(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動装置と組み合わせて使用される栽培器であって、
植物の培養液を収容する容器本体と、
前記容器本体内の平底面に配置され、揺動装置による栽培器の揺動により揺動し回転する、形状が球体、円柱体又は楕円球体である複数の揺動体と、
前記複数の揺動体の直上に配置される植物支持体と
を備える栽培器。
【請求項２】
前記植物支持体はシート状である請求項１記載の栽培器。
【請求項３】
前記複数の揺動体は互いに直径又は短軸の長さが同一である請求項１又は２記載の栽培器。
【請求項４】
前記容器本体の平底面に配置される揺動体の数が３個以上である請求項１〜３のいずれか１項記載の栽培器。
【請求項５】
前記複数の揺動体は前記容器本体内の平底面に、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように配置される請求項１〜４のいずれか１項記載の栽培器。
【請求項６】
栽培器及び揺動装置を備える植物の栽培装置であって、
前記栽培器は、植物の培養液を収容する容器本体と、前記容器本体内の平底面に配置され、揺動装置による栽培器の揺動により揺動し回転する、形状が球体、円柱体又は楕円球体である複数の揺動体と、前記複数の揺動体の直上に配置される植物支持体とを備え、
前記容器本体は、植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容し、
前記複数の揺動体は、前記容器本体内の平底面に、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動回転可能に配置され、前記容器本体内の植物の培養液を、前記揺動装置による栽培器の揺動により該複数の揺動体の表面を伝わらせて、該複数の揺動体と前記植物支持体とが接する前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給する、植物の栽培装置。
【請求項７】
栽培器及び揺動装置を用いる植物の栽培方法であって、
前記栽培器は、容器本体と、揺動装置による栽培器の揺動により揺動し回転する、形状が球体、円柱体又は楕円球体である複数の揺動体と、植物支持体とを備えてなり、
前記容器本体内の平底面に、前記複数の揺動体を、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動回転可能に配置するステップと、
前記複数の揺動体の直上に前記植物支持体を配置するステップと、
前記容器本体に、植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容するステップと、
前記植物支持体上に植物を載せるステップと、
前記植物の培養液を、前記揺動装置による栽培器の揺動により該揺動体の表面を伝わらせて、前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給して前記植物を栽培するステップとを含む、植物の栽培方法。
【請求項８】
栽培器及び揺動装置を用いる植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法であって、
前記栽培器は、容器本体と、揺動装置による栽培器の揺動により揺動し回転する、形状が球体、円柱体又は楕円球体である複数の揺動体と、植物支持体とを備えてなり、
前記容器本体内の平底面に、前記複数の揺動体を、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動回転可能に配置するステップと、
前記複数の揺動体の直上に前記植物支持体を配置するステップと、
前記容器本体に、植物成長に影響する物質及び／又は生物を含む植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容するステップと、
前記植物支持体上に植物を載せるステップと、
前記植物成長に影響する物質及び／又は生物を含む植物の培養液を、前記揺動装置による栽培器の揺動により該揺動体の表面を伝わらせて、前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給して前記植物を栽培するステップと、
栽培植物の成長状態を評価するステップと
を含む、植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法。
【請求項９】
栽培器及び揺動装置を用いる植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法であって、
前記栽培器は、容器本体と、揺動装置による栽培器の揺動により揺動し回転する、形状が球体、円柱体又は楕円球体である複数の揺動体と、植物支持体とを備えてなり、
前記容器本体内の平底面に、前記複数の揺動体を、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動回転可能に配置するステップと、
前記複数の揺動体の直上に前記植物支持体を配置するステップと、
植物成長に影響する生物で前処理した植物を前記植物支持体の上に載せるステップと、
前記容器本体に、植物成長に影響する物質を含む植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容するステップと、
前記植物成長に影響する物質を含む植物の培養液を、前記揺動装置による栽培器の揺動により該揺動体の表面を伝わらせて、前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給して植物を栽培するステップと、
