JP2001523475A

JP2001523475A - 種子の固体マトリックスコンディショニング

Info

Publication number: JP2001523475A
Application number: JP2000521691A
Authority: JP
Inventors: ジョン・アルヴィン・イースティン
Original assignee: カムターター・トゥー・エルエルシー
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2001-11-27
Also published as: BR9812795A; DK1054587T3; WO1999026467A1; AU761248B2; NO20002681D0; KR20010032549A; EP1054587A1; AU1420099A; NO20002681L; DE69831606D1; NZ504756A; EP1054587A4; NZ520653A; ES2249848T3; CA2311346A1; AR017677A1; IL136384A0; ATE304283T1; EP1054587B1

Abstract

(57)【要約】本発明では、処理すべき種子、所定量の固体マトリックス及び所定量の水を混合し、その混合物を、植物の活力を増強、即ち、出芽率の増強、収穫特性の成長を増強するのに十分であるが、種子を発芽させるのには不十分である時間と温度で、放置する。好ましくは、空気は入るが、蒸発損失を減少させる容器中、例えば、小さな頂部開口を有する閉じた金属容器で放置する。欠陥ある種子は、膨潤するので大きさにより分離でき、病気への組織的抵抗性を引き起こすことができ、遺伝子は選択された細胞サイクルで容易に移転できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】関連するケースこの出願は、米国特許出願０８／８５４，５００の一部継続出願であり、そし
てその米国特許出願０８／８５４，５００は、米国特許出願０８／３６９，３０
８（今や米国特許第５，６２８，１４４号）の一部継続出願であり、そしてその
米国特許出願０８／３６９，３０８は、米国特許出願０７／９７５，４１０（今
や、放棄されている）の一部継続出願であり、そしてその米国特許出願０７／９
７５，４１０は、米国特許出願０７／５０３，８２６（今や、放棄されている）
の一部継続出願であり、そしてその米国特許出願０７／５０３，８２６は、米国
特許出願０７／４４０，４７０（今や放棄されている）の一部継続出願であり、
そしてその米国特許出願０７／４４０，４７０は、米国特許出願０７／１７５，
９３４（今や放棄されている）の継続出願であり、そしてその米国特許出願０７
／１７５，９３４は、種子の固体マトリックスプライミングの発明の名称で１９
８７年４月３日に出願された米国特許出願０３４，８１２（今や、米国特許第４
，９１２，８７４号）の一部継続出願である。発明の背景この発明は、例えばプライミング（priming）、化学的処理及び生物学的処理による、種子のコンディショニング（conditionig）並びに土地を使える状態に回復しそして植物の生産性を改善するために生物学的に処理された種子の使用に
関する。

【０００２】種子のプライミング又はオスモコンディショニング（osmoconditioning）は
、芽生え確立を改善するために開発された既知のプレソーイング（pre-sowing）
水和処理を示すための用語である（Heydecker and Coolbear, 1977, Seed Scien
ce and Technology 5:353-425）、（Khan, et al., 1980/81, Israel J. Bot.
29 : 133-144）及び（Bradford, 1986 Hortscience 21: 1105-1112）。

【０００３】種子のプラミミングにおいて、種子は、既知の水ポテンシャルの空気に曝され
た浸透媒体中に入れられる。このプロセスにおいて、浸透溶液は、発芽の完成（
幼根の発生）を阻止する水ポテンシャルを誘発する。しかしながら、種子は、吸
収しそして含水量条件の制限下で発芽の初期相を完成する。プライミング処理の
継続時間は、２４時間未満から（Guedes and Cantliffe, 1980, J. Amer. Sci.
Hort. Soi. 105: 777-781）数週間まで（Khan, et al., 1980/81,上記）であると報告されておりそして種、栽培変種植物及び種子ロットでさえにも依存する。
次いで、種子を乾燥する。プライミング後、種子は、既存の種まき機で播種でき
る。異なる作物の種子をプライミングする（priming）ことにより得られる結果は、Bradford, 1986, 上記より検討された。一般に、プライミングされた種子の
芽生えの発生は、乾燥播種種子よりもより早くそしてよりサイクロナス（sychro
nous）である。更に、植物の成長及び生産特性の改善が立証された。

