(57)【要約】【課題】植物の生育を促進することができる植物生育促進剤を提供する。【解決手段】低級脂肪酸類を有効成分として含有する。植物を生育する雰囲気中に有効成分を揮発等により含有させることができ、この有効成分により植物に適度なストレスを与えることができる推定できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低級脂肪酸類を有効成分として含有することを特徴とする植物生育促進剤。
【請求項２】
メタクリル酸を有効成分として含有することを特徴とする植物生育促進剤。
【請求項３】
２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、チグリン酸から選ばれる一つを有効成分として含有することを特徴とする植物生育促進剤。
【請求項４】
２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、メタクリル酸、チグリン酸から選ばれる少なくとも二つ以上を有効成分として含有することを特徴とする植物生育促進剤。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の植物生育促進剤の有効成分を含有する雰囲気中で植物を生育することを特徴とする植物の生育促進方法。
【請求項６】
雰囲気中の有効成分の濃度が０．０１ｐｐｂ〜１０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項５に記載の植物の生育促進方法。
【請求項７】
雰囲気中に二酸化炭素を含有することを特徴とする請求項５又は６に記載の植物の生育促進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物、特にハウス栽培等の閉鎖系及び半閉鎖系における作物の栽培において、効率よく健全な作物を生産するために用いられる植物生育促進剤及びこれを用いた植物の生育促進方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エチレンガスは植物の成長ホルモンであって、エチレンガスの雰囲気中で植物を生育すると、その生育が促進されることが知られている。
【０００３】
また、カビと植物とを閉鎖空間で同時に生育することにより、植物の生育が促進されることも知られている（非特許文献１〜４参照）。
【非特許文献１】Bacterial volatiles promote growth in Arabidopsis（PNAS / April 15,2003 / vol.100 / no.8 / 4927-4932）
【非特許文献２】Biocontrol of soil-borne diseases and plantgrowth enhancement in greenhouse soilless mix by the volatile-producing fungusMuscodor albus (J.Mercier,D.C.Manker / Crop Protection24(2005) 355-362)
【非特許文献３】Bactrial volatiles induce systemicresistance in Arabidopsis(Plant Physiology,March2004,Vol.134,pp.1017-1026)
【非特許文献４】揮発性静菌物質生産糸状菌を利用した地上部病害の生物防除（バイオコントロール研究会レポート(PSJ Biocont. Rept.) 5:85-93(1997)）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、カビが発生する揮発性物質に着目し、これら揮発性物質を特定し、且つ揮発性物質と植物の生育促進との関係を見出して本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、植物の生育を促進することができる植物生育促進剤及び植物の生育促進方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る植物生育促進剤は、低級脂肪酸類を有効成分として含有することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項２に係る植物生育促進剤は、メタクリル酸を有効成分として含有することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項３に係る植物生育促進剤は、２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、チグリン酸から選ばれる一つを有効成分として含有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項４に係る植物生育促進剤は、２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、メタクリル酸、チグリン酸から選ばれる少なくとも二つ以上を有効成分として含有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項５に係る植物の生育促進方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の植物生育促進剤の有効成分を含有する雰囲気中で植物を生育することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項６に係る植物の生育促進方法は、請求項５において、雰囲気中の有効成分の濃度が０．