栽培植物の成長状態を評価するステップとを含む、植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物を栽培する栽培器、栽培装置、それを用いた植物の栽培方法及び植物成長に影響する物質や生物、すなわち成長促進物質、成長抑制物質、感染防御物質、感染治療物質、農薬、菌やウイルスの感染力や感染様式の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土を使用せずに植物を栽培する方法の一つとして水耕栽培が知られている。水耕栽培では、スポンジやマット、シート等の植物支持体を植物の培養液中に浸漬又は培養液上に浮上させた状態で植物を栽培する（例えば、特許文献１）。水耕栽培は、植物の根を直接培養液に浸漬させて成長させる湛液型水耕と、植物の根を湿気中で成長させる薄膜水耕或いは毛管水耕（浮き根式水耕）等に分けられる。
一方、培養液をゲル状とし、ゲル培地の表面で植物の種子や地上部を、内部で根を支持して栽培する方法も知られている。
【０００３】
植物の根を湿気中で成長させる栽培法は、根を培養液に浸漬させる栽培法と比べて、根の成長に必要な酸素を十分根に供給でき、また、植物の過剰な培養液の吸収を抑えられる利点がある。また、種子や幼苗等が培養液中に沈み生育不良になるのを防げ、播種の段階から発芽を経て苗となるまでの育苗段階に対応しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、毛管水耕では、毛細管現象により吸い上げられた培養液が培養液上の植物支持体全体へ広がり、植物へ供給される。
しかしながら、培養液が吸い上げられた位置とそれ以外の位置の間で培養液の濃度や組成の不均一性が生じやすく、一つの栽培器内或いは栽培器毎で植物の成長にばらつきが出やすいという問題がある。植物の成長のばらつきは、植物の安定生産への影響が大きいだけでなく、多条件、複合条件、多検体の栽培試験を同時に行う際に、植物に最適な栽培条件や、植物の活性化、成長促進等に有用な候補化合物を適正に評価するのにも不都合が生じると考えられる。
ゲル培地を用いる栽培法においては、このような植物の成長のばらつきは小さいものの、培養液をゲル状とする際に昇温が必要なため、煩雑な上に、熱に弱い候補化合物の評価は困難である。さらに、栽培期間中における培養液成分の追加、培養液交換、培養液量調節、水分補充、菌やウイルスの接種ができず、無理にこれを行うと植物体、とくに根を損傷するか、条件の不均一化を招く。
【０００６】
従って、本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたものであり、植物の生育が良好で成長のばらつきが小さく、かつ植物の培養液やその組成を栽培期間中であっても厳密かつ容易に調整、交換できる新たな植物の栽培器、栽培装置、それを用いた植物の栽培方法及び植物成長に影響する物質や生物の評価方法を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、請求項１に係る本発明は、
植物の培養液を収容する容器本体と、
前記容器本体内の平底面に配置される複数の揺動体と、
前記複数の揺動体の直上に配置される植物支持体と
を備える栽培器であって、
前記複数の揺動体は、球体、円柱体及び楕円球体からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴としている。
また、請求項２に係る本発明は、前記植物支持体はシート状であることを特徴としている。
また、請求項３に係る本発明は、前記複数の揺動体は互いに直径又は短軸の長さが同一であることを特徴としている。
また、請求項４に係る本発明は、前記容器本体の平底面に配置される揺動体の数が３個以上であることを特徴としている。
また、請求項５に係る本発明は、前記栽培器が揺動装置と組み合わせて使用されることを特徴としている。
また、請求項６に係る本発明は、
栽培器及び揺動装置を備える植物の栽培装置であって、
前記栽培器は、植物の培養液を収容する容器本体と、前記容器本体内の平底面に配置される球体、円柱体及び楕円球体からなる群より選ばれる少なくとも１種の複数の揺動体と、前記複数の揺動体の直上に配置される植物支持体とを備え、
前記容器本体は、植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容し、
前記複数の揺動体は、前記容器本体内の平底面に、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動可能に配置され、前記容器本体内の植物の培養液を、前記揺動装置による該複数の揺動体の揺動に伴って該複数の揺動体の表面を伝わらせて、該複数の揺動体と前記植物支持体とが接する前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給することを特徴としている。
また、請求項７に係る本発明は、
栽培器及び揺動装置を用いる植物の栽培方法であって、
前記栽培器は、容器本体と、球体、円柱体及び楕円球体からなる群より選ばれる少なくとも１種の複数の揺動体と、植物支持体とを備えてなり、
前記容器本体内の平底面に、前記複数の揺動体を、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動可能に配置するステップと、
前記複数の揺動体の直上に前記植物支持体を配置するステップと、
前記容器本体に、植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容するステップと、