【０００４】従来技術のプライミングプロセスにおいて、幾つかの異なるオスモチカム（os
moticums）が、高分子量の（６０００〜８０００の分子量）ポリエチレングリコ
ール（ＰＥＧ）及び／又は無機塩を含むプライミングのための水ポテンシャルを
達成するために用いられた（Heydecker and Coolbear, 1977, 上記）。プライミ
ング後、種子を、乾燥する前に水ポテンシャルを確立するために用いられた溶液
から分離する。

【０００５】従来のプライミング技術に関して、幾つかの技術的及び記号論理学の困難性に
直面した。例えば、浸透溶液は、連続的通気を必要としそして一般に、多量のプ
ライミング溶液が、種子の量当たり必要である。芽生え発生の減少（％での）が
、無機塩の使用に関して報告された（Brocklehurst and Dearman, 1984, Ann. A
pplied Biol. 102: 585-593）。比較的高い濃度のＰＥＧ溶液は、粘性でありそして低い酸素溶解度及び拡散率を有する（Mexal, et al., 1975, Plant Physiol
. 55: 20-24）。

【０００６】溶液の使用の代わりに選ばれるものは、固体媒体中で種子をプライミングする
ことである。固体材料は、高い保水能力を有すべきでありそして種子が吸収する
ことを可能ならしめるべきである。Peterson（1976, Sci. Hort. 5: 207-214）は、ＰＥＧ６０００及びバーミュキュライトのスラリー中でタマネギの種子をプライミングする方法を記載する。ＰＥＧ溶液で湿潤させたバーミュクライト３
ないし４部の割合を、１部の種子と混合した。この技術は、通気の必要性を克服
したけれども、彼は種子がバーミュキュライトから分離することが困難であると
報告した。播種する前に、広く播種される植物の種子の含水量を増加する方法が
記載された（Bennett and Waters, 1984, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 109: 623-
626及び1987, J. Amer. Soc. Hort. Sci., 112: 45-49）。ライマメ（Phaseolus
lunatus）及びスイートコーン（Zea Mays）の種子の含水量は、種子、バーミュ
キュライト及び既知量の水を密閉容器中で一緒にすることにより増加した。この
混合物を、インキュベートし次いでバーミュキュライトを、含水種子を播種する
前にふるい分けた。芽生えの確立は、両方の作物に対する予備播種処理により改
善された。

【０００７】植え付けに先立ち、細菌又は化学物質を種子に接種することは、当該技術分野
で既知である。例えば、英国特許第８４９，２１０号は、種子の被覆下で細菌の
侵入及びある時間細菌の生存を可能にするために減圧下で種子に接種することを
開示する。この方法は、費用がかかりそして種子に接種できる細菌の範囲が制限
されていると思われる。発明の要約従って、本発明の目的は、種子をプライミングするための新規な技術を提供す
ることである。

【０００８】更に本発明の別の目的は、種子に接種するための新規な技術を提供することで
ある。

【０００９】更に本発明の別の目的は、土壌に接種するための新規な技術を提供することで
ある。

【００１０】更に本発明の別の目的は、生物治療目的のために土壌に接種するための新規な
技術を提供することである。

【００１１】本発明の上記及び別の目的に従い、固相媒体が、種子をプライミングするため
に用いられる。固相媒体には、水を保持しそしてガス交換を可能にする構造を与
える固体マトリックスが含まれる。化学的処理及び微生物の添加は、プライミン
グ中に達成できる。種子は、例えば農業において有用な細菌のような細菌を土壌
に接種するために、又は土壌中の汚染物を分解するためにそして例えば放射性核
種のような、土壌から汚染物の植物摂取を促進するために使用できる。

【００１２】固体マトリックスは、発芽前に代謝を開始しそして維持するために適当な水ポ
テンシャルを有する水を保持する。温度及び通気は、損傷を減少するレベルであ
ある。

【００１３】次いで、種子を乾燥しそしてその乾燥は、治癒を促進するための乾燥操作を中
断する水分制御及び通気を伴い１を超える相で行うことができる。１つの実施態
様において、種子を乾燥後マトリックスから分離するが、しかし他の実施態様に
おいて、マトリックス中の種子は、特にプランター中で有効に使用するために添
加されるマトリックス材料を必要とする小さい種子の場合、又はマトリックスが
有用微生物の発育又は種子への化学物質の有用な適用を助成する場合に、植え付
けるために使用できる。

