CN110621153A - 果实等及其培养细胞的改良方法 - Google Patents

果实等及其培养细胞的改良方法 Download PDF

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Abstract

提供一种通过对葡萄等果树或蔬菜施加电流刺激，使果实等发生改质，增加果实等病害抵抗性或驱避效果，增加糖度或减少酸度、增加酵素等改质的方法。在果树或一年生草木植物的不同部位插入电极及其对电极，在使两电极与内部组织接触的状态下，在电极间施加电压，对果实等进行改质，例如增加病害抵抗性。所谓果树，除了结出果实的永年性的木本性植物以外，还包括例如香蕉、菠萝、木瓜和百香果等的果树的木本植物。由此，能够增加在植物内部产生病害抵抗性蛋白质的基因的表达量，或者增加果实的糖度，减少酸度。特别地，当果树是葡萄树时，葡萄果实中的花青素含量和白藜芦醇含量可以增加。

Description

果实等及其培养细胞的改良方法
技术领域
本发明涉及一种将果实、蔬菜以及果实等的培养细胞进行改良的方法，特别是关于一种促使病害抵抗性或驱避效果的增大、糖度的增加或酸度的减少、酶素的增加等的改良的方法。
背景技术
近年来，由于二氧化碳浓度的增加导致全球变暖的问题，植物或森林的保护以及这些活性化的必要性受到了很大的关注。
在这种情况下，关于促进植物生物机能的活性化和成长的农业技术，已知的有将植物生物体内侧的内部高电位和表皮面的外部低电位连接的通电体，从外部的表皮侧插入植物生物体，通过增加植物生物体的表皮侧的电位，促进植物生物体的机能的活性化和成长的农业技术(参照专利文献1和2)。
就已知的现有技术向植物体提供电流的方法进行说明。向植物体提供电流的方法,例如,在专利文献3中，在植物体和培养地之间设置电位差,往植物体内通微电流，从培养地内向植物体内通过微电流，以此促进植物的活性化和生长,设法防止病虫害的内容。可是，专利文献3的技术是用夹子夹住植物体的茎或枝。也就是说，从与夹子接触的植物体的表皮到培养地(地线)流过电流。另外，专利文献3中没有关于病虫害的防除效果和或能性酵素增减的记载，其作用过程也不明确。
【专利文献1】特开2009-278963号公报
【专利文献2】国际公布号WO2011/052203
【专利文献3】特开平7-75446号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
从以前开始，在各种文献中就有通过向植物体供电来促进生长的记载，这些技术是通过在植物体和培养基之间施加电压来传导电流的技术。
同时，在上述的用于植物生物体的功能活性化和促进生长的技术中，植物生物体的中心柱的附近的电位与外部的皮层附近的电位，着眼于中心柱附近约为150～200mV的高电位，此外，整个植物生物体分别具有极性电位，即自己的生物电位(培养地和生物茎)，作为表示植物生长力的指标被使用，插入通电体以调节电位的平衡。
本发明的发明人已经认识到，通过电流刺激葡萄等的果树，可以增加葡萄等果实中所含的酵素。考虑到这种情况，本发明通过对如葡萄等的果树和蔬菜施加电流刺激来改良果实等，以提供一种可以促进增加水果等的病害抵抗性和驱避效果，使糖度的增加或酸度的减少，酵素增加等的改良方法为目的。
解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明是一种将电极及其对电极插入到果树或一年生草本植物的不同部位中，在两个电极与树木等植物的内部组织接触的状态下向电极之间施加电压以此来改良果实等的方法。