前記植物支持体上に植物を載せるステップと、
前記植物の培養液を、前記揺動装置による前記複数の揺動体の揺動に伴って該揺動体の表面を伝わらせて、前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給して前記植物を栽培するステップと
を含むことを特徴としている。
また、請求項８に係る本発明は、
栽培器及び揺動装置を用いる植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法であって、
前記栽培器は、容器本体と、球体、円柱体及び楕円球体からなる群より選ばれる少なくとも１種の複数の揺動体と、植物支持体とを備えてなり、
前記容器本体内の平底面に、前記複数の揺動体を、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動可能に配置するステップと、
前記複数の揺動体の直上に前記植物支持体を配置するステップと、
前記容器本体に、植物成長に影響する物質及び／又は生物を含む植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容するステップと、
前記植物支持体上に植物を載せるステップと、
前記植物成長に影響する物質及び／又は生物を含む植物の培養液を、前記揺動装置による前記複数の揺動体の揺動に伴って該揺動体の表面を伝わらせて、前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給して前記植物を栽培するステップと、
栽培植物の成長状態を評価するステップと
を含むことを特徴としている。
また、請求項９に係る本発明は、
栽培器及び揺動装置を用いる植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法であって、
前記栽培器は、容器本体と、球体、円柱体及び楕円球体からなる群より選ばれる少なくとも１種の複数の揺動体と、植物支持体とを備えてなり、
前記容器本体内の平底面に、前記複数の揺動体を、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動可能に配置するステップと、
前記複数の揺動体の直上に前記植物支持体を配置するステップと、
植物成長に影響する生物で前処理した植物を前記植物支持体の上に載せるステップと、
前記容器本体に、植物成長に影響する物質を含む植物の培養液を、その液面が前記複数の揺動体と前記植物支持体とが接する複数の接点又は接線より低位になるように収容するステップと、
前記植物成長に影響する物質を含む植物の培養液を、前記揺動装置による前記複数の揺動体の揺動に伴って該揺動体の表面を伝わらせて、前記複数の接点又は接線を通じて前記植物支持体に供給して植物を栽培するステップと、
栽培植物の成長状態を評価するステップと
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、植物が良好に生育し、植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつき、成長のばらつきが小さく、かつ植物の成長状況に合わせて植物の培養液やその組成を調整、交換できる植物の栽培器が提供される。また、本発明の栽培器を用いれば、短期間で、省力、省スペース、低ランニングコストで多条件、複合条件、多検体の栽培試験を一度に行うことができ、植物成長に影響する物質や生物の効果、最適濃度等について簡便に、適正に評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る栽培器の基本的な構成を説明する図である。
【図２】栽培器を用いた植物の栽培方法について説明する図である。
【図３】（ａ）容器本体内に円柱体を配置した状態を示す図である。（ｂ）容器本体内に球体を配置した状態を示す図である。
【図４】各栽培法で得た植物個体重量を示す図である。
【図５】ＡＬＡ投与によるシロイヌナズナのクロロフィル量の変化を示す図である。
【図６】栽培１９日目のシロイヌナズナの生育状態を示す図である。
【図７】栽培１９日目のシロイヌナズナの生育状態を示す図である。
【図８】栽培１２日目のクレソンの生育状態を示す図である。
【図９】栽培１２日目のレタスの生育状態を示す図である。
【図１０】栽培１６日目のバジルの生育状態を示す図である。
【図１１】栽培２８日目のパセリの生育状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る栽培器の基本的な構成を説明する図である。図１において、Ｕは栽培器、Ｐは植物の培養液を収容する容器本体、Ｓは揺動体、Ｂは植物支持体である。
栽培器Ｕは、図１に示すように、容器本体Ｐの内部の平底面に複数の揺動体Ｓが配置されており、かつ当該複数の揺動体Ｓの直上に植物支持体Ｂが配置されている。
【００１２】
植物の培養液を収容する容器本体Ｐとしては、特に制限されず、例えば、上端に開口を有する、セルトレイ、育苗用ポット、水槽、シャーレ、プレート等が挙げられる。容器本体Ｐの内底面は平面状である。
容器本体Ｐは、多条件、複合条件、多検体の植物栽培試験を一度に行う場合は、コンパクト化することができる観点から、丸シャーレ、プレート型シャーレ、プレートが好ましい。なかでも、本発明においては、植物の培養液を収容する穴（ウェル、有底穴）を複数、例えば、６穴や１２穴、有する多穴プレート（平底）を用いるのがより好ましい。ウェル径、ウェル深さは特に限定されない。