【００１４】上記の記載から、以下の内容が理解できる；即ち、本発明の方法、マトリック
ス及び種子は、例えば以下の（１）ないし（４）のような幾つかの利点を有する
：（１）微生物の接種又はプライミングにおける化学的処理の使用には相乗作用
関係がある；（２）発芽の緊急及び速度の優れた同時性が得られる；（３）より
高い収率が種子から得られる；そして（４）プライミングは、保護のための種子
のコーティングのような他の技術と一緒に扱うことに関しての一定の方策を与え
る。詳細な説明種子をプライミングするために、種子を、微粉砕した非病原性の水保持性固体
を含んで成る固相マトリックス中に導入する。好ましくは、種子を含まないマト
リックス材料は、種子表面が種子及び有用微生物の好気性代謝を助けるために、
任意の嫌気性生物又は嫌気性微生物の好ましくない増殖を防ぐためにそして適当
な代謝変化を許容するために十分に好気性であるように、種子に関してそのよう
な割合及び分布状態にある。大抵の場合、このことは、マトリックス材料に対す
る種子の適当な容積測定比率及び通気を用いて達成される。

【００１５】マトリックス材料に対する種子の容積測定比率は、一方の極度で１２０個のマ
トリックス材料に対して１容量の種子から他方の極度で１０個の種子に対して１
個のマトリックスまでの範囲内で実際的理由に対して存在すべきである。好まし
くは、マトリックスに対する種子の１対１の比率が、一般に好ましいが、種子浸
出及び発芽抑制剤の除去が、重要な種子プライミング及び処理目的であるような
場合には、その比率はより低いであろうし、そして微生物の接種が浸出物の保持
を必要とする場合には、より高いであろう。マトリックス混合物に対して種子が
、マトリックスを超える種子の実質的により大きい容積測定比率を有する場合、
プライミング中に適当な通気が、機械的混合及び種子プラスマトリックス体の通
気の組み合わせ又はよい多い通気を通じて保持できる。

【００１６】対象の種子をプライミングするために必要な水を含む場合、マトリックス材料
は、十分に砕けやすく、非凝集性などであるべきであり、その結果、所望ならば
それは種子に対して損傷がなくて処理後に処理された種子から分離できる。マト
リックス材料の粒度は、表面積が適切である限り不当に決定的でないが、機械的
理由から処理される種子よりもより小さいか又はより大きいものであるべきであ
り、通常２０メッシュ未満でありそして好ましくは実質的に異なる。典型的には
、約６０メッシュ未満の材料が好ましい；例えば、以下の述べるアグロ−リグは
、２００メッシュ未満の９０％／重量であり、軟質石炭は６０メッシュ未満であ
った。

【００１７】マトリックスの１つのタイプは、有機固体から、大きな平衡水ポテンシャルを
有しそして好ましくは以下に記載されるように測定される、少なくとも約９０％
そして好ましくは９５％を超える全水ポテンシャルである浸透ポテンシャル成分
を有する、例えば炭素質の、好ましくはリグナテオス（lignateous）固体から形
成される。そのような材料の例には、石炭、特に軟質石炭、アグロ−リグとして
市販されているレオナルダイト（leonardite）頁岩のようなリグナテオス頁岩、
及びミズゴケが含まれる。

【００１８】もう１つのタイプのマトリックス材料は、無機の例えば焼成した粘度材料、バ
ーミュキュライト及びパーライトである。マトリックスとして無機粒状物質を用
いる実用的な費用効率の高いシステムを達成するために、無機粒状物質のマトリ
ックスの嵩密度は、好ましくは立方ｃｍ当たり０．３グラムを超える。この明細
書において、嵩密度は、立方ｃｍ単位のその容積で割られた粒状材料の与えられ
た容積のグラム単位の重量を意味する。無機材料を使用するとき、水ポテンシャ
ルは、一般に主として浸透ポテンシャルにより決定されず、主にマトリックスポ
テンシャルにより決定される。

【００１９】本発明の方法において、被処理種子、所定量の固体マトリックス物質、および
所定量の水は混合され、混合物は、好ましくは通気を与えるように設計されてい
るが蒸発損失を減少する容器、例えば、密閉金属容器もしくは袋内で、一定時間
、種子がマトリックスから水を吸収し、得られる植物の精力を高める、すなわち
、創発、成長もしくは収率特性を高めるが、種子を発芽させるものを欠くのに十
分な所定の水分平衡温度および通気を維持もしくは変化させるに十分な温度で平
衡に保たれる。特に有用なマトリックス物質は、石炭系材料、焼成クレー、珪藻
土ひる石、のこ屑、パーライト、泥炭／こけ、とうもろこしの穂軸、および穀物
の屑である。

