＝5である；複製ユニット(n)は1本の植物である。  
d 入手不能(not available)。
【表１６】
2014510086.tif 000020
【００９５】
a 植物は、温室内で約3.5ヶ月間(2011年11月14日から2012年3月5日まで)、約18℃/16℃(昼/夜)(2011年11月14日から2012年2月8日まで)、その後2012年2月8日から3月5日まで21℃/19℃(昼/夜)で生育させた。植物を16時間の補助照明に毎日暴露した。収穫前データ(種子収量を除く全データ)を2012年2月7日から15日まで取った。  
b ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-ME-IAA (1×10-7〜1×10-4M)の水溶液；暑熱処理を開始する16時間前に植物に1回噴霧した。すべての植物は「緑色のつぼみ」の段階(BBCHスケール51)でホルモン溶液により処理した。  
c HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を温室から栽培室に6日間移動させることによって課せられた。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。この暑熱処理サイクルは6日間課せられた。暑熱ストレス処理後、植物を温室に戻して、成熟に至るまで発育させた。  
d データは平均±SE、n＝5である；複製ユニット(n)は1本の植物である。  
e 入手不能。
【表１７】
2014510086.tif 000021
【００９６】
a 植物は、温室内で約3.5ヶ月間(2011年11月14日から2012年3月5日まで)、約18℃/16℃(昼/夜)(2011年11月14日から2012年2月8日まで)、その後2012年2月8日から3月5日まで21℃/19℃(昼/夜)で生育させた。植物を16時間の補助照明に毎日暴露した。収穫前データ(種子収量を除く全データ)を2012年2月7日から15日まで取った。  
b ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-Cl-IAA (1×10-7〜1×10-4M)の水溶液；対照溶液：0.1％Tween 80水溶液；「緑色のつぼみ」の段階(BBCHスケール51)で植物に1回噴霧した。  
c データは平均±SE、n＝5である；複製ユニット(n)は1本の植物である。  
d 入手不能。
【表１８】
2014510086.tif 000022
【００９７】
a 植物は、温室内で約3.5ヶ月間(2011年11月14日から2012年3月5日まで)、約18℃/16℃(昼/夜)(2011年11月14日から2012年2月8日まで)、その後2012年2月8日から3月5日まで21℃/19℃(昼/夜)で生育させた。植物を16時間の補助照明に毎日暴露した。収穫前データ(種子収量を除く全データ)を2012年2月7日から15日まで取った。  
b ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-Cl-IAA (1×10-7〜1×10-4M)の水溶液；対照溶液：0.1％Tween 80水溶液；暑熱処理を開始する16時間前に植物に1回噴霧した。すべての植物は「緑色のつぼみ」の段階(BBCHスケール51)でホルモン溶液により処理した。  
c HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を温室から栽培室に6日間移動させることによって課せられた。明期は気温19℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温22℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は17℃に維持した；光周期＝16時間/8時間(明/暗)。この暑熱処理サイクルは6日間課せられた。暑熱ストレス処理後、植物を温室に戻して、成熟に至るまで発育させた。  
d データは平均±SE、n＝5である；複製ユニット(n)は1本の植物である。
【実施例３】
【００９８】
コムギ
コムギ(パンコムギ：Triticum aestivum)栽培品種Harvest HRSは、先のシーズンにキャノーラを播いたAlberta大学のSt. Albert Field-Research Station (St. Albert, Alberta, カナダ)にある圃場試験区に、m2あたり250本の苗を目標にして、2011年5月20日に播種した。より大きな圃場試験区から芝刈り機で8つの2×4m試験区をカットして、4つの2×4m試験区からなる2つの列を作り、試験区と試験区の間に1m、そして4-試験区の列と列の間に4mの緩衝区を設けた。ホルモン処理は2×4試験区にランダムに割り当てた。0.1％(v/v) Tween 80中の1×10-5Mの4-ME-IAAの水溶液または対照溶液(0.1％(v/v) Tween 80)を2011年7月15日に、微風(8km/時)、曇りがちの天気、気温16℃にて噴霧した。3時間後、太陽が出てきて、周囲温度が16℃から21℃に上がった。噴霧時の相対湿度は75％であった。平均して、試験区の植物の15％がホルモン施用の時点で最初の小花を咲かせていた。4-ME-IAAおよび対照溶液を噴霧するために、別個のChapin 20000型4L空気圧噴霧器を使用した；各噴霧器は、40psiの通常の作動圧力で毎分1.4Lを送出するように設計された媒体送出ブルーファンノズルを備えていた。各試験区には、均一な被覆率を得るために、合計0.91Lの溶液を噴霧した。