０１ｐｐｂ〜１０００ｐｐｍであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項７に係る植物の生育促進方法は、請求項５又は６において、雰囲気中に二酸化炭素を含有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、植物を生育する雰囲気中に低級脂肪酸類を揮発等により含有させることができ、このメタクリル酸により植物に適度なストレスを与えることができる推定でき、効率よく健全な植物の生育を促進することができるものである。
【００１４】
請求項２の発明では、植物を生育する雰囲気中にメタクリル酸を揮発等により含有させることができ、このメタクリル酸により植物に適度なストレスを与えることができる推定でき、効率よく健全な植物の生育を促進することができるものである。
【００１５】
請求項３の発明では、植物を生育する雰囲気中に２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、チグリン酸から選ばれる一つを揮発等により含有させることができ、この２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、チグリン酸から選ばれる一つにより植物に適度なストレスを与えることができる推定でき、効率よく健全な植物の生育を促進することができるものである。
【００１６】
請求項４の発明では、植物を生育する雰囲気中に２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、メタクリル酸、チグリン酸から選ばれる二つ以上を揮発等により含有させることができ、この２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、メタクリル酸、チグリン酸から選ばれる二つ以上により植物に適度なストレスを与えることができる推定でき、効率よく健全な植物の生育を促進することができるものである。
【００１７】
請求項５の発明では、植物を生育する雰囲気中に含有しているメタクリル酸等の有効成分により植物に適度なストレスを与えることができると推定でき、このために、効率よく健全な植物の生育を促進することができるものである。
【００１８】
請求項６の発明では、有効成分を植物に充分に作用させることができ、植物の生育促進の効果を確実に得ることができるものである。
【００１９】
請求項７の発明では、有効成分に加えて二酸化炭素により植物の生育促進を図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２１】
本発明の植物生育促進剤は、２−メチルプロパノールと３−メチルブタノールとメタクリル酸とチグリン酸から選ばれる一種または二種以上を有効成分として含有するものである。この中でも、特に、低級脂肪酸類であるメタクリル酸を単独で用いた場合は、他の成分を単独で用いた場合より植物の成長促進効果を大きくすることができる。尚、本発明の低級脂肪酸類は炭素数が１２個以下の飽和又は不飽和の脂肪酸である。本発明の植物生育促進剤は上記有効成分を水やその他の基材に混合することによって調製することができ、具体的にはラノリンなどの高級アルコール及び高級脂肪酸のワックスエステル、ワセリンなどの炭化水素類の混合物などを基材として用いることができる。植物生育促進剤中の有効成分の含有量は１．８×１０−１〜１．８×１０−６μｇ／ｃｍ３にするのが好ましく、この範囲を逸脱すると、植物の生育促進の効果を得にくくなるおそれがある。また、複数の有効成分を併用する場合、その配合割合は任意であるが、特に、植物の生育促進の観点から好ましい配合割合は質量比で、２−メチルプロパノール：３−メチルブタノール：メタクリル酸＝１０〜５０：４０〜８０：０．１〜２０とすることができる。尚、２−メチルプロパノールと３−メチルブタノールとメタクリル酸の混合物にさらにイソブチルアセテートを含有しても良く、この場合、イソブチルアセテートは重量比で０．１〜２０の割合で配合することができる。
【００２２】