【００２０】溶液プライミングにおけるように、種子をプライミングする系の水の平衡量は
、特定の種子の種類、その状態、および固体マトリックス物質の水ポテンシャル
に左右される。典型的には、固体マトリックス物質は、種子との平衡で約−０．
５〜約−０．２メガパスカルの水ポテンシャルを有するべきである。温度制御で
、この範囲は、−０．２〜約−３．６まで延長可能である。正確な条件は、阻害
物質の破壊、あるいは生理的もしくは物理的閉塞などの目的物および種子に左右
される。ある程度までの種子のプライミング技術は、やはり経験に基づくもので
あり、一方与えられた種子のタイプの典型的な水量および媒体水ポテンシャルは
、溶液プライミング技術およびいくつかの種子の固体マトリックスプライミング
実験から一般に既知であり、温度、水ポテンシャルおよび時間のどの条件が種子
による水の適当な吸収および予備発芽結果をもたらすか決定するためには、新し
い種子の小さな試料を、決定範囲の水ポテンシャルおよび温度でテストすること
がしばしば最良である。このプライミングの後に、種子をマトリックス物質と、
あるいはなしで、静止もしくは乾燥貯蔵状態に乾燥させることが可能である。有
用な微生物による処理、もしくは化学処理は、プライミングの前、間もしくは後
が可能である。

【００２１】本発明の方法において、既知重量の種子が、約２５重量％の水で湿潤される。
水の総使用量は、典型的には種子１ｋｇにつき約１リットルであるが、種のサイ
ズおよび種の状態で変化する。種子は、乾燥した流動性粒状固体マトリックス物
質、および水と、種子と粒状マトリックス物質を均一に湿潤させるように添加さ
れた適当な化学物質もしくは生物物質とともに混合される。所定量のプライミン
グ用の水が被覆種と混合された後、混合物は、種子を所望の湿分平衡を維持する
のに十分な時間、通常１〜約１４日間、所定温度で保持される。他の方法におい
ては、水、種子およびマトリックス物質は、連続流れもしくは回分混合系で混合
される。水の割合も、種子重量の２５％から実質的に変化し得る。

【００２２】処理できる種子は、ほとんどの野菜作物、観賞用植物および農耕作物を含む、
実質的にいかなる種子でもあり得る。きゅうり、レタス、にんじん、たまねぎ、
メロン、さとうもろこし、トマト、なす、とうがらし、はつかだいこん、カボチ
ャ、えんどう、花の種子、アルファルファ、および大豆が含まれる。いくつかの
異なる装置を、これらの手順に使用できる。そのような装置を１つ、下記する。

【００２３】図１には、混合アセンブリー１２、状態調節アセンブリー１４、乾燥アセンブ
リー１６、分離アセンブリー１８、ならびに化学処理および接種アセンブリー２
０を有するプライミング系１０のブロック図が示される。この系において、マト
リックスは、（１）種の化学処理もしくは接種なしで、もしくは種の化学処理お
よび／または接種により混合され；（２）状態調節され；（３）乾燥させられ；
（４）実施態様によっては、マトリックス媒体と種子とは、分離される。

【００２４】化学処理もしくは接種は、一般に混合アセンブリー１２、状態調節アセンブリ
ー１４、乾燥アセンブリー２６、もしくは分離アセンブリー１８と連絡する、あ
るいはいずれとも連絡しない化学処理および接種アセンブリー２０で起こる。混
合マトリックス、種子および水は、予備発芽代謝作用に利用され、その後種子は
、乾燥アセンブリー１６内で乾燥され得るが、ときどき乾燥アセンブリー１６お
よび状態調節アセンブリー１４は、段階を組まれた状態調節および乾燥のために
断続的に使用される。乾燥アセンブリー１６は、実施態様によっては種からマト
リックスを分離するために、分離アセンブリー１８と連絡し得るが、そのような
分離はいつも必要なわけではない。処理種子を貯蔵し、後にもしくは直ちに利用
することができる。

【００２５】すべての種子が化学処理もしくは接種に付されるわけではなく、したがって、
化学処理および接種アセンブリーはいつも使用されるわけではない。しかし、あ
る実施態様においては、種子を、混合アセンブリー１２内で水およびマトリック
スと混合する前に化学処理するか微生物を接種することが可能であり、あるいは
そのような処理は、状態調節アセンブリー１４、乾燥アセンブリー１６内で、あ
るいは予状態調節後に適用することもできる。

