(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カイケイジオウ（Rehmannia glutinosa var. hueichingensis）又はアカヤジオウ（Rehmannia glutinosa var. purpurea）の培養苗又は土壌苗を親植物として細根が現れるまで養液栽培し、直径１ｍｍ以上の細根を採取する工程と、
採取した細根を発芽させ、上記親植物のクローン苗を得る工程とを含む、植物の栽培方法。
【請求項２】
上記養液栽培は、茎頂培養により得られた苗を用いた養液栽培であることを特徴とする請求項１記載の植物の栽培方法。
【請求項３】
発芽した苗を圃場栽培する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載の植物の栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種芋、根分け及び株分けといった方法により増殖可能な植物の栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる、種芋、根分け及び株分けにより植物を増殖し、増殖した植物或いは当該植物から必要な部位等を収穫する方法がある。このような方法を適用する植物は、通常、苗の生産や供給のシステムが不十分である場合や、種子ができない場合が多く、優良形質を維持する目的で種芋、根分け及び株分けといった方法が採用される。一例としては、ジオウやカンゾウ、カッコン、ソウジュツ、ダイオウ、ビャクジュツといった薬用植物については、優良形質を維持した苗を安定的に生産及び供給する系統がない。また、ジオウについては種子ができないため、種芋や根分け、株分けといった方法により繁殖せざるをえない。
【０００３】
例えば、特許文献１（特許第５６１１７７７号）には、根物作物を養液栽培するシステムが開示されている。特許文献１に開示されるように、閉鎖空間又は半閉鎖空間内で、光、水及び栄養といった生育環境を制御して栽培する植物工場を利用し、各種農作物を栽培する植物工場が実用化されている。ところが、特許文献１においても指摘されるように、根菜類や根部を収穫対象とする薬用植物などの根物作物では、根部を養液に浸漬した状態で栽培すると、細根が多数となり、目的とする主根、不定根、根茎、塊茎が十分に肥大しないといった問題があった。特許文献１に開示された根物作物の養液栽培システムは、筒状部材の内部に根部が伸長するように植物体を設置するというものである。
【０００４】
また、特許文献２（特開２０１３−１９８４９１号公報）は、特許文献１と同様に、養液栽培では主根部が肥大せず、根を目的とする薬用植物の栽培において養液栽培の実用化が困難であることを指摘している。特許文献２に開示された薬用植物の栽培装置は、大きさの異なる人工煉石を充填した容器に植物を定植し（養液を利用した固形培地耕）、容器の底部から養液を供給するものである。
【０００５】
ところで、特許文献１及び２に開示された装置は、いずれも、植物工場といった閉鎖空間又は半閉鎖空間において、収穫期まで根物作物を栽培するものである。しかし、特許文献１や２に開示された装置や公知の方法は、種芋、根分け及び株分けにより増殖する植物についてはクローン苗を大量に供給する方法を提供するものではない。これら植物についてクローン苗を大量に供給することができれば、例えば、ウイルスフリーの個体や、優良な形質を維持した個体を大量に栽培することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５６１１７７７号
【特許文献２】特開２０１３−１９８４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑み、種芋、根分け及び株分けにより増殖する植物についてはクローン苗を大量に供給することができる、植物の栽培方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成した本発明に係る養液栽培方法は、以下を包含する。
（１）種芋、根分け及び株分けのうちいずれかで増殖可能な植物を養液栽培し、直径１ｍｍ以上の細根を採取する工程と、採取した細根を発芽させる工程とを含む、植物の栽培方法。
（２）上記植物は、ウラルカンゾウ（Glycyrrhiza uralensis）、クズ（Pueraria lobata）、ホソバオケラ（Atractylodes lancea）、ダイオウ（Rheum palmatum）、オケラ（Atractylodes japonica）及びカイケイジオウ（Rehmannia glutinosa）からなる群から選ばれる一種であることを特徴とする（１）記載の植物の栽培方法。
（３）上記植物は、カイケイジオウ（Rehmannia glutinosa）であることを特徴とする（１）記載の植物の栽培方法。
（４）上記養液栽培は、茎頂培養により得られた苗を用いた養液栽培であることを特徴とする（１）記載の植物の栽培方法。