本発明の植物の生育促進方法は、上記の植物生育促進剤と植物とを閉鎖空間又は半閉鎖系に収容し、植物生育促進剤から揮発した有効成分を含む空気を雰囲気として、その雰囲気中で植物を生育するものである。ここで、雰囲気中の有効成分の濃度が０．０１ｐｐｂ〜１０００ｐｐｍ（残部は空気）であることが好ましく、この範囲を逸脱すると、植物の生育促進の効果を得にくくなるおそれがある。特に、雰囲気中の有効成分の濃度が０．００１８〜１８００ｐｐｍであることがさらに好ましい。
【００２３】
本発明の植物の生育促進方法では、植物を生育する雰囲気中に二酸化炭素を含有させるのが好ましく、これにより、上記の有効成分による生育効果に加えてさらに植物を生育させることができる。この場合、植物を生育する雰囲気中の二酸化炭素の濃度は７００〜１５００ｐｐｍにするのが好ましい。このように二酸化炭素を通常の空気よりも高濃度にすると、植物の生育促進を図ることができるものである。ＣＯ２やエチレンガスを単独で用いる場合よりも、本発明の揮発性物質を単独で用いる方が生育促進とともに、病害抑制が期待でき、またｐｐｂという非常に微量で効果が期待でき、さらに植物にストレスを与えて生育促進効果を引き出しているので、通常の植物より活性が高くなり、防御反応、生育促進などの複数の効果が同時に期待できるものである。尚、植物を生育する雰囲気中にエチレンガスを含有させることもできる。
【００２４】
本発明の植物生育促進剤及び植物の生育促進方法は各種の植物において効果を奏するものであり、例えば、タバコシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）の生育を促進することができる。また、本発明はトマトやナスなどのナス科の植物をハウス栽培する際に好適に用いることができる。
【実施例】
【００２５】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
［真菌（カビ）培養］
真菌は岐阜大学の百町博士から入手した。各真菌の培養は、５℃に保たれた傾斜培地であるじゃがいもデキストロース寒天（ＰＤＡ）上で培養されていた。実験で使用された真菌の種は、岐阜大学の芝草、長良川の川辺、金華山の頂上や栄の公園の通過から分離された空中真菌、キュウリ、トマトや葉マスタードの根圏から分離された土壌真菌、Colletotrichum acutatum No.2, No.3, Colletotrichum gloeosporioidesNo.1, No.4, No.5, No.6, No.7, No.8, Glomerella cingulata, Phoma sp. GS8-1,GS8-2, GS-8-3, GS12-2, Penicillium sp. GP15-1, GP16-1, Penicilliumsimplicissimum GP17-2 and Rhizoctonia solani AG2-210.であった。ＰＤＡ上に培養された実験用真菌株は、直径５ｍｍの穿孔機を用いて、活発に成長する培養菌の周辺で切り取った。その真菌株の５ｍｍの円盤は植物実験の前に準備し、すべての実験に使用した。
【００２７】
［植物材料］
タバコ（Nicotianatabacum L. cv. Xanthi ne）のバーナリゼーション（春化処理）した種を表面滅菌し（７０％エタノールに２分間浸漬し、この後、５％次亜塩素酸ナトリウム溶液に２分間浸漬した）、滅菌蒸留水で洗浄し（５回）、寒天を０．８％含むムラシゲ・スクーグ培地（和光純薬製）を入れたペトリ皿に置いた。上記の種は生育キャビネット（日本医化器械製作所製のＬＨ−１００Ｓ）を用いて、２５℃で１２時間点灯／１２時間消灯のサイクルの条件で１４日間生育した。苗は以下に記す試験的使用のためにプレートに１４日後に移した。
【００２８】
［植物生育促進を示す真菌の分離株のふるい分け］
中央仕切りを有するプラスチック製のペトリ皿（９０×１５ｍｍ、（株）アテクト製のＩプレート）に、５ｍｌのＭＳ固体培地または５ｍｌの１/２濃度のＭＳ固体培地を片側に、５ｍｌのＰＤＡをもう片側に用意した。１４日間生育されたタバコの苗（１プレート当たり１０苗）をＩプレートのＭＳ固体培地に移した。処理した植物は、苗を含まないＩプレートのもう片側の上で菌株またはＰＤＡだけを含む円盤とともに生育した。このＩプレートはパラフィルムで密閉し、生育キャビネット内でランダムに配置した。このように処理されたＩプレートは２５℃で１２時間点灯／１２時間消灯の光周期で培養された。
【００２９】
［植物の生育測定］
上記のようにして、タバコの苗と上記真菌（カビ）とを物理的に分けた二分割シャーレの中（密閉状態）で７日間生育し、真菌によるタバコへの生育促進効果を調べた。このとき、苗の植え付け後の７日間でのトータルの生重を電気天秤を用いて測定した。結果を図１のグラフに示す。カビ１００菌株中ほとんどの菌株がコントロールに比べて２倍以上の著しいタバコの生育が見られ、カビによるタバコへの生育促進効果が認められた。
【００３０】
［菌類によって生産される揮発性物質の性質の影響］