【００２６】ある実施態様において、代謝作用の初期段階は、胚の種子外皮からの創発によ
り示される発芽の初めまで起こり、そのときに有用な微生物の接種が起こる。接
種後、完全な発芽なしで予備発芽段階に回復させ、後の使用のために乾燥させる
治療のために、種子を状態調節アセンブリー１４に戻すことが可能である。

【００２７】図２には、主要部分として、水源２６、固体物源２８および回転混合タンク３
４を有する混合アセンブリー１２の模式図が示され、これらの主要部分は、水源
もしくは水プラス硝酸カリウムなどの添加物、およびマトリックス物質などの固
体物源２８、ならびに種子が、酸化、温度制御および水ポテンシャル制御のため
に成分を適当な混合物に結合させる回転混合タンク３４と連絡するように、接続
されている。これらの源のすべてが固体物および湿分を予備混合し、ついでそれ
を混合タンクに適用するか、あるいはそれらは個々に適用されるか、あるいは一
対に結合されて適用されるか、あるいは処理材料で結合されるか、あるいは化学
処理材料を、水源もしくはマトリックス源などの成分のいずれかもしくは種子の
みに適用することが可能である。

【００２８】水源２６には、計器３０、水源３２、ならびに実施態様によっては、ポンプ４
２が含まれ、それらは計量された量の湿分が混合メカニズム（図２の実施態様で
は回転タンク）に適用されるように接続されている。それを、水および固体物を
受け、ついで完全な混合のために回転させるよう適合させる。もちろん、回転タ
ンクよりは内部攪拌手段を有するタンク、および／または、回転の中心でのコネ
クターよりはタンクと回転する回転自在継手との接続など、他の実施態様も利用
可能である。

【００２９】固体物源２８には、種子および固体マトリックスコンベヤー３６、種子源３８
、およびクレー４０などのマトリックス物質源が含まれる。これらの成分を、予
備混合、あるいは１つずつオーガーもしくは強制空気流れもしくは重力もしくは
他の手段によりタンク２４に移すことができる。

【００３０】図３には、水と硝酸カリウムとを含む水タンク３２Ａを有する水源２６Ａの実
施態様が示される。タンクは、光感度もしくは種処理に有利な、あるいは抗菌性
もしくは抗微生物性の、あるいは接種に有益な微生物を有する、かつ実施態様に
よっては、そのための栄養分を有する化学物質を状態調節するために硝酸カリウ
ムなどの添加物を含み得る液体成分の混合物を供給するための導管３１内のポン
プ４２および計器３０と連絡する。

【００３１】この配列で、慎重に計量した量の水を、正確なマトリックスポテンシャルを与
えるために供給できる。ある用途では、少量の水を供給し、ついで混合のために
回転させられるタンクから供給流を遮断し、ついでさらに水を供給する。タンク
の断続的な固定部分は、所望なら混合が所定量の乾燥物および水とともに進むよ
うに、乾燥物をさらに添加するために利用できる。

【００３２】図４には、種源３８Ａ、乾燥物源４０Ａ、水および液体添加物源２６Ａ、混合
セクション５８、ならびに混合物攪拌機および輸送機６２を有する混合アセンブ
リー１２Ａの別の実施態様の模式図が示される。種源３８Ａおよび乾燥物源４０
Ａは、それぞれ塊状種およびマトリックスなどの乾燥物を含むためのホッパー５
０および５２を１つずつ含む。それぞれの底の端には、種ならびにマトリックス
ホッパー５０および５２のそれぞれの下に重力線に直線に整列させられ、混合ス
テーション５８での混合のために制御量の材料をホッパーから輸送するために制
御された速度で独立して駆動可能な種子コンベヤー５４およびコンベヤー５６の
それぞれ相当するものがある。

【００３３】ホッパーの底部は調整可能であり、容器の速度は、混合速度が種の型およびマ
トリックス物質の型とつり合うように調整可能である。同様に、水供給流２６Ａ
は、制御量のマトリックス物質、種および水もしくは水溶液が混合ステーション
５８で、回分加工の間、加工される回分全量の１〜６０％を１度に受けるステー
ション５８との完全な混合のための連続工程において混合されるように、水を制
御速度で導管６０を通って混合ステーション５８に供給するか、あるいはもし連
続加工が使用されるなら、適当な比率の材料が流れのもっとも遅い加工と同じく
らいの遅い流れに合うように適合される。つり合った混合物は、ステーション５
８で混合され、ミキサー、攪拌機、および混合物を一連のパネルに沿って入口に
運ぶ輸送系６２により運ばれ、そこで種コンディショナーに運ばれ得る。種コン
ディショナーは、それをバッチずつ加工用に積み重ね得るし、あるいは種は連続
工程で状態調節され得る。