在本说明书中，果树指的是除了附有果实的多年生木本植物之外，还包括例如香蕉、菠萝、木瓜和百香果等的果树的的砧木植物。此外，果树还包含2年以上栽培的草本植物。一年生草本植物是在一年内发芽，生长，开花并结实完毕而枯萎的草本植物，例如包括有哈密瓜、草莓、西瓜等水果，卷心菜、生菜、萝卜、胡萝卜、牛蒡、茄子、西红柿、黄瓜、洋葱、南瓜、菠菜、马铃薯，红薯等蔬菜。
所述改良，例如可以是果实等的病害抵抗性的增大。在本说明书中，病害抵抗性指的是植物阻止病原菌或微生物入侵的功能，但不仅仅局限于此，还包含由于植物的香味而产生的避开虫子或鸟类的驱避性(驱避作用)的效果。通过提高病害抵抗性，可以抑制植物疾病的发生。另外，通过提高驱避性(驱避效果)，可以防止食用叶片或果实的昆虫或动物靠近植物。
这里，果实等的病害抵抗性的增大的这一改良，是通过向插入电极的植物的内容内部组织施加电压，以此增加植物内部中产生病害抵抗性蛋白质基因的表达量。产生病害抵抗性蛋白质基因，具体说就是具有杀死病原菌的作用的几丁质酶(chitinase)或是β-1,3--葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)。
在本发明说涉及的方法中，电极及其对电极的插入部位如下。
1)果树的情况下
不同的树干部、树干部和树枝部、树干部和果实部、不同的树枝部、树枝部和果实部，或者是不同的果实部
2)一年生草本植物的情况下
不同的茎部、茎部和叶片部、茎部和果实部、不同的叶片部、叶片部和果实部、或者是不同的果实部。
在本发明所涉及的方法中，电压的施加方法，根据果树的大小、电极的插入位置，所施加的电压为0.1～100V范围的直流电压、交流电压或脉冲电压，并且插入了电极的部位的内部组织的温度被调整为50℃以下。为了不给果树或植物带来过度的刺激，所施加的电压优选在0.1至20V的范围内。更优选地，在0.1～10V的范围，再进一步优选地设为0.1～5V的范围。由于流向内部组织的电流的大小根据电极的配置、电极间的距离、以及作为对象的植物的内部组织的电阻而不同，所以减小电流能够避免给内部组织带来过度的负担。根据对象植物的大小等施加低电压，使微弱电流通过内部组织流动，或者使用脉冲电流，使提供给组织的能量不会变得过大。当目标植物的内部组织的温度达到50℃以上时，酵素等会变得不稳定，因此，将电极插入位置处的内部组织的温度调整为低于50℃。
在本发明的方法中，例如，可以在电极之间连接太阳能面板，仅在白天对果树或一年生草木植物施加电压。
根据本发明的方法，可以增大果实、块根、球根、块茎、或叶片的病害抵抗性。
根据本发明的方法，可以增加果实、块根、球茎、块茎或叶片中的糖度，且可以降低酸度。特别是，当果树是葡萄树时，可以增加葡萄果实中花青素的含量和白藜芦醇的含量。
此外，在本发明的方法中，通过在果实、块根、球根、块茎、或叶片的不同的部位插入电极及其对电极，在两电极与内部组织接触的状态下向电极之间施加电压，不仅可以改良果实等，还可以增大果实等的病害抵抗性，并且实现增加果实等的糖度或酸度的减少。
在本发明的果实等的培养细胞的改良方法中，是通过在果实、块根、球根、块茎、或叶片的培养细胞的集合体插入电极及其对电极，在两电极与集合体接触的状态下向电极之间施加电压以此来改良果实等的培养细胞的方法。可以增大果实等的培养细胞的病害抵抗性。
在此，所施加的电压优选为0.1～20V范围的直流电压、交流电压或脉冲电压，并且插入了电极的部位的集合体的温度最好调整为50℃以下。
通过对培养细胞施加电压，在培养细胞中，可以增大产出病害抵抗性蛋白质的基因的表达量。产生病害抵抗性蛋白质的基因，具体讲有WRKY类转录因子33-like基因或者class IV几丁质酶基因。此外，用于培养的培养基没有特别限制。
通过对培养细胞施加电压，在培养细胞中，可以使产生酵素的遗传基因的表达量增大。特别是，培养细胞为葡萄培养细胞，通过对葡萄培养细胞施加电压，可使产生芪合成酶(STS)或白藜芦醇合成酶基因的表达量增大，或者产生病害抵抗性蛋白质的基因的表达量增大。