（５）発芽した苗を圃場栽培する工程を更に含むことを特徴とする（１）記載の植物の栽培方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、種芋、根分け及び株分けのうちいずれかで増殖可能な植物について、クローン苗を大量に供給することができる。したがって、本発明を適用することによって、例えば所望の形質を維持した植物を大量に製造することができ、高い収穫量を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る植物の栽培方法のフローを模式的に示した図である。
【図２】カイケイジオウを４１日間養液栽培したときの根部を撮像した写真である。
【図３】４１日間養液栽培したカイケイジオウの根部から採取した肥大レベル１〜３の細根を撮像した写真である。
【図４】２ｃｍ、４ｃｍ及び８ｃｍに切断した肥大レベル１〜３の細根を撮像した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る植物の栽培方法を図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明に係る植物の栽培方法は、種芋、根分け及び株分けのうちいずれかで増殖可能な植物について、いわゆるクローン苗を大量に製造する方法である。ここで、クローン苗とは、親植物の組織を培養することで得られる苗であって、当該親植物の遺伝子を受け継いだ苗である。クローン苗は、親植物の遺伝子を有するため、親植物の形質を維持した植物となる。
【００１３】
本発明において、栽培対象の植物としては、種芋、根分け及び株分けのうちいずれかで増殖可能な植物である。なお、「種芋、根分け及び株分けのうちいずれかで増殖可能な植物」とは、種芋、根分け及び株分けの全てで増殖できても良い。
【００１４】
より具体的に、栽培対象の植物としては、ウラルカンゾウ（Glycyrrhiza uralensis）、クズ（Pueraria lobata）、ホソバオケラ（Atractylodes lancea）、ダイオウ（Rheum palmatum）、オケラ（Atractylodes japonica）、カイケイジオウ（Rehmannia glutinosa）及びサンヤク（Dioscorea japonica又はDioscorea batatas）を挙げることができる。
【００１５】
また、栽培対象の植物としては、これらに限定されず、例えば一般の根菜類としても良い。すなわち、栽培対象の植物としては、例えばダイコン、ニンジン、ゴボウ、レンコン、ショウガ、カブ、ワサビ、ホースラディッシュ、チョロギ及びユリ根等の根菜類を挙げることができる。
【００１６】
なかでも、本発明では、カイケイジオウ（Rehmannia glutinosa var. hueichingensis）又はアカヤジオウ（Rehmannia glutinosa var. purpurea）を栽培対象とすることが好ましい。カイケイジオウ及びアカヤジオウは、根を生薬として利用されており、優良な苗の安定供給が困難だからである。すなわち、カイケイジオウ及びアカヤジオウの根を育苗用に使用してしまうと、生薬として出荷できる量がその分、減少することとなり、生薬としての生産性が著しく低下することとなる。よって、カイケイジオウ及びアカヤジオウを栽培対象とし、生薬としての生産性の低下を防止することが好ましい。
【００１７】
以下の説明において、種芋、根分け及び株分けのうちいずれかで増殖可能な植物を単に栽培対象植物と称する。
【００１８】
本発明に係る植物の栽培方法では、図１に示すように、先ず、栽培対象植物の養液栽培を行う。養液栽培は、植物の栽培に必要な養分を含む養液を供給することで栽培する方法を意味する。本発明においては、養液栽培としては、特に限定されず、如何なる方式の養液栽培を適用することができる。すなわち、養液栽培としては、植物を定植するための固形培地を用いず養液中に根を伸長させる水耕栽培方法、植物を定植するための固形培地を用いて固形培地に養液を供給する固形培地耕栽培方法、植物を定植するための固形培地を用いず養液を根に噴霧する噴霧耕栽培方法を挙げることができる。
【００１９】
ただし、本発明に係る植物の栽培方法では、特に水耕栽培及び噴霧耕栽培のいずれかを適用することが好ましい。これら水耕栽培及び噴霧耕栽培によれば、栽培対象植物により多くの細根を成長させることができるからである。なお、本発明に係る植物の栽培方法において固形培地耕栽培を適用する場合、固形培地の充填量等を適宜調整することで、栽培対象植物により多くの細根を成長させることができる。なお、固形培地としては、例えばロックウール、ヤシ殻、杉バーク、ピートモス、砂及び礫等を挙げることができる。
【００２０】
また、養液栽培の方式としては、何ら限定されず、閉鎖空間における水耕栽培でも良いし、半閉鎖空間における水耕栽培でもよい。例えば、閉鎖空間における養液栽培としては、栽培対象植物に対して所定の光量を照射する光照射手段、栽培対象植物の栽培温度を制御する温度調節手段、養液の供給を制御する養液供給手段を備える、いわゆる植物工場を使用することができる。なお、植物工場としては、これら光照射手段、温度調節手段及び養液供給手段のほかにも、各種の栽培条件を調節する手段を備えていても良い。植物工場としては、養液の導電率を測定するECセンサや定量ポンプなどを用いて自動的に濃厚原液から養液を希釈調製し、タイマーや日射センサなどにより養液を自動給液するようなシステムを備えていても良い。