【００３４】図５には、予備発芽状態調節を促進するために、種を含むマトリックスの温度
、湿分および酸素供給を制御するための手段を含むコンディショナー１４が示さ
れる。図５の実施態様において、これらの機能のすべてが、マトリックスと種、
布袋７２とマトリックスを通しての空気の真空マニホールド７６への平均した湿
分および温度ドローイングのために配置される吸引マニホールド、ならびにこの
加工のための温度および湿分制御室を含む多孔質布袋７２により、単一の方法で
実施される。非常に少ない量については、空気ドローイング供給流７４は、所望
の目的のためにはマトリックス物質を通して熱と酸素の充分な自然の移動がある
ので、不必要である。

【００３５】布袋７２は、マトリックスを袋に供給するための開口、および状態調節段階後
に状態調節した種を輸送コンベヤー８０に供給するための開口可能な底を有する
。実際には、種は布袋７２内で状態調節され、ついで１０％乾燥段階を通って乾
燥に輸送され、ついでさらに状態調節されるために袋に戻されることが可能であ
る。さらに、状態調節は、創発の初めまで延長され、接種され、乾燥され、創発
に先立って再び状態調節してもよい。

【００３６】布袋７２を通して空気を引っ張るために、中央に配置される真空パイプ７４が
、下方に伸びている。布袋７２の外側の大きい方の表面積が広い方の面積を通っ
て冷たい乾燥空気を引っ張るように、それは設計されており、それが熱と湿分を
いくらかピックアップすると、流速は大きくなるが、それは布を通じて温度の均
一性、および湿分の比較的均一な除去を維持するために、それが小さい方の面積
の球面を通って内方に移動するからである。好ましい実施態様において、袋は、
一般に１０〜１５℃の部屋に収容された、２０ポンド〜１，０００ポンドの混合
物を含み、空気は−１０パスカルの減圧のもとに、７５平方フィートの外部表面
積を通って、マニホールドから２〜１５インチの直径、開口孔および７５平方セ
ンチメートルの結合面積を有する空気を引っ張るための端とを有する内部有孔導
管に引っ張られる。

【００３７】状態調節段階後に、布袋７２を乾燥機に物理的に移動させ、本明細書に示され
る方法で乾燥機にどさっと落とすことができるし、あるいは底を開けて、コンベ
ヤーメカニズム８０が混合物を乾燥機もしくは乾燥段階に運ぶこともできる。

【００３８】図６には、ビンアセンブリー９０、ブロアーアセンブリー９２、および実施態
様によってはカバーアセンブリー１００を有する乾燥アセンブリー１６の１つの
実施態様が示される。空気圧源１０２は、ブロアーなどを通して空気をビンアセ
ンブリー９０の下のブロアーアセンブリーに加える。ビンアセンブリー９０は布
底を有し、それを通して空気圧は風を送り、ビンアセンブリー９０を横切って広
がるマトリックス物質に、空気流によりそれを乾燥させるために乱流を生じる。
カバーはビンアセンブリー９０の上に置かれ、所望ならちり制御のためにわずか
な負圧を造り出すことができ、湿分を、カバー内のデシケーターを通しての空気
の再循環により抜き出すことができる。

【００３９】１つの実施態様において、ビンアセンブリー９０の下のマニホールド内空気圧
１平方インチにつき５０ポンドを、深さ４インチ〜３フィートで１平方インチに
つき６オンス〜１５ポンドの布上の圧力を有する層に適用されたマトリックス物
質を乾燥させるための６０ゲージ布を通して加える。

【００４０】図７には、複数の乾燥塔１００Ａ、１００Ｂおよび１００Ｃを有する乾燥アセ
ンブリーの別の実施態様が示され、各塔は乾燥用のマトリックスと種の混合物を
受け、種はコンベヤー１０６Ａを通して塔１００Ａの上面に加えられ、それは塔
１００Ａを装填するためのオーガーもしくは空気ブロアーなどであり得る。塔１
００Ａは、乾燥作業が完了するまで、ラインの下に類似のコンベヤー１０６Ａな
どを通して塔１００Ｂに中身をあけられ、その後混合物は篩い分けおよび分離の
ために分離機に移されるか、もしくは結合されたマトリックス物質および種の入
ったプランター内に使用のために貯蔵されるか、あるいは化学処理もしくは生理
学的接種のために指定場所に移され得る。塔それぞれは同一なので、塔１００Ｃ
のみを説明する。