此外，用于培养的培养基没有特别限制。
通过实施上述的本发明的方法的果树或一年生草木植物收获的农产品、以及使用这些农产品的果汁、果实酒、酱菜在内的二次加工食品，期待各种各样的利用。二次加工食品指的是是果汁饮料、果冻、果酱、葡萄酒等。
此外，通过实施上述的本发明的方法的培养细胞，以及这些培养细胞所培养的树苗，和这些树苗收获的果实、块根、球根、块茎、或者叶片中的任何一种的农产品都能够期待各种各样的利用。
发明效果
根据本发明的方法，有提高葡萄等果实或蔬菜品质的效果。特别是，根据本发明的方法，可以增大葡萄等的果实或蔬菜的病害抵抗性和驱避效果，还可以增大葡萄树的果实的糖度，花青素含量，及白藜芦醇含量等效果。
附图说明
图1是实施例1的葡萄培养细胞改良方法的流程图。
图2是实施例1的实验模式图。
图3是实施例2的葡萄培养细胞改良方法的流程图。
图4是实施例2的比较对比实验的示意图。
图5是用于比较实验的太阳能面板的特性图。
图6是显示葡萄果实的糖度增大的统计图。
图7是显示出葡萄果实中花青素含量增加的统计图。
图8是显示葡萄果实的白藜芦醇含量增加的统计图。
图9是显示葡萄果实的酸度、总酸减少的统计图。
图10是显示葡萄树叶的叶片中的叶绿素含量增大的统计图。
图11是实施例3的增大果实等病害抵抗性(驱避性)的方法的流程图。
图12是显示果树病害抵抗性统计图(1)。
图13是显示果树病害抵抗性统计图(2)。
图14是显示产生病害抵抗性蛋白质的基因表达量的曲线图。
图15是显示葡萄果实的糖度增大的统计图(下一年度)。
图16是显示出葡萄果实中花青素含量增加的统计图(下一年度)。
图17是显示葡萄果实的白藜芦醇含量增加的统计图(下一年度)。
图18是显示葡萄果实总酸减少的统计图(下一年度)。
图19是显示葡萄树叶的叶子片中的叶绿素含量增大的统计图(下一年度)。
图20是显示葡萄果实中总酚含量增加的统计图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式中的一例进行详细说明。此外，本发明的范围不限于以下的实施例和图示例，能够进行其他变更和变形的。
【实施例1】
(关于对葡萄培养细胞的电流刺激)
通过对葡萄培养细胞施加电流刺激，可以改良葡萄培养细胞来进行说明。
图1示意的是本实施例涉及的将葡萄培养细胞进行改良的方法的流程图。如图1所示，将电极和对电极插入葡萄培养细胞的集合体(S11)，然后使葡萄培养细胞的两个电极与集合体接触(S12)。电极与太阳能面板相连，通过照明光在电极之间施加电压(S13)。调节照明光以使葡萄培养细胞的集合体的温度低于50℃(S14)。然后，确认葡萄培养细胞是否出现改良(酵素的增加、病害抵抗性的提高)。
具体而言，如图2的示意图所示，将不锈钢电极插入置于容器内的葡萄培养细胞中，在两个电极接触到内部组织的状态下，连接到荧光灯照亮的太阳能面板上，在电极之间施加4.5V电压4小时，对葡萄培养细胞进行了电流处理。之后，对所表达的基因进行了确认(使用微阵列分析进行确认)。作为比较对比，采用了没有插入电极的无处理的葡萄培养细胞。
葡萄培养细胞，从红系葡萄品种中树势强的甲州葡萄由来的品种(甲州)来制作培养细胞，在以下表1中所示的是在GB培养地(蔗糖浓度20g/L)上，以28℃，暗条件下进行的培养。
【表1】
准备了2块经过上述电流处理的葡萄培养细胞，另外还准备了2块没有进行电流处理的培养细胞作为对照。将这些细胞在27℃的恒温箱中静置4小时。之后，使用液氮将其瞬间冷冻并在-80℃下保存。将细胞放入含有液态氮的乳鉢中，用乳棒均质化，从微粉碎的细胞中分离出所有的RNA。