Ｉプレートの片側に５ｍｌのＭＳ固体培地を用意した。１４日間培養されたタバコの苗を（１プレート当たり１０苗）、ＩプレートのＭＳ固体培地に移植した。この処理の１日前、３日前、６日前と処理日において、試験菌株を培養したＰＤＡ培地を３ｍｌ含む組織培養皿（３０×１０ｍｍ）をＩプレートのもう片側に配置した。この配置の３日後、上記組織培養皿をＩプレートから移動し、試験菌株を培養した新しく用意された皿をＩプレートにセットされた。その操作は１４日間繰り返された。この間、Ｉプレートはパラフィルムで密閉し、完全にランダムに配置した。
【００３１】
上記のようなＩプレートの４つ複製を各処理ために作成した。一つめは、菌株を新しい培地に植菌した日を０日目として、０日目から１４日目までの菌株の揮発性物質をタバコに暴露した（図２で「０−１４」と示す）。二つめは、タバコへの処理日の１日前に菌株を新しい培地に植菌しその日を０日目として、１日目から３日目までの菌株の揮発性物質をタバコに暴露した（図２で「１−３」と示す）。三つめは、タバコへの処理日の４日前に菌株を新しい培地に植菌しその日を０日目として、４日目から６日目までの菌株の揮発性物質をタバコに暴露した（図２で「４−６」と示す）。四つめはタバコへの処理日の７日前に菌株を新しい培地に植菌しその日を０日目として、７日目から９日目までの菌株の揮発性物質をタバコに暴露した（図２で「７−９」と示す）。結果を図２に示す。
【００３２】
図２から明らかなように、カビの成長期（１−３）において、タバコの生育も促進されており、この時期にカビから発生する揮発性成分が植物生育促進効果があると考えられる。
【００３３】
［揮発性の代謝物質の抽出］
真菌（ＧＳ８-３）を３、５、７、９日の間、１０ｍｌのＳＰＭＥ（固相マイクロ抽出法）小びん（Ｓｕｐｅｌｃｏ製）で培養した。揮発性の代謝物質は、６５μｍＰｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ／Ｄｉｖｉｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ（ＰＤＭＳ／ＤＶＢ）で、２５℃で３０分の間にヘッドスペースＳＰＭＥによって抽出された。ＳＰＭＥ繊維はＳｕｐｅｌｃｏから得られた。この揮発性物質を以下のように分析した。
【００３４】
［揮発性物質の分析］
ガスクロマトグラフィー−マススペクトロメトリー（ＧＳ−ＭＳ）：ヒューレットパッカード５８９０ガスクロマトグラフィーに装着されたスリットインジェクターＨＰ-5ＭＳキャピラリーカラム（３０ｍ長は０．２５ｍｍ内径）は、ヒューレットパッカード５９７２質量分析計に直接カップリングして結合した。動作条件は以下の通りである。インジェクター２５０℃、ＭＳシステムへの移送ライン２５０℃、オーブン温度がスタート４０℃、２分間保持、毎分１０℃で４０℃から２００℃まで昇温し、毎分１５℃で２００℃から２５０℃まで昇温し、５分間保持するようにプログラムされ、キャリアガス（Ｈｅ）は毎分１．０ｍｌとし、分析物の注入はスプリットモード（１／１０）とし、電子インパクトイオン化は７０ｅＶとした。ピークの地域（全イオン流）が揮発性成分、繊維コーティングと抽出方法の比較のために使われた。合成物は、米国標準技術研究所（ＮＩＳＴ）のマススペクトルライブラリーまたは文献データによる本物の標準とコバッツ保持インデックスによる保持時間と範囲と比べると特定することができる。菌の培養開始から３日目、５日目、７日目、９日目の雰囲気中の成分のピーク面積を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１から明らかなように、２−メチルプロパノール、３−メチルブタノール、メタクリル酸の生成量が全期間にわたって多く、チグリン酸は５日目からの産出量が多い。
【００３７】
［植物生育に関して菌類によって生産される揮発性物質の影響］
上記と同様のＩプレートを使用した。Ｉプレートは、片側の上に５ｍｌのＭＳ固体培地を、他の片側の上に５ｍｌのＰＤＡを準備した。第１の計画で、１４日間培養されたタバコの苗（１プレートあたり１０本の苗）がＩプレートのＭＳ固体培地に移植された。ＩプレートのＰＤＡ側はＰＤＡのみとした。そのＩプレートはＡｎａｅｒｏＰａｃｋ長方形容器（２．５リットル）（三菱ガス化学製品）に置かれた。第２の計画で、ＩプレートのＰＤＡ側にはＧＳ８−３を含んでいるディスクが培養された。そのＩプレートはＡｎａｅｒｏＰａｃｋ長方形容器に置かれた。第３の計画で、ＩプレートのＰＤＡ側はＰＤＡのみとしたが、ＩプレートはＡｎａｅｒｏＰａｃｋ  ＭｉｃｒｏＡｅｒｏ（三菱ガス化学製品）を含むＡｎａｅｒｏＰａｃｋ長方形容器に置かれた。ＡｎａｅｒｏＰａｃｋ  ＭｉｃｒｏＡｅｒｏは、嫌気性容器での使用のために酸素を吸収し、且つ二酸化炭素を生成するための手段である。
【００３８】