【００９９】
別の実験では、コムギ栽培品種Harvest HRSの種子を5インチ角のプラスチック製ポット(ポット深さ6インチ；ポットあたり3粒の種子)でSunshine #4培養土(Sun Gro Horticulture, Vancouver, カナダ)と砂1：1中に約1.5cmの深さで植え付けた。播種の約2週間後、苗を間引いてポットあたり1本の苗にした。植物は24℃/20℃(明/暗)に維持したConviron栽培室で生育させた(16時間/8時間(明/暗)の光周期；540μEm-2s-2の平均光子フラックス密度を有する54W/835/HO高出力蛍光電球(Phillips社, オランダ)を使用)。植物には3〜4日ごとに175ppmの肥料20-20-20(N:P:K)を施した。
【０１００】
0.1％(v/v) Tween 80中の1×10-6、1×10-5、もしくは1×10-4Mの4-ME-IAAの水溶液、または対照溶液(0.1％(v/v) Tween 80)は、植物の大半がBBCHスケール45の発育段階(後期ブート段階(late boot stage：穂ばらみ後期)であって、止葉の葉鞘(ブート)が花序により膨らんでいるが、花序はブートから出ていない時期)にある時、(植物を覆うように噴霧して)散布した。実験は完全にランダム化されたデザインで栽培室内に配置された。
【０１０１】
暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を別の栽培室(暑熱ストレス室)に6日間移動させることによって課せられた。暑熱ストレス室では、明期は気温24℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温24℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は20℃に維持した。光周期は、54W/835/HO高出力蛍光電球(Phillips社, オランダ)を用いて492μEm-2s-2の平均光子フラックス密度で16時間/8時間(明/暗)とした。6日後、暑熱ストレス処理した植物を非暑熱ストレス条件に維持したもとの栽培室に戻して、成熟に至るまで発育させた。
【０１０２】
コムギの屋外実験では、植物の高さ(草丈)および植物体あたりの花穂の数は、「Harvest HRS」の15％の最初の小花が開いた段階で施用した時、4-ME-IAA処理(1×10-5M)によって影響されなかった(表W1)。花穂あたりの種子重量および花穂あたりの種子数は、4-ME-IAA処理(1×10-5M)によって、それぞれ12％および10％増加した(表W1)。これらのデータは、屋外でコムギの種子収量を増やすことへの4-ME-IAAのプラスの農学的効果を示している。
【０１０３】
「Harvest HRS」を栽培室で生育させた時、植物は、屋外条件下(対照)と比較して、花穂の数が著しく多かったが、花穂あたり種子数は少なかった(表W1およびW2)。これは、栽培室での環境条件と比べて、異なる屋外での環境条件による可能性が最も高い。植物が、後期ブート段階(止葉の葉鞘(ブート)が花序により膨らんだ時)に、1日6時間、6日間、33℃(温和な暑熱ストレス条件)にさらされた時、花穂柄の伸長は、非暑熱ストレス条件下で生育させたもの(対照)と比較して、抑制された(表W2およびW3)。暑熱ストレス条件にさらす前に植物に1×10-6Mおよび1×10-4Mの4-ME-IAAを施用すると、対照と比較して、植物体あたりの種子数(それぞれ101％および73％)と植物体あたりの種子重量(それぞれ90％および72％)が大幅に増加した(表W3)。また、1×10-6Mの4-ME-IAA施用は、花穂柄の長さの暑熱ストレス誘発抑制を逆転させ、かつ対照と比較して植物体あたりの花穂の数を40％増加させた(表W3)。特定の濃度の4-ME-IAAの施用は、温和な暑熱ストレス条件に先立ってコムギ(パンコムギ：Triticum aestivum)植物に施用した時、植物体あたりの種子数と植物体あたりの種子重量を増加させたので、これらのデータは、4-ME-IAAが暑熱ストレス環境条件下でコムギの種子収量を増やすためのプラスの農学的効果を有することを実証している。
【表１９】
2014510086.tif 000023
【０１０４】
a 試験区あたり20本のランダムに選択された植物に基づく(2011年8月15日に測定)；平均BBCHスコアは全試験区を通して85であった；