【００４１】乾燥段階を与えるために、乾燥塔１００Ｃは、複数段階の空気流導管１０４Ａ
、１０４Ｂおよび１０４Ｃを有する高温ビン１０２を含む。そのような段階はい
くつでも供給でき、それらは塔を通って横切って空気をブローするためにブロア
ーを含み、その塔で、空気がいくつかの段階を通って塔を横切ってブローするよ
うに（３つは図７に図示）、ブロアーは再び反対側から塔を通って横切って前方
にブローするために次のセクションにより受け止められる。各段階で乾燥剤もし
くは他の乾燥機を利用して、それが混合組合せを乾燥するときに空気から湿分を
除去することもできる。

【００４２】図８には、マトリックス物質を種から分離するための分離機の１つの実施態様
が示される。この実施態様には、種を保持するがマトリックスが落下するよう、
もしくはマトリックスを保持して種を落下させるよう、あるいは便利な分離のた
めに種とマトリックスを２つの異なるスライドもしくはコンベヤーで分類するよ
うに設計された、ゲージシフト付きの市販のシフトレバーが含まれる。

【００４３】この配置で、種は水溶液を用いるよりは固体相マトリックスを用いてプライミ
ングされる。マトリックスは、微細非植物病原性水保持固体を含んでなる。好ま
しくは、種を含まないマトリックス物質は、種の表面が下記を行うに十分好気性
であるように、種に関してはそのような割合および分布である：（１）種および
有利な微生物の好気性代謝作用を助ける；（２）不都合な任意嫌気性生物もしく
は嫌気性微生物の成長を防止する；および（３）適当な代謝作用変化を可能とす
る。ほとんどの場合、これは、種対マトリックス物質の適当な容積率および通気
を用いて達成される。

【００４４】この装置のわずかな改良は、悪い種の選別を可能とする。この方法では、大き
な種粒子が除去されるまで、高重力および大きな種粒子がスクリーンもしくは攪
拌により取り除かれる。本明細書においては、「種粒子」は、種および種滲出物
にくっつくことにより種に付着した材料を意味する。この方法は、傷ついた種は
健康な種よりも滲出すること、したがってより多くのマトリックス物質などがそ
れらにくっつくことに気づいた結果である。

【００４５】サイジングもしくは選別技術を用いて植えられる種から欠陥種をえり分ける別
の方法は、固体マトリックスプライミング技術の一部であり、同じ装置を使用で
きる制御された湿分状態調節を利用する。新たに発見された、あるいは新たに適
用された原理を利用するマスプロダクション規模の水状態調節方法中に、亀裂に
より損傷を受けた種は、それほど損傷を受けなかった種から効率よく分離できる
。

【００４６】本方法において、例えば、１０％以上の差など、種のサイズに差があるなら、
種は初めに、例えば、小さな種のバッチ、中くらいの種のバッチおよび大きな種
のバッチに分類されるか、あるいは拡大された種と拡大されなかった種との間の
後の区別を可能とする別の分類に分けられる。これは、選別工程中に良好な元々
大きな種と分離すべき拡大された小さな損傷種を混同することなく、損傷種のサ
イズ増加のパーセンテージに基づいて損傷種から良好な種の分離を可能とするた
めに必要である。

【００４７】必要に応じてサイズ別にバッチに分類した後、種は、種内の湿分が適当な湿分
になるように、例えば、大豆種がしばしば状態調節されていないときの８％湿分
であるように、湿分状態調節される。損傷種の分類については、湿分レベルは、
植物の精力を増すために所望の湿分に、例えば大豆種の場合、１２％湿分レベル
に調整される。この湿分レベルで、内部種材料は急速に水を受け取って拡大する
が、外殻はバリヤーとしての役割を果たす。湿分レベルがそのように状態調節さ
れると、種が容易に離れ、異なるスクリーンサイズを通して分類装置で分類され
るように、外殻は革のように強靭である。