容器本体Ｐの素材としては、例えば、ガラス、ステンレス、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等のプレスチックが好ましい。
【００１３】
複数の揺動体Ｓの形状は、球体、円柱体又は楕円球体である。揺動体Ｓの形状は、ゴルフボールの様に表面に凹凸や起伏があっても、全体として略球体の外観を呈するものであればよい。また、楕円球体は、楕円の長軸を回転軸とした長球状、短軸を回転軸とした扁球状のいずれでもよいが、好ましくは長球状である。
揺動体Ｓの形状は、培養液の均一性を高め、かつ植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつき、植物の成長のばらつきを小さくする観点から、好ましくは球体又は円柱体であり、より好ましくは球体である。
【００１４】
揺動体Ｓは、容器本体Ｐ内に複数収容できるものであれば、適宜好適な大きさのものを用いることができる。例えば、球体又は円柱体の直径、或いは楕円球体の短軸の長さは、５〜１０ｍｍ、好ましくは７〜９ｍｍであり、円柱体の長さ、或いは楕円球体の長軸の長さは、８〜１５ｃｍ、好ましくは１０〜１２ｃｍである。
【００１５】
揺動体Ｓの材質としては、植物の培養液を表面張力により付着できるものであれば特に制限されず、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン等のプラスチック球、ガラス球、ステンレス球、鋼球、ゴム球等が挙げられる。取扱性の観点から、好ましくはプラスチック球である。
【００１６】
揺動体Ｓの数は、複数、すなわち２個以上である。揺動体Ｓの数は、培養液の均一性を高め、かつ植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつき、植物の成長のばらつきを小さくする観点から、好ましくは３個以上である。また、上限は、特に制限されず、容器本体Ｐ内の平底面積や揺動体Ｓの大きさによって異なるが、好ましくは１００個以下、より好ましくは８０個以下、さらに好ましくは５０個以下である。
【００１７】
複数の揺動体Ｓは、培養液の均一性を高め、かつ植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつき、植物の成長のばらつきを小さくする観点から、互いに直径又は短軸の長さが同一であることが好ましい。
また、揺動体Ｓの組み合わせは、同じ形状同士でも、異なった形状でもよいが、同様の観点からは、同じ形状同士を組み合わせるのが好ましい。
【００１８】
植物支持体Ｂは、植物を支持可能な支持体である。後述するようにこの植物支持体Ｂを介して植物は培養液を吸収し成長する。そのため、植物支持体Ｂは、植物の培養液を吸水する性質又は透水する性質を有する。
植物支持体Ｂは、植物の培養液の成分を吸着しないものが好ましい。さらに、植物支持体Ｂは、植物成長に影響する物質や生物をハイスループットスクリーニングする観点から、ポアサイズが小さく、植物の根の進入を遮断する防根性を有するものが好ましい。植物の根が植物支持体に入り込まず、十分に培養液を含んだ植物支持体上で成長すると、生育が良好なだけでなく、成長後に支持体と植物を分離し易く、根を傷つけずに、植物の移植、植物重量や長さの測定等を正確に、容易に、安全に行うことができる。また、植物の成長状況に合わせた植物の培養液やその組成の調整、交換、すなわち培養液の添加、培養液の交換、菌やウイルスの接種、培養液量の調整も支持体上に植物を生育させたまま、あるいは支持体ごと容易に安全に行うことができる。
かかる観点から、植物支持体Ｂとしては平面性を保てるシート状が好ましく、布、紙、不織布等がより好ましく、紙、不織布がさらに好ましい。
【００１９】
植物支持体Ｂの材料としては、例えば、セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の親水性繊維が挙げられる。
【００２０】
植物支持体Ｂは、複数の揺動体Ｓの直上に二つ以上重ねて配置されてもよいが、重層した支持体間への空気混入による不均一性の発生やずれによる均一な成分拡散の妨げの観点から、複数の揺動体Ｓの直上に一つ配置されることが好ましい。
また、植物支持体Ｂは、複数の揺動体Ｓと複数の接点又は接線で接して配置されていればよいが、培養液の均一性を高め、かつ植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつき、植物の成長のばらつきを小さくする観点からは、容器本体Ｐ内の全面に渡って配置されることが好ましい。
【００２１】
さらに、栽培器Ｕは、取り外し可能に取り付けられる蓋体を備えてもよい。栽培器の上端開口に蓋体を取り付け、栽培器を密閉条件下とすることで、無菌環境或いは特定の菌のみの存在下の環境とすることができる。
栽培器Ｕの蓋体は、栽培器に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂製カバー、プレートシール、サランラップ（登録商標）、透明ビニルシート等が挙げられる。
【００２２】
次に、このように構成された栽培器Ｕを使用した植物の栽培方法について図２に基づいて説明するが、植物の栽培には図示しない揺動装置が組み合わせて使用される。すなわち、栽培器Ｕと、該栽培器Ｕを揺動する揺動装置を備える植物の栽培装置が使用される。図２に示すように、揺動装置により栽培器Ｕを揺動することにより、栽培器Ｕ内の複数の揺動体Ｓが揺動し、植物の培養液１１が該揺動体の表面を伝って該揺動体の直上に配置した植物支持体Ｂに供給されるため、該植物支持体Ｂ上で植物１２を栽培することができる。尚、図２において、１０は、複数の揺動体Ｓと植物支持体Ｂとが接する接点又は接線である。