b 2011年9月3日に試験区あたり20のランダムに選択された花穂に基づく；
c 地表面の茎から最高花穂の芒先端まで；
d SE、平均の標準誤差、n＝4(2×4m)試験区。
【表２０】
2014510086.tif 000024
【０１０５】
a 植物は24℃/20℃(明/暗)に維持した栽培室で生育させた(16時間/8時間(明/暗)の光周期；540μEm-2s-2の平均光子フラックス密度を有する54W/835/HO高出力蛍光電球(Philips社, オランダ)を使用)。  
b ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-Cl-IAA (1×10-6〜1×10-4M)の水溶液；対照溶液0.1％Tween 80水溶液；植物の大半がBBCHスケール45の発育段階(後期ブート段階であって、止葉の葉鞘(ブート)が花序により膨らんでいるが、花序はブートから出ていない時期)にある時に植物を覆うように1回噴霧した。  
c データは平均±SE、n＝7である；複製ユニット(n)は1本の植物である。
【表２１】
2014510086.tif 000025
【０１０６】
a 植物は24℃/20℃(明/暗)に維持した栽培室で生育させた(16時間/8時間(明/暗)の光周期；540μEm-2s-2の平均光子フラックス密度を有する54W/835/HO高出力蛍光電球(Philips社, オランダ)を使用)。  
b ホルモン処理：0.1％Tween 80中の4-Cl-IAA (1×10-6〜1×10-4M)の水溶液；対照溶液：0.1％Tween 80水溶液；植物の大半がBBCHスケール45の発育段階(後期ブート段階であって、止葉の葉鞘(ブート)が花序により膨らんでいるが、花序はブートから出ていない時期)にある時、暑熱処理を開始する16時間前に植物を覆うように1回噴霧した。  
c HS＝暑熱ストレス処理。暑熱ストレス処理は、暑熱ストレスを受ける植物を別の栽培室(暑熱ストレス室)に6日間移動させることによって課せられた。暑熱ストレス室では、明期は気温24℃で7:00に開始した。暑熱処理は11:00(気温33℃)に開始して、6時間(17:00まで)維持した。暑熱処理後、明期の残りの時間を気温24℃に維持した。暗期(23:00に開始した)は20℃に維持した；光周期は16時間/8時間(明/暗)とした。6日後、暑熱ストレス処理した植物を、非暑熱ストレス条件に維持したもとの栽培室に戻して、成熟に至るまで発育させた。  
d データは平均±SE、n＝7である；複製ユニット(n)は1本の植物である。
【実施例４】
【０１０７】
除草剤または殺菌剤とのタンク混合
下記の表は、作物に施用するための、除草剤もしくは殺菌剤と混合したオーキシンまたはオーキシン類似体の可能性のあるタンクミックスの例を提供する。
【表２２】
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【０１０８】
a Bravo 500中の有効成分は500g/Lのクロロタロニルである；
b Quadris中の有効成分は250g/Lのアゾキシストロビンである；
c Equinox中の有効成分は200g/Lのテプラロキシジムである；
d Select中の有効成分は240g/Lのクレトジムである。
【表２３】
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【０１０９】
a Tilt中の有効成分は250g/Lのプロピコナゾールである；
b Quadris中の有効成分は250g/Lのアゾキシストロビンである；
c Select中の有効成分は240g/Lのクレトジムである；
d グリホサートの割合は540g/Lである。
【表２４】
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【０１１０】
a Bravo 500中の有効成分は500g/Lのクロロタロニルである；
b Tilt中の有効成分は250g/Lのプロピコナゾールである；
c Refine中の有効成分は33.35％のチフェンスルフロンメチルと16.65％のトリベヌロンメチルである。
【０１１１】
適切な農薬の他の例としては、約250g/lで施用され得るInspire(登録商標)(ジフェンコナゾール)、およびQuadris(アゾキシストロビン)とTilt(プロピコナゾール)のプレミックスであるQuilt(登録商標)などの農薬のプレミックスが挙げられる。
【０１１２】
参考文献
以下の参考文献は、それらの全体が複製されるかのように(許容される場合は)参照により本明細書に組み入れられる。すべての参考文献は、本発明が属する技術分野の当業者の技能レベルを示している。
【０１１３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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