使用基因阵列(Affymetrix公司制)对所有RNA进行了微阵列分析。从使用的DNA芯片(Affymetrix制)中可以测量来自酿造用葡萄(Vitis vinifera)的14000个转印产物和来自其它葡萄的1700个转印产物的表达量。通过微阵列解析获得的各个细胞的表达量数据进行了解析。
根据微阵列分析数据，计算DNA芯片上的各基因通过电流处理是如何发生表达变动的，根据以下基准，选拔了应作为目标的基因。
(1)在DNA芯片上的所有基因中，表达变化超过2倍以上或不足1/2的基因
(2)上述(1)的基因中，功能明确、被推定与葡萄果实品质有关的基因
(3)上述(1)的基因中，功能未知的基因
微阵列分析数据包含非常多的信息，选取了上述(2)的基因。将背景＜100，电刺激/对比的表达量的比值(Fold change)＞2(P值＜0.01)的基因定义为通过电流刺激使表达增加的基因。以下进行详细说明。
从微阵列分析数据可以看出，如下表2所示，通过电流处理，可以确认到作为病害抵抗性(驱避性)发挥作用的蛋白质编码的2个基因(WRKY类转录因子33-like基因，classIV几丁质酶)的高表达。
【表2】
基因名称 相对表达量 对比 电流处理
WRKY类转录因子33-like 5.46 35.1 1544.9
class IV几丁质酶 6.87 29.2 3420.9
根据上述表2显示的微阵列分析处理数据，对葡萄培养细胞的电流处理，可以确认到作为病害抵抗性(驱避性)发挥作用的蛋白质的编码基因(WRKY类转录因子33-like基因，class IV几丁质酶基因)的表达量增加，结果表明可以提高病害抵抗性。
提高果实等的病害抵抗性，可以抑制植物病的发生，减少杀菌剂等农药的使用量，从而提高食品安全性。另外，还可以提高果实的外观质量。通过对各种植物实施本发明的方法，可以期待以更低的成本提高病害抵抗性，提高果实等的安全性或品质。
此外，在从微阵列分析数据确认芪合成酶的编码基因的表达量时，如下表3所示，通过电流处理，可以确认芪合成酶的3个编码基因(芪合成酶2，芪合成酶4，芪合成酶1-like)，和白藜芦醇合成酶(白藜芦醇合酶)编码的4个基因的高表达量。在此，白藜芦醇是一种二苯乙烯衍生物，是一种多酚，白藜芦醇合成的关键酶是芪合成酶。
另外，花青素是花青素作为聚合物与糖、糖链结合的配糖体成分，属于多酚的一种。众所周知，花青素是对红酒颜色有很大贡献的因子。通过如下表2所示的微阵列分析数据，确认了通过电流处理，花青素合成酶编码的基因(UDP-葡萄糖类黄酮3-0-葡萄糖基转移酶6-like基因)的高表达量。
另外，已经确认了作为病害抵抗性(驱避性)发挥作用的蛋白质编码的2个基因(WRKY类转录因子33-like基因，class IV几丁质酶基因)在通过电流处理后的高表达。
【表3】
基因名称 相对表达量 对比 电流处理
芪合成酶2 6.86 55.1 6409.2
芪合成酶4 6.27 135 10445.6
芪合成酶1-like 6.27 257.4 19833
白藜芦醇合成酶 6.3 183.2 14398.3
WRKY类转录因子33-like 5.46 35.1 1544.9
class IV几丁质酶 6.87 29.2 3420.9
UDP-葡萄糖类黄酮3-0-葡萄糖基转移酶6-like 4.72 111.2 2939.6
根据上述表3显示的微阵列分析处理数据，对葡萄培养细胞施加电流刺激(电流处理)，可以确认到芪合成酶基因的表达量增加，结果表明能够提高白藜芦醇的合成量。
白藜芦醇具有抗氧化作用。近年来，白藜芦醇作为一种营养补充剂在市场上不断扩展。在白藜芦醇补充剂中，除了从葡萄中提取白藜芦醇外，虎杖等也被作为原料使用。对合成白藜芦醇的各种植物应用本发明的方法，有可能开发出生产更低成本、高品质的白藜芦醇补充剂使用的高含量白藜芦醇原料植物。