揺動装置としては、公知の振とう機等が挙げられる。
【００２３】
植物の栽培では、先ず、容器本体Ｐ内の平底面に、複数の揺動体Ｓを、その中心又は中心軸が同一平面上に位置するように、且つ、揺動可能に配置する。すなわち、容器本体Ｐ内の平底面に揺動体同士が互いに重ならないように配置する。尚、楕円球体にあっては、長軸を中心軸として、該中心軸（長軸）が同一平面上に位置するように、且つ、揺動可能に配置することが好ましい。
複数の揺動体Ｓは、培養液の均一性を高め、かつ植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつき、植物の成長のばらつきを小さくする観点から、容器本体Ｐ内の平底面に最大数配置することが好ましい。図３（ａ）は、７つの同一直径の円柱体が、中心軸が同一平面上に位置するようにかつ揺動可能に最大数配置された図であり、８つの円柱体を揺動可能に配置できない状態を示している。図３（ｂ）は５つの同一直径の球体が、中心点が同一平面上に位置するようにかつ揺動可能に最大数配置された図であり、６つの球体を揺動可能に配置できない状態を示している。
【００２４】
複数の揺動体Ｓの直上には植物支持体Ｂを配置する。このとき、複数の揺動体Ｓと植物支持体Ｂとは複数の接点又は接線１０で接する。
【００２５】
また、植物支持体Ｂ上に植物１２を載せる。植物１２の種類としては、特に限定されず、各種の草花、野菜、香草等が挙げられる。植物１２は、植物成長に影響する物質や生物を接触させる等の前処理を行ったものでもよい。
尚、植物は、種子を播種してもよく、幼苗を移植してもよい。植物支持体上には、植物の種子を播種するのが好ましい。
【００２６】
容器本体Ｐ内には、植物の培養液１１を、その液面が前記複数の揺動体Ｓと前記植物支持体Ｂとが接する複数の接点又は接線１０より低位になるように収容する。植物の培養液１１の液面は、前記接点又は接線１０よりも低位であればよいが、必要十分量の培養液が植物支持体に供給されるが、植物支持体上の種子や幼苗が培養液中に沈まないようにする観点から、容器本体Ｐ内の平底面から揺動体Ｓと植物支持体Ｂとが接する接点又は接線１０までの距離を１とした時に、容器本体Ｐ内の平底面からの距離が０．９以下、更に０．８以下、更に０．５〜０．７となる位置であることが好ましい。
植物の培養液１１は、水や、植物の栽培に一般的に用いられる培養液及びこれに様々な植物成長に影響する物質や生物を添加したものである。
【００２７】
このように容器本体Ｐ内に収容した植物の培養液１１を、前記揺動装置により栽培器Ｕを揺動することにより、複数の揺動体Ｓの揺動に伴って該揺動体の表面を伝わらせて、複数の接点又は接線１０を通じて植物支持体Ｂに供給し、該植物支持体Ｂ上の植物１２を栽培する。植物の培養液が供給される接点又は接線が複数存在することで、植物支持体全面、これに支持される植物に植物成長に影響する物質や生物を含め培養液が均一かつ安定的に供給されて、短期間で植物が良好に生育し、かつ栽培位置にかかわらず植物個体間で成長が揃い、ばらつきが小さくなる。また、多穴プレートの各ウェル内で植物を栽培する場合は、各ウェル間でも植物の成長が揃い、ばらつきが小さくなる。
【００２８】
揺動装置による揺動体Ｓの揺動は、表面張力により付着した植物の培養液１１が複数の揺動体Ｓと植物支持体Ｂとが接する複数の接点又は接線１０から植物支持体Ｂに供給されるような揺れ動きであり、球体の場合は、球体の円弧に沿った旋回運動、自転運動である。また、円柱体又は楕円球体の場合は、円柱体又は楕円球体の中心軸の周りの円弧に沿った往復運動、自転運動である。尚、揺動体Ｓにおける回転は回転角度が３６０度未満であってよく、必ずしも一回転する必要はない。
揺動条件は、適宜設定できるが、球体の場合は、好ましくは６〜１８０ｒ／ｍｉｎでの水平旋回振とうである。また、円柱体又は楕円球体の場合は、好ましくは揺れ幅１ｍｍ〜１０ｃｍである。
【００２９】
植物の栽培では、植物の種類に応じて、温度、湿度、光条件、栽培日数等を適宜設定することができる。一定条件下に設定したインキュベーター内等で栽培してもよい。
本発明の栽培器は、複数の揺動体の揺動条件が同一であれば、植物の培養液が植物支持体、これに支持される植物に均一に供給されるため、栽培器内の植物個体間のみならず、栽培器毎の植物個体間で成長が揃い、ばらつきが小さく、均一に生育する。そのため、本発明の栽培器を用いれば、品質の良い植物の栽培、正確な成長評価等が可能である。
また、短期間、省力、省スペース、低ランニングコストで多条件、複合条件、多検体の栽培試験を同時に行うことができる。例えば、後記実施例に示すように、植物成長に影響する物質や生物の有用性、最適濃度等について簡便に、適正に評価を行うことができる。
【００３０】
次に、本発明の栽培器Ｕを用いた植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法について説明する。当該評価方法においても前記と同様、揺動装置が組み合わせて使用される。
植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法では、容器本体Ｐ内に植物成長に影響する物質及び／又は生物を含む植物の培養液１１を収容する。この培養液１１を、前記と同様にして、揺動装置による複数の揺動体Ｓの揺動に伴って該揺動体の表面を伝わらせ、複数の揺動体Ｓと植物支持体Ｂとが接する複数の接点又は接線１０を通じて植物支持体Ｂに供給し、植物１２を栽培する。このようにして植物を栽培すると、培養液中に含まれる植物成長に影響する物質や生物の効果のばらつきが小さくなり、短期間で植物成長に影響する物質や生物の効果、最適濃度等について簡便に、適正に評価を行うことができる。