【００４８】例えば、大豆種では８〜１０時間というふうに、異なる種では異なる時間がか
かるだろうが、この時点で、種は分類の準備ができている。それらは、バッチ全
体を水中に２、３分間、例えば、大豆種なら３分間、浸すなど、大量の水を添加
することにより分類される。その３分間の終わりで、損傷種が未損傷種に比べて
十分膨張していて、バッチ内で種々の種サイズにもかかわらず分類を可能とする
。例えば、大豆種の場合、損傷種の膨張量は、１インチの千分の２５〜４０、も
しくは未損傷種より１０％よりも大きい拡大となり得る。これは、おそらく、損
傷種内の亀裂が水を容易に殻を通過させ種材料内部まで送り、その種材料が、そ
の状態調節ゆえに、水を急速に受けて膨張する最適段階にあり、一方、内部材料
は同等に水を受ける準備ができているが、未損傷種がその無傷の外殻内にバリヤ
ーを与えるからであろう。

【００４９】この機構によれば、それら種子を数分で、例えば２〜５分で、傷ついていない
種子を傷ついた種子から容易に選別することができる状態に置くことができる。
水中での出芽時間は十分に短く、従って種子はそれらがもっと長時間の出芽であ
る場合に受けるであろう損傷を受けない。種子を適切な水分レベルにコンディシ
ョニングすることと、大量の水の中での短時間の出芽とを組み合わせるこの方法
によれば、種子を生産規模で分離することができ、それによって耕作地で発芽し
ない種子の数を減らすことができる。１つのこのような方法は、種子が水中に実
質的に浸漬されている間にそれら種子を篩い分け装置に移動させる方法である。

【００５０】前記の固体マトリックスプライミング組成物は、また、有利なことに、次のも
のを含んでいることができる：（１）規定量の既知の種子用殺真菌剤、例えばチ
ラム、キャプタン、メタルアキシル（metalaxyl）、ペンタクロロニトロベンゼンおよびフェナミンサルフ（fenaminesulf）（その結果、プライミングされた仕
上げ処理済み種子は、所望とされる量の、当業者に知られているもののような殺
真菌剤で被覆されるか、またはその殺真菌剤を吸収する）；（２）作物に有用な
微生物、例えば作物の保護、刺激または定着に際して、またはそのような目的に
対して有用な微生物：若干の重要な細菌は、バチルス種、エンテロバクター種、シュードモナス種、根粒菌種およびセラチア種の株であり、また若干の重要な菌
類はトリコデルマ種、グリオクラジウム種およびラエティサリア（Laetisaria）
種の株である；（３）殺真菌剤または殺菌剤のような殺虫剤：これらは固体マト
リックスのプライミング前、プライミング中またはプライミング後に含められる
；および（４）硝酸カリウム、ギベレリン酸、DCPTA、エテホンのような生長調節剤。

【００５１】本明細書において、「固体マトリックスプライミング」は、発芽プロセスが生
起するのを可能にするが、幼根の出芽は妨げる水分含有量をその種子中に実現す
るのに十分な水の存在下で、その種子が粒状の固体相媒体と良く混合されるプロ
セスであると考えられる。プライミング中の、特に固体状態プライミング中の化
学的添加剤および微生物の添加が特に有益である。本明細書において、「添加さ
れる有益な微生物」なる用語は、プライミングされる種子に対して自然に生ずる
レベルより高いレベルでプライミング組成物に加えられる有益な微生物を意味す
る。

【００５２】本明細書において、（１）限界発芽温度範囲とは、ある特定の種の種子が所定
の水分レベルにおいて十分な酸素により発芽する、そのような種の温度範囲を意
味し；そして（２）限界発芽水分範囲とは、ある特定の種の種子が所定の温度に
おいて十分な酸素により発芽する、そのような種の水分範囲を意味する。

【００５３】上記範囲に加えて、本明細書における水分と温度の限界点は次のとおり定義さ
れる：（１）限界発芽基準温度とは、ある所定の温度にして、それより低い温度
では、所定の種の種子が、酸素レベルと水分レベルが許容できるものであっても
発芽しないその所定の温度を意味し；（２）限界発芽臨界最大温度とは、ある所
定の温度にして、それより高い温度では、所定の種の種子が、許容できる水分レ
ベルと十分な酸素が存在しても発芽しないその所定の温度を意味し；（３）限界
発芽基準水分とは、所定の水分レベルにして、それより低い水分レベルでは、所
定の種の種子が、温度と酸素が適切であっても発芽しないその所定の水分レベル
を意味し；そして（４）限界発芽水分臨界最大レベルとは、土壌中のある所定の
水分レベルにして、それより高い水分レベルでは、所定の