【００２１】
養液栽培に使用する養液の組成としては特に限定されず、栽培対象植物に応じて適宜組成を調整しても良い。養液に含まれる栄養素とは、通常、植物の生育に比較的多く必要である多量要素と、多量要素よりは少ない量で必要な微量要素とである。多量要素としては、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム及び硫黄を挙げることができる。微量要素としては、鉄、マンガン、ホウ素、銅、亜鉛、モリブデン、ケイ素、塩素、アルミニウム、ナトリウム及びニッケル等を挙げることができる。
【００２２】
特に、上述した養液栽培においては、栽培対象植物の培養苗や栽培対象植物の土耕苗を使用しても良いし、栽培対象植物から採取した組織を使用してもよい。特に、培養苗を使用する場合には、無菌的に培養されている培養苗を使用することが好ましい。また、栽培対象植物から採取した組織を使用する場合には、茎頂点を採取し、培養対象植物の個体まで培養することが好ましい。無菌的に培養されている培養苗や茎頂点を用いた組織培養によれば、ウイルスフリーの栽培対象植物を培養することができる。
【００２３】
また、上述した養液栽培においては、栽培対象植物のうち優れた形質を有する個体を培養することが好ましい。優れた形質とは、特に限定されないが、病害耐性が優れている、環境ストレスに耐性がある、肥大根の成長が著しい、といった各種性質を挙げることができる。したがって、上述した養液栽培においては、栽培対象植物のうち優れた形質を有する個体について準備された、無菌的に培養された培養苗を使用することが最も好ましい。
【００２４】
上述した養液栽培によれば、栽培対象植物は、肥大根（主根、不定根、根茎、塊根）が成長せず、より多くの細根が形成される。特に、上述した養液栽培は、栽培対象植物の細根に直径２ｍｍ以上の細根が現れるまで、好ましくは直径４ｍｍ以上の細根が現れるまで、より好ましくは直径６ｍｍ程度の細根が現れるまで行われる。
【００２５】
次に、本発明に係る植物の栽培方法では、栽培対象植物から所望の大きさの細根を採取する。ここで、採取対象とする細根としては、直径が１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上、更に好ましくは４ｍｍ以上の細根を採取する。この範囲の細根を利用することで、極めて優れた発芽率を達成することができる。なお、例えば直径が１ｍｍ以上の細根を採取するとは、全長に亘って直径が１ｍｍ以上である細根を採取しても良いし、直径１ｍｍ未満の領域を切除して残存部の直径１ｍｍ以上となるようにして細根を採取しても良い。
【００２６】
次に、本発明に係る植物の栽培方法では、採取した細根を発芽させることで、栽培対象植物のクローン苗を作出する。採取した細根を発芽させる方法としては、特に限定されないが、例えば、発芽用の土壌を充填したトレイに、所定の長さに切断した細根を定植する方法が挙げられる。定植する細根の長さは、特に限定されないが、例えば、１〜１０ｃｍの長さ、好ましくは２〜８ｃｍの長さ、より好ましくは６〜８ｃｍの長さとする。細根をこの範囲の長さとすることで、極めて優れた発芽率を達成することができる。細根の長さがこの範囲を下回る場合には、発芽率が低下する虞がある。また、細根の長さがこの範囲を上回る場合には、使用できる細根の数が少なくなるため、得られるクローン苗の数が減るといった不都合が生じる虞がある。
【００２７】
発芽用の土壌としては、特に限定されないが、例えば、園芸培土、バーミキュライト、鹿沼土、川砂、あるいはオアシス（芽生え用のスポンジ）、ウレタンフォーム及びロックウール等を使用することができる。発芽用の土壌に細根を定植した後、適宜、潅水及び/又は施肥を行う。これにより、定植した細根から発芽し、苗を得ることができる。
【００２８】
得られた苗は、養液栽培した栽培対象植物のクローンであり、当該栽培対象植物がウイルスフリーの個体であればウイルスフリーのクローン苗となり、また、当該栽培対象植物の形質を保持することとなる。特に、栽培対象植物を養液栽培して得られる細根を利用することにより、非常に優れた発芽率を達成することができ、１個体からの非常に多くのクローン苗を作出することができる。
【００２９】
作出されたクローン苗は、圃場にて栽培することができる。例えば、本方法により、ウイルスフリーの栽培対象植物を養液栽培した場合には、ウイルスに起因する病株や欠株を防止して、当該栽培対象植物の形質を保持した優良な株を大量に栽培できることとなる。例えば栽培対象植物がウラルカンゾウ（Glycyrrhiza uralensis）、クズ（Pueraria lobata）、ホソバオケラ（Atractylodes lancea）、ダイオウ（Rheum palmatum）、オケラ（Atractylodes japonica）及びカイケイジオウ（Rehmannia glutinosa）等の薬用植物であれば、圃場を用いた生薬の大規模生産が可能となる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３１】