また、植物成長に影響する物質及び／又は生物の評価方法では、予め植物１２に対し植物成長に影響する生物と接触させる等の前処理を行い、他方、容器本体Ｐ内には植物成長に影響する物質を含む植物の培養液１１を収容して、この培養液１１を、前記と同様にして、揺動装置による複数の揺動体Ｓの揺動に伴って該揺動体の表面を伝わらせ、複数の接点又は接線１０を通じて植物支持体Ｂに供給し、前処理した植物１２を栽培してもよい。これにより、植物成長に影響する物質や生物の効果等について簡便に、適正に評価を行うことができる。
【００３１】
本発明の栽培器を用いて評価できる植物成長に影響する物質や生物としては、植物の成長、例えば、植物重量、葉数・茎数の増加、植物体の伸長・拡大、花芽形成、結実等に影響する有機・無機化合物、生物が挙げられる。その種類としては、例えば、アミノ酸、糖、脂質、核酸、タンパク質、窒素、リン、カリウム、重金属、植物病原菌、土壌細菌、菌根菌、根粒菌、ウィルス又はこれらの組み合わせがある。尚、植物成長に影響する物質や生物には、その有用性、毒性が推定、予想されるものの他、任意の候補化合物や候補生物も含まれる。
【００３２】
栽培植物の成長状態の評価では、例えば、植物成長に影響する物質や生物の存在下における栽培植物の成長状態と、植物成長に影響する物質や生物の非存在下における栽培植物の成長状態とを比較し、植物成長に影響する物質や生物の存在下における栽培植物の成長が向上している場合には、当該物質や生物を植物成長促進に有用な物質、生物として評価、選択することができる。逆に栽培植物の成長が抑制されている場合には、当該物質や生物を植物成長抑制に有用な物質や生物あるいは植物に有毒な物質や生物として評価、選択することができる。また、培養液中の植物成長に影響する物質や生物濃度を変化させて、各々の濃度における栽培植物の成長状態を比較すれば、植物成長に影響する物質や生物の最適濃度の評価をすることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００３４】
次の材料及び植物を使用した。
［培養液］
ＭＳ培地（ｐＨ；５．７〜５．８、組成を表１に示す）
ハイポネックス培地（原液、ハイポネックス社製）
ハイポニカ培地（液体肥料、協和株式会社製）
［容器］
１２穴プレート（平底、材質；ポリスチレン、プレート外寸；８５．４ｍｍ  ｘ  １２７．６ｍｍ、ウェル径；φ２２．１ｍｍ）
［球体］
ポリプロピレン球（直径；約８ｍｍ）
［植物支持体］
親水性紙（濾紙、材質；アドバンテック濾紙  Ｎｏ．５１４Ａ、厚さ０．３２ｍｍ、セルロース繊維）、直径２０ｍｍの円形に切り抜いて使用。
［植物］
シロイヌナズナ（野生株、Ｔ−ＤＮＡ挿入変異株、遺伝子操作株、ゲノム編集株）
クレソン（ウォータークレス）
レタス（サリナス８８）
バジル（スイートバジル）
パセリ（イタリアンパセリ）
【００３５】
【表１】
0006572153.tif 000002
【００３６】
試験例１
（１）次の栽培プレートを作製した。
〔ゲルプレート〕
滅菌済１２穴プレートのウェル内に、オートクレーブ滅菌したショ糖不含ＭＳ培地（０．６％  ゲランガム含有）各２ｍＬを約５０℃で注入、冷却、固化させゲルプレートとした。図４中、ｇｅｌ（ｃｏｎｔ）と表記した。
【００３７】
〔液体プレート〕
滅菌済１２穴プレートのウェル内に滅菌したショ糖不含ＭＳ培地を２ｍＬずつ注入して液体プレートとした。図４中、ｎｏ  ｓｕｐｐｏｒｔと表記した。
【００３８】
〔漏斗プレート〕
円形に濾紙を切り抜き、外周から中心に向かって切り込みを入れて漏斗状とした。滅菌済１２穴プレートのウェル内に滅菌したショ糖不含ＭＳ培地を１ｍＬずつ注入し、漏斗状とした濾紙を一枚ずつ設置して漏斗プレートとした。このプレートでは、培地は毛細管作用により濾紙の中心部を伝って濾紙全体に供給される。図４中、ｆｕｎｎｅｌと表記した。
【００３９】
〔ブリッジプレート〕
濾紙を長方形に切り、端２箇所を折り込むことでブリッジ状とした。滅菌済１２穴プレートのウェル内に滅菌したショ糖不含ＭＳ培地を１．５ｍＬずつ注入し、ブリッジ状とした濾紙を一枚ずつ設置してブリッジプレートとした。このプレートでは、培地は毛細管作用により折り込んだ濾紙のブリッジ部分を伝って濾紙全体に供給される。図４中、ｂｒｉｄｇｅと表記した。
【００４０】
〔球体プレート〕
滅菌済１２穴プレートのウェルにそれぞれ滅菌したポリプロピレン球を５個ずつ重ならないように配置し、ショ糖不含ＭＳ培地を１２００μＬずつ注入した。このとき、培養液の液面はポリプロピレン球の直径の１／２以上２／３以下の高さにあった。次いで、５個のポリプロピレン球の直上に円形に切り抜いた濾紙一枚ずつを載置して球体プレートとした。図４中、ｓｐｈｅｒｅと表記した。
【００４１】
（２）前記（１）で作製した各栽培プレートの培地、培養液又は濾紙上にシロイヌナズナの種子を２粒／穴ずつ無菌的に播種し、蓋を閉めビニルテープとサージカルテープを周囲にまいて培地の蒸発と湿度上昇をコントロールした状態にし、暗下、４℃で一日春化処理後、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件で２週間栽培した（Ｎ＝６又は７）。
栽培期間中、球体プレートは、振とう機（タイテック社シェーカー、以下同じ）を用い６０ｒ／ｍｉｎで水平旋回振とうした。
【００４２】
（３）栽培後、それぞれの植物体の重量を測定した。評価は、個体重量とＣ．Ｖ．（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ、変動係数）の比較によって行った。Ｃ．Ｖ．の算出には以下の式を用いた。