此外，根据微阵列分析数据，确认了通过电流处理，花青素合成酶的编码基因(UDP-葡萄糖类黄酮3-0-葡萄糖基转移酶6-like基因)的表达量增大，结果表明能够提高花青素的合成量。
花青素是蓝莓的紫色色素，已知对于眼睛疲劳恢复和视力改善有很高的速效性。对各种合成花青素的植物采用本发明的方法，有可能开发出高含量花青素原料植物，用于低成本、高质量的花青素辅助食品的生产。
【实施例2】
(关于对葡萄树的电流刺激)
在本实施例中，将对通过将电极嵌入葡萄树的树干，连接太阳能面板并向电极施加电压，执行行电流处理的结果进行说明。
图3示意的本实施例中的葡萄树改良方法的流程图。如图3所示，在葡萄树干的不同部位插入电极及其对电极(S01)。使两个电极接触葡萄树干内部组织。通过太阳光照射到太阳能面板，在电极之间施加电压(S03)。通过调整太阳能面板的规格，使内部组织的温度保持在50℃以下(S04)。然后，从葡萄果实的果汁中实际测量了糖度、总酸、总酚含量、氨基酸、白藜芦醇含量。另外，还对葡萄树叶的叶绿素含量进行了实际测量。
如图的4实验模式图的所示,使用了在1棵树木上设置2组的电极4和太阳能面板3,进行电流处理的电流区,和作为对比,只插电极不连接太阳能面板也不进行电流处理的电极区(仅有电极)和、不插电极的无处理的对比区(无处理)的三种葡萄树。关于太阳能面板的性能，使用的是最大电压5V、最大电流80mA、最大输出功率0.4W的产品。在使用2组太阳能面板的情况下，若实际确认了由于照度导致电极间的电压出现变化时，会得到如图5所示特征的统计图。从图5的统计图可以看出，在本实施例中使用的太阳能面板的情况下，在电极之间可施加约10V的电压。
具体说，就是从葡萄树成长期的5月上旬到9月中旬，将电极嵌入葡萄树干中，将太阳能面板连接到电极，进行电流处理。
在这里，葡萄树是以法国波尔多为发源地的代表性红葡萄酒用葡萄品种“梅洛”，使用栅栏栽培的树龄30的老树进行试验。
另外，以下的实验中，使用的是用于同时检定关于母平均之间所有对比较的多重比较方法之一的邓奈特(Dunnett)检定法，后述的图6～10的统计图的值以平均值±标准误差(n＝10)进行表示。
(关于葡萄果实的糖度)
为了把进行了电流刺激处理的葡萄树的果实质量与对比区的葡萄树的果实质量进行比较，从葡萄果实的糖度(Brix值)和酸度两方面来判断，在收获期(9月上旬～中旬)采集了有成熟果实的房。从葡萄树采集的5房用于果实质量的测定。果汁是从每房果实中收集50粒，用手按压各串调制而成的。果汁的Brix值，使用折射计(株式会社爱拓)进行了评价。
图6示意的是葡萄果实的糖度(Brix值)增大的统计图。在图6所示的果汁糖度的测定统计图中，*与对比以5％的水平显著差别。，*与对照相比有5％的显著差异。也就是说，可以确认在电流处理和仅有电极的实验区中果汁糖度明显偏高。
这里，作为葡萄果实的糖度使用的Brix是将折射率换算成“100克蔗糖液中含有的蔗糖的克数”，其换算公式是由国际砂糖分析统一委员会(ICUMSA)采用的。像葡萄汁一样，样本中的可溶性固体成分大部分都是糖的情况时，通常将Brix视为糖度。
(关于葡萄果实的花青素含量)
剥下从各房采集的50粒果实的果皮，作为样品使用。从剥下的果皮中提取花青素并定量。花青素的含量是根据每克新鲜果皮重量中含有的氯化锦葵色素-3-β-葡糖苷的毫克数来换算的。
图7示意的是葡萄果实的花青素含量增大的统计图。在图7所示的果皮中花青素含量的统计图中，“*”与对比相比有5％的显著差异。也就是说，可以确认经过电流处理的花青素含量增高。因此，可以确定电流处理增加了果实的花青素含量。
(关于葡萄果实中白藜芦醇含量)