上記の容器は、２５℃で7日間、１２時間の点灯と１２時間の消灯のサイクルをセットした生育キャビネットに置かれた。これらは処置ごとに５つの複製を作成した。一つめは無処理（密閉空間が空気のみ）のもの、二つめはＩプレート中の密閉空間の二酸化炭素濃度が７体積％のもの（残部は空気）、三つめがタバコの苗と菌とを密閉空間で同時に生育したもの、四つめがＩプレート中の密閉空間の二酸化炭素濃度が７体積％、混合物（菌株の３日目に産生された揮発性物質を人工的に作成したもの。その組成は重量比で、２−メチルプロパノール：３−メチルブタノール：メタクリル酸：イソブチルアセテート＝３０:６０:７:３）濃度が０．１８ｐｐｍのもの（残部は空気）、五つ目が上記と同様の混合物濃度０．１８ｐｐｍのもの（残部は空気）であり、このように密閉処理された上記Ｉプレート内の雰囲気を調整し、それらの生重を求めた。結果を図３に示す。
【００３９】
図３から明らかなように、本発明の実施例である二酸化炭素と揮発性物質の混合物を配合した雰囲気を用いると、植物の生育促進効果が得られ、特に、菌を用いた場合よりも生重が多くなった。
【００４０】
[揮発性の有機化合物の影響を進めている植物生育の分析]
１４日前の二倍になったタバコの苗をＩプレートの片側に移した。上記ＧＳ−ＭＳ分析を通じて特定された組成物は、植物生育促進テストを行うために、購入された合成化学物質で作成した。その組成物はＣＨ２Ｃｌ２で希釈あるいはＣＨ２Ｃｌ２で希釈したあと０．１ｇのラノリンと混ぜ合わせられ、その結果物の２０μｌを無菌の紙ディスク（直径１ｃｍ）に適用した。各組成物は、それぞれ単独で、あるいは組み合わされて、各種の濃度で苗を含まないＩプレートに置かれた無菌濾紙の上に置いて、植物の生育促進に対する影響がテストされた。処理ごとに４つの複製が作成され、そして実験は３回繰り返した。結果を表２及び図３から図８に示す。尚、表２及び図３〜８の「０．００１８、０．１８、１８、１８００」は揮発性成分の雰囲気中の各濃度（単位はｐｐｍ、揮発性物質以外の成分は空気）を示す。また、表２の数値はコントロール比である。
【００４１】
【表２】
2009167113.tif 000003
【００４２】
表２から明らかなように、本発明の実施例である混合物（２−メチルプロパノール：３−メチルブタノール：メタクリル酸：イソブチルアセテート＝３０:６０:７:３の重量比で混合したもの）の濃度が０．１８ｐｐｍの雰囲気中で生育すると、植物の生育が促進される（コントロールの１．７倍）。また、本発明の実施例であるメタクリル酸の濃度が０．１８ｐｐｍの雰囲気中で生育すると、植物の生育が促進される（コントロールの１．５倍）。また、本発明の実施例である３−メチルブタノールの濃度が０．１８ｐｐｍの雰囲気中で生育すると、植物の生育が促進される（コントロールの１．３倍）。また、本発明の実施例であるチグリン酸の濃度が０．００１８ｐｐｍの雰囲気中で生育すると、植物の生育が促進される（コントロールの１．３倍）。その他、コントロール比１．２倍のものは植物の生育が促進されるものと考えられる。尚、コントロールは空気のみの雰囲気で植物を生育したもの、ＣＨ２Ｃｌ２はジクロロエタンのみの雰囲気で生育したものである。
【００４３】
［揮発性物質による植物生育促進効果］
吸気口と排気口のためにアダプターで３００ｍｌの２つの三角フラスコを結んだものを植物の生育に用いた。真菌はＰＤＡで培養され、１４日間（１フラスコにつき２０本の苗）育てられたタバコの苗は、ＭＳ固体培地で培養されたタバコの苗と同様にＭＳ固体培地に移植された。このとき、真菌が発生する揮発性物質吸着する吸着剤を使用した場合と不使用の場合とで植物の生育を測定した。結果を図９に示す。
【００４４】
図９から明らかなように、吸着剤を使用しない方が植物の生育が促進されている。従って、菌が発生する揮発性物質で植物の生育が促進されるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】菌（糸状菌）によるタバコにおける植物生育促進効果を示すグラフである。
【図２】植物生育促進効果が見られる菌株の生長段階を示すグラフである。
【図３】二酸化炭素と菌と人工的に作成した揮発性物質の混合物との植物生育促進効果を示すグラフである。
【図４】２−メチルプロパノールの植物生育促進効果とその有効濃度を示すグラフである。
【図５】３−メチルブタノールの植物生育促進効果とその有効濃度を示すグラフである。
【図６】メタクリル酸の植物生育促進効果とその有効濃度を示すグラフである。
【図７】チグリン酸の植物生育促進効果とその有効濃度を示すグラフである。
【図８】２−メチルプロパノールと３−メチルブタノールとメタクリル酸とイソブチルアセテートとの混合物の植物生育促進効果とその有効濃度を示すグラフである。
【図９】菌株が産生する揮発性物質の植物生育促進効果を示すグラフである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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