Ｃ．Ｖ．（％）＝（標準偏差）／（平均）×１００
結果を表２及び図４に示す。
【００４３】
【表２】
0006572153.tif 000003
【００４４】
表２及び図４に示すように、ゲルプレートで栽培した結果、中央値が３．５０ｇであり、Ｃ．Ｖ．値は２８．８％であった。
液体プレートでは、中央値が０．４５ｇと低く、種子と幼苗は水没してしまい、空気に触れることができないため、光合成ができず、ショ糖不含ＭＳ培地では成長できないことが確認された。また、漏斗プレートでは、中央値が１．１５ｇと多少大きく成長するが、成長度はゲルプレートの１／３程度であった。ブリッジプレートでは、中央値が３．６０ｇと、ゲルプレートと同等程度の重量になるまで成長したが、Ｃ．Ｖ．値は５９．１％と、各ウェル間で個体のばらつきが大きかった。
これに対して、球体プレートでは、中央値が３．７０ｇとゲルプレートと同等以上の生育量が得られ、かつＣ．Ｖ．値は３７．９％であり、ブリッジプレートのＣ．Ｖ．値と比べて各ウェル間の個体のばらつきを抑えられることが確認された。
【００４５】
試験例２
（１）シロイヌナズナを１００粒ずつ５枚の円形シャーレの内部に６枚重ねにしＭＳ培地１０ｍＬを吸わせた濾紙上に無菌的に播種し、２４時間４℃で春化処理を行った後、円形シャーレを栽培室へ移して、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件で無菌栽培を開始した（栽培０日目）。
【００４６】
（２）１２穴プレートのウェルにそれぞれポリプロピレン球を５個ずつ重ならないように配置し、ＭＳ培地１２００μＬと図５に示す終濃度になるように５−アミノレブリン酸（ＡＬＡ）塩酸塩溶液（水酸化カリウムでｐＨ５．５から５．９に調整）を注入した。このとき、培養液の液面はポリプロピレン球の直径の１／２以上２／３以下の高さにあった。次いで、５個のポリプロピレン球の直上に円形に切り抜いた濾紙一枚ずつを載置して球体プレートとした。
栽培開始から６日目に、円形シャーレから球体プレートの各ウェルに幼苗を２つずつ移植して蓋を閉め、ビニルテープとサージカルテープでシールし、さらに２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件で、１６日間振とう機を用い６０ｒ／ｍｉｎで水平旋回振とうしながら無菌栽培した（Ｎ＝４）。
【００４７】
栽培開始から２２日目に植物をウェルから取り出し、クロロフィル量を測定した。クロロフィル量の測定は、ジメチルホルムアミド抽出による分光法にて行った。結果を図５に示す。尚、５−アミノレブリン酸塩酸塩は、植物中のクロロフィルを増やし成長を促進させる物質のひとつとして報告されている。
【００４８】
図５に示すように、５−アミノレブリン酸塩酸塩の添加濃度が増えるにしたがって植物中のクロロフィル量は増加し、与えすぎると減少したことから球体プレート栽培によって、適正に植物成長に影響する物質の評価ができることが確認された。
【００４９】
試験例３
（１）試験例２と同様に、シロイヌナズナを１００粒ずつ５枚の円形シャーレ内のＭＳ培地を吸わせた濾紙上に無菌的に播種し、２４時間４℃で春化処理を行った後、円形シャーレを栽培室へ移して、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件で無菌栽培を開始した（栽培０日目）。
【００５０】
（２）１２穴プレートのウェルにそれぞれポリプロピレン球を５個ずつ重ならないように配置し、ＭＳ培地、ハイポネックス培地及びハイポニカ培地のうち２種類を適宜希釈して表３に示す様々な濃度で混合した培地を計１２００μＬずつ注入した。このとき、培養液の液面はポリプロピレン球の直径の１／２以上２／３以下の高さにあった。次いで、５個のポリプロピレン球の直上に円形に切り抜いた濾紙一枚ずつを載置して球体プレートとした。
栽培開始から６日目に、円形シャーレから球体プレートの各ウェルに幼苗を２つずつ移植し、蓋を閉め、ビニルテープとサージカルテープでシールし、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件でさらに１３日間振とう機を用い６０ｒ／ｍｉｎで水平旋回振とうしながら、同条件で無菌栽培した（Ｎ＝２）。
栽培開始から１９日目に写真撮影を行い、また、植物をウェルから取り出して植物重量を測定した。表３に各ウェル内の植物の平均重量を示し、図６に栽培１９日目のシロイヌナズナの生育状態を示す。
【００５１】
【表３】
0006572153.tif 000004
【００５２】
試験例４
（１）試験例２と同様に、シロイヌナズナを１００粒ずつ５枚の円形シャーレ内のＭＳ培地を吸わせた濾紙上に無菌的に播種し、２４時間４℃で春化処理を行った後、円形シャーレを栽培室へ移して、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件で無菌栽培を開始した（栽培０日目）。
【００５３】
（２）１２穴プレートのウェルにそれぞれポリプロピレン球を５個ずつ重ならないように配置し、表４に示すように、ハイポネックス培地及びハイポニカ培地を希釈して様々な濃度でふった培地、又はＭＳ培地を希釈して濃度を２段階にふり、さらにハイポネックス培地及びハイポニカ培地を希釈して様々な濃度でふった培地を計１２００μＬずつ注入した。このとき、培養液の液面はポリプロピレン球の直径の１／２以上２／３以下の高さにあった。次いで、５個のポリプロピレン球の直上に円形に切り抜いた濾紙一枚ずつを載置して球体プレートとした。