使用高效液相色谱仪(HPLC)对白藜芦醇含量进行分析。使用低纯度的转型白藜芦醇(Sigma公司提供)作为标准物质。为了计算果汁中的白藜芦醇含量，通过测量几种已知浓度的标准溶液来制备校准曲线。通过测量几个阶段的浓度已知的标准液制作了检测线。
图8示意的是葡萄果实的白藜芦醇含量增大的统计图。在图8所示的白藜芦醇含量的测定统计图中，“**”与对比相比有1％的显著差异。也就是说，与对比区进行比较，在进行电流处理的情况下，发现白藜芦醇含量在1％的水平上增加。由此暗示了电流处理有可能增加果实中白藜芦醇的含量。
(关于葡萄果实的酸度)
总酸(酒石酸换算)是使用自动滴定装置(自动滴定装置COM-1600；使用平沼产业株式会社生产的)，用NaOH滴定果汁来进行测定的。
图9(1)、(2)是分别表示葡萄果树的果实的酸度和总酸度的减少的统计图。在图9(1)所示的果汁酸度(％)的测量图中，“*”与对比以5％的水平显著差。同样，在图9(2)所示的葡萄树的果实的总酸(g/L)的测量图中，“*”与对比以5％的水平显著差别。与图9(1)、(2)对比区相比，在电流处理及仅有电极的实验区确认了酸度减少及总酸度的减少
(叶片的叶绿素含量)
图10是表示葡萄树的果实在收获时期时的叶片的叶绿素含量增大的统计图。在图10所示的葡萄树的叶片的叶绿素含量的测量图中，在电流处理及仅有电极的实验区内可见叶绿素含量的增加。
【实施例3】
(关于对葡萄树的电流刺激)
在本实施例中，是对在葡萄树的树干上嵌入电极，连接太阳能面板向电极施加电压，进行电流处理的结果进行说明。
图11示出了本实施例的用于改良葡萄树的方法的流程图。如图11所示，在葡萄树干不同的部位插入电极其对电极(S01)。让两个电极与葡萄树干的内部组织接触(S02)。通过太阳光照射到太阳能面板，在电极之间施加电压(S03)。通过调整太阳能面板的规格，使内部组织的温度保持在50℃以下(S04)。然后，测量健康的葡萄果实房的数量，并测量疾病的发生率。
与实施例2相同，如图4的实验模式图所示，使用了在1棵树木上设置2组的电极4和太阳能面板3，进行电流处理的电流区和作为比较的，只插电极不连接太阳能面板、不进行电流处理的电极区(仅有电极)和不插电极的无处理的对比区(无处理)的3种葡萄树。太阳能面板的性能与实施例2相同。
与实施例2相同，葡萄树是以法国波尔多为发源地的代表性红葡萄酒用葡萄品种“梅洛”，使用栅栏栽培的树龄30的老树进行试验。
(关于驱避效果)
作为果树的病害抵抗性(驱避性)，首先就电流刺激对野外栽培葡萄的葡萄房的发病率带来的影响进行说明。
下表4是针对电流区(电流处理)和电极区(仅有电极)和对比区(无处理)分别测定罹患疾病(灰霉病、晚腐病)的房的数量、健康的房的数量，计算出疾病发生率的结果。这里，“*”与对比区和电极区相比较，通过卡方检验显示出显著差异。
从表4的结果可以确认，罹患疾病(灰霉病、晚腐病)的房的数量，通过电流处理明显减少。这里，疾病的发生率(％)＝患病的房数/(患病的房数+健康的房数)×100来计算。
图12是表4中疾病发生率的统计图。
【表4】
患病的房的数量 健康的房的数量 疾病的发生率(％)
电流区(电流处理) 22 27 44.9(*)
电极区(仅有电极) 38 9 80.9
对比区(无处理) 23 10 69.7
(*)通过卡方检验显示的对比与仅有电极之间的显著差异
其次，作为果树的病害抵抗性(驱避性)，电流刺激对在野外栽培葡萄的叶片的受害率带来的影响进行说明。叶片的受害率是用葡萄和患病的叶片的数量计算出来的。葡萄霜霉病，是葡萄的重大病害之一，是由于霉菌引起的病害，刚开始时在叶子的表面出现淡黄色的斑点，然后叶片的白色背面密密麻麻地长出霉菌，严重时会造成落叶的损害。