〔実施例１〕
本実施例では、栽培対象植物の例として、種子ができず従来は根の一部を出荷しないで残しておき、それを種芋として用いて繁殖されていたカイケイジオウ（Rehmannia glutinosa）について優良な苗の安定供給を検証した。
【００３２】
本実施例では、先ず、カイケイジオウとして無菌的に培養した培養苗を使用した。なお、使用した培養苗は、株式会社ハーバー研究所の契約農家が栽培していたカイケイジオウを茎頂培養することで作成した。茎頂培養は、ジオウ根から発芽した生長点部分を切り取り、これを栄養素を含んだ培地で無菌的に組織培養して得た。
【００３３】
次に、本実施例では、得られた培養苗を養液栽培により栽培した。本実施例の養液栽培は、完全人工環境の植物工場内で行い、温度２３℃、相対湿度６０％、補光はメタルハライドランプと高圧ナトリウムランプを併用し定植面の光強度を約６００μｍｏｌ／ｍ２／ｓとした。養液栽培は噴霧式の養液栽培装置を使用し、養液は大塚Ａ処方（大塚化学社製）を用いた。噴霧式栽培装置に定植後、およそ２週間後から根の肥大がはじまった。
【００３４】
次に、本実施例では、養液栽培開始から２２日、４１日及び５２日経過したカイケイジオウからそれぞれ細根を採取した。一例として、養液栽培開始から４１日経過したカイケイジオウの根部を撮像した画像を図２に示した。図２に示すように、養液栽培開始から４１日経過したカイケイジオウは、直径１ｍｍ以下の細根を含めて１０００本程度の細根が形成されており、また、２〜６ｍｍ程度の細根が形成されていた。
【００３５】
本実施例では、図３に示すように、直径が１〜２ｍｍの細根を「肥大レベル１」とし、直径が２〜４ｍｍの細根を「肥大レベル２」とし、直径が４〜６ｍｍの細根を「肥大レベル３」と定義した。なお、養液栽培開始から２２日のカイケイジオウについては、肥大レベル２及び３の細根はなく、肥大レベル１の細根のみであった。
【００３６】
本実施例では、採取した細根を２ｃｍ、４ｃｍ又は８ｃｍに切断し（図４）、切断した細根を土壌に定植した。得られた細根を園芸培土（ホクサン社製）に定植、温室で２３℃を維持し、発根の有無を４６日後に検証した。そして、栽培終了時点の発芽数を計測し、発芽率を算出した。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
0006503539.tif 000002
【００３８】
表１に示すように、肥大レベル１の細根のみであった、養液栽培開始から２２日のカイケイジオウについては、切断した細根からの発芽は見られなかった。これに対して、直径が２ｍｍ以上の細根が形成されるまで養液栽培したカイケイジオウ（養液栽培開始から４１日又は５２日）については、２ｃｍ〜８ｃｍに切断した細根を利用して極めて優れた発芽率を達成できることが明らかになった。
【００３９】
また、表１に示した発芽率のデータに基づいて、１株のカイケイジオウから生産可能な苗数を計算した。すなわち、１株のカイケイジオウから採取できる定借可能な根の本数を肥大レベル１〜３毎に測定し、発芽率を乗じることで１株のカイケイジオウから生産可能な苗数を計算した。その結果を表２及び３に示す。なお、表２は養液栽培開始から４１日のカイケイジオウを使用したときの計算結果を示し、表３は養液栽培開始から５２日のカイケイジオウを使用したときの計算結果を示した。
【００４０】
【表２】
0006503539.tif 000003
【００４１】
【表３】
0006503539.tif 000004
【００４２】
表２に示すように、養液栽培開始から４１日のカイケイジオウを使用した場合、肥大レベル１の細根を２ｃｍ長で使用することで６７本の苗の生産を予測でき、肥大レベル２の細根を２ｃｍ長で使用することで１０５本の苗の生産を予測でき、肥大レベル３の細根を２ｃｍ長で使用することで１５５本の苗の生産を予測できる。合計すると、養液栽培開始から４１日のカイケイジオウを使用した場合、１株から３２７本の苗を供給できることが分かる。また、同様に、表３からは、養液栽培開始から５２日のカイケイジオウを使用した場合、１株から２６０本の苗を供給できることが分かる。
【００４３】
なお、従来、カイケイジオウについては、種芋を自家採取して繁殖させた場合に約４０％の欠株が生じている。これに対して、本実施例で使用したカイケイジオウの培養苗は、茎頂培養によりウイルスフリーという特徴を持っている。カイケイジオウの培養苗を圃場に定植したところ、欠株はゼロであり全て栽培することができた。このことから、当該培養苗を用いて上述のように作出されたクローン苗もまた、圃場に定植されても欠株を生じることなく、生薬の原料として使用できる程度の肥大根まで栽培できるものと予測できる。
【図１】
0006503539.tif 000005
【図２】
0006503539.tif 000006
【図３】
0006503539.tif 000007
【図４】
0006503539.tif 000008