栽培開始から５日目に、円形シャーレから球体プレートの各ウェルに幼苗を２つずつ移植し、蓋を閉め、ビニルテープとサージカルテープでシールし、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件でさらに１４日間振とう機を用い６０ｒ／ｍｉｎで水平旋回振とうしながら、同条件で栽培した（Ｎ＝２）。
栽培開始から１９日目に写真撮影を行い、また、植物をウェルから取り出して植物重量を測定した。表４に各ウェル内の植物の平均重量を示し、図７に栽培１９日目のシロイヌナズナの生育状態を示す。
【００５４】
【表４】
0006572153.tif 000005
【００５５】
表３及び表４に示すように、球体プレート栽培によって、シロイヌナズナは良好に生育した。また、図６及び図７に示すように、ウェル内の植物個体間で生育のばらつきが小さく、播種後３週間程度の短期間で評価ができた。
さらに、試験例３及び４より、シロイヌナズナに対する二剤又は三剤での複合効果の検討が極めて迅速に、簡便に行えることが確認された。
【００５６】
試験例５〜７
（１）クレソン、レタス、バジルをそれぞれ５０粒ずつ１枚の円形シャーレ内のＭＳ培地１０ｍＬを吸わせた濾紙上に無菌的に播種し、栽培室へ移し、栽培を開始した（栽培０日目）。栽培は２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件でおこなった。
【００５７】
（２）１２穴プレートのウェルにそれぞれポリプロピレン球を５個ずつ重ならないように配置し、表５〜７に示すように、ＭＳ培地の濃度とハイポニカ培地の濃度をふった培地を計１２００μＬずつ注入した。このとき、培養液の液面はポリプロピレン球の直径の１／２以上２／３以下の高さにあった。次いで、５個のポリプロピレン球の直上に円形に切り抜いた濾紙一枚ずつを載置して球体プレートとした。
栽培開始から３日目に、円形シャーレから球体プレートの各ウェルに幼苗を２つずつ移植し、蓋を閉め、ビニルテープとサージカルテープでシールし、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件でさらに振とう機を用い６０ｒ／ｍｉｎで水平旋回振とうしながら栽培した（Ｎ＝２）。
栽培開始から１２日目に、クレソンとレタスの写真撮影を行い、また、植物をウェルから取り出して植物重量を測定した。バジルは栽培開始から１６日目に写真撮影を行い、また、植物をウェルから取り出して植物重量を測定した。表５〜７に各ウェル内の植物の平均重量を示し、図８〜図１０に栽培１２日目又は１６日目のクレソン、レタス又はバジルの生育状態を示す。
【００５８】
【表５】
0006572153.tif 000006
【００５９】
【表６】
0006572153.tif 000007
【００６０】
【表７】
0006572153.tif 000008
【００６１】
試験例８
（１）パセリ５０粒を１枚の円形シャーレ内のＭＳ培地１０ｍＬを吸わせた濾紙上に無菌的に播種し、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件で栽培を開始した（栽培０日目）。
【００６２】
（２）１２穴プレートのウェルにそれぞれポリプロピレン球を５個ずつ重ならないように配置し、表８に示すように、ＭＳ培地の濃度とハイポニカ培地の濃度をふった培地を計１２００μＬずつ注入した。このとき、培養液の液面はポリプロピレン球の直径の１／２以上２／３以下の高さにあった。次いで、５個のポリプロピレン球の直上に円形に切り抜いた濾紙一枚ずつを載置して球体プレートとした。
栽培開始から１４日目に、円形シャーレから球体プレートの各ウェルに幼苗を２つずつ移植し、蓋を閉め、ビニルテープとサージカルテープでシールし、２３℃、昼白色蛍光灯下７０μＥの連続照射条件でさらに１４日間振とう機を用い６０ｒ／ｍｉｎで水平旋回振とうしながら栽培した（Ｎ＝２）。
栽培開始から２８日目に写真撮影を行い、また、植物をウェルから取り出して植物重量を測定した。表８に各ウェル内の植物の平均重量を示し、図１１に栽培２８日目のパセリの生育状態を示す。
【００６３】
【表８】
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【００６４】
表５〜表８に示すように、球体プレート栽培によって、短期間で、シロイヌナズナと同様に香草も良好に生育することが確認された。また、図８〜図１１に示すように、ウェル内の植物個体間で生育のばらつきは小さかった。
さらに、試験例５〜７及び８より、各植物に対する二剤での複合効果の検討が極めて迅速に、簡便に行え、各植物にとっての最適濃度が確認された。
【符号の説明】
【００６５】
Ｕ・・・栽培器
Ｐ・・・植物の培養液を収容する容器本体
Ｓ・・・揺動体
Ｂ・・・植物支持体
１０・・揺動体と植物支持体とが接する接点又は接線
１１・・植物の培養液
１２・・植物
【図１】
0006572153.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006572153.tif 000013
【図５】
0006572153.tif 000014
【図６】
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【図７】
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【図８】
0006572153.tif 000017
【図９】
0006572153.tif 000018
【図１０】
0006572153.tif 000019
【図１１】
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