图13显示的是葡萄树的病害抵抗性(驱避性)的统计图,分别对电流区(电流处理)、电极区(仅有电极)和对比区(无处理)中患有葡萄霜霉病的叶片数、健康的叶片数的进行测定,并将计算出的疾病的发生率的结果进行统计图化。
如图13所示，在叶片受害率的测量结果中，电流处理实验区的叶片受害率的减小与对比进行比较，在0.01％的水平上出现了显著差异。
接下来，将描述电流刺激对产生病害抵抗性蛋白质的基因的表达量的影响。基因表达量的测定使用了从盆栽的葡萄幼苗下数第4～6片的叶片。关于盆栽的葡萄树幼苗，同样的也准备了电流区(电流处理)，电极区(仅有电极)和对比区(无处理)，分别在3天后，10天后，20天后和30天后的每个时期，从叶片中分离RNA(核糖核酸)，并进行实时RT-PCR分析以测量产生病害抵抗性蛋白质的基因的表达量。
图14是表示产生病害抵抗性蛋白质的基因的表达量的曲线图。在图14中示出了四个曲线图，横轴表示电流处理后的天数，纵轴表示相对强度。四个基因(几丁质酶I,几丁质酶IV，β-1,3-葡萄糖激酶,类甜蛋白)编码的蛋白质都与病害抵抗性有关。特别是几丁质酶(chitinase)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)可以直接分解病原菌的细胞壁，起到杀灭病原菌的作用，是一种对多种病原菌有效的蛋白质。
如图14所示，4个基因，无论哪个，由于电流处理的实验区与其他的实验区或对比区相比，基因扩增20～30天后有明显差别，虽然通过电流处理带来的病害抵抗性(驱避性)的速效性较少,但预防效果是可以期待的。
此外，在图14中的的4个统计图中，条示出了根据三个独立的幼苗计算的平均±标准偏差。另外，“*”在电流处理的电流区与对比区相比，在0.05％的水平上有显著差异。
【实施例4】
上述实施例2中对葡萄树的电流刺激1年后(下一年度)，1年后的同一时期，再次进行与实施例2同样的实验，对葡萄树施加电流刺激，对葡萄果实的糖度的增减，花青素含量的增减，白藜芦醇含量的增加，酸度的增减，叶片的叶绿素含量的增减进行测定。以下，对测定结果进行说明。
图15～19分别是关于下一年度葡萄果实糖度的增减、花青素含量的增减、白藜芦醇含量的增减、酸度的增减、叶绿素含量的增减的测定结果的统计图。
如图15所示，关于葡萄树的果实，可以确认在电流处理及仅有电极的实验区的葡萄果实的糖度(Brix)显著地高。
如图16所示，关于葡萄树的果实，可以确认在电流处理的实验区的葡萄果实的花青素含量明显增高。
如图17所示，关于葡萄树的果实，可以确认在电流处理的实验区的葡萄果实的白藜芦醇含量明显增高。
如图18所示，关于葡萄树的果实，可以确认在在电流处理的实验区的葡萄果实的总酸有减少倾向。
如图19所示，可以确认1年后(下一年度)的葡萄树的果实的收获时期的叶片的叶绿素含量在有电流处理以及仅有电极的实验区中的叶绿素含量有增加倾向。
虽然未在实施例2中示出，可以确认为葡萄果实中的总酚含量增加，如图20所示，关于葡萄果实，可以确认在电流处理的实验部分中葡萄果实的总酚含量值明显增高。
此外，关于总酚含量的测定，将果汁以16,000×g离心分离后，将上清液通过0.2μm的膜过滤器(Pall公司产品)过滤，测定了滤液中的总酚化合物。
为了评估电流刺激是否影响葡萄的生长和发育，我们在两年的生长期内观察了用电流刺激处理过的农场栽培葡萄树的生殖生长和营养生长。经过电流刺激处理过的葡萄树的开花、栽培、贝雷区和收获时间与未处理的葡萄(对比)和经过电极处理的葡萄树是相同的。供试的葡萄树的芽、叶、房都没有发现任何变化。综合这些结果，经过电流刺激处理的葡萄树正常生长，没有检测到的坏影响。
如上所述，葡萄树的果实通过施加电流刺激而被改良。在所测试的葡萄树中，果实的重量几乎相同，施加了电流刺激的葡萄树和电极处理区的果实Brix值，均高于对比组。此外，施加电流刺激的葡萄树的果实内的花青素和白藜芦醇的积蓄增大。在2年的时间里，与对比区和电极处理区相比，施加电刺激的葡萄果实中花青素含量和白藜芦醇含量均有所增加。特别是，与对比区相比，经过电流刺激处理的葡萄果实中的白藜芦醇含量增加了200～300％。
综合这些结果可以看出，施加电流刺激的极有可能使葡萄树的果实质量发生变化。
工业应用性
本发明对于果实或蔬菜等的农产品的质量品质改善是有用的。特别对提高农产品的病害抵抗性和驱避效果是有用的。
图中符号说明
1 实验装置
2 葡萄培养细胞
3 太阳能面板
4 电极

Claims (18)

1.一种通过在果树或一年生草本植物的不同部位插入电极及其对电极，在两电极与内部组织接触的状态下向电极之间施加电压，以此来改良果实等的方法。
2.一种通过在果实、块根、球根、块茎、或叶子的不同的部位插入电极及其对电极，在两电极与内部组织接触的状态下向电极之间施加电压，以此来改良果实等的方法。
3.一种通过在果实、块根、球根、块茎、或叶子的培养细胞的集合体插入电极及其对电极，在两电极与所述集合体接触的状态下向电极之间施加电压，以此来改良果实等的培养细胞的方法。
4.根据权利要求项1～3中的任一项所述的方法，其特征在于，
所述改良是病害抵抗性的增大。
5.根据权利要求项4所述的方法，其特征在于，
通过向所述内部组织施加电压，以此增加产生病害抵抗性蛋白质基因的表达量。
6.根据权利要求项5所述的方法，其特征在于，
所述产生病害抵抗性蛋白质基因，是具有杀死病原菌的作用的几丁质酶(chitinase)或是β-1，3-葡聚糖酶(β-1，3-glucanase)。
7.根据权利要求项1～6中的任一项所述的方法，其特征在于，
所述改良，是指果实、块根、球根、块茎、或叶子中的糖度的增加以及酸度的减少。
8.根据权利要求项1～6中的任一项所述的方法，其特征在于，
所述果树指的是葡萄树，所述改良是增加葡萄果实中花青素的含量和白藜芦醇的含量。
9.根据权利要求项1～8中的任一项所述的方法，所述电极及其对电极的插入部位，其特征在于，
如果是果树的话，会是不同的树干部、树干部和树枝部、树干部和果实部、不同的树枝部、树枝部和果实部，或者是不同的果实部；
如果是一年生草本植物的话，会是是不同的茎部、茎部和叶片部、茎部和果实部、不同的叶片部、叶片部和果实部，或者是不同的果实部。
10.根据权利要求项1～9中的任一项所述的方法，其特征在于，
所施加的电压为0.1～20V范围的直流电压、交流电压或脉冲电压，并且插入了电极的部位的内部组织的温度被调整在50℃以下。
11.根据权利要求项1～10中的任一项所述的方法，其特征在于，
在电极之间连接太阳能面板，仅在白天施加电压。
12.根据权利要求项3所述的方法，其特征在于，
通过对所述培养细胞施加电压的所述改良，使产生酵素的遗传基因的表达量增大，或者是产生病害抵抗性蛋白质的基因的表达量增大。
13.根据权利要求项3所述的方法，其特征在于，
所述培养细胞是葡萄培养细胞，对葡萄培养细胞通过施加电压来进行的所述改良，使产生芪合成酶(STS)或白藜芦醇合成酶的基因的表达量增大，或者产生病害抵抗性蛋白质的WRKY类转录因子33-like基因或者Class IV几丁质酶基因的表达量增大。
14.通过实施权利要求项1～11中任一项的方法获得的农产品。
15.通过实施权利要求项12或13中的方法获得的培养细胞。
16.通过权利要求15所述的培养细胞所培养的树苗。
17.通过种植权利要求项16的树苗而收获的果实、块根、球根、块茎、或者叶子中的任何一种的农产品。
18.包含使用权利要求14或17的农产品的果汁、果实酒、咸菜在内的二次加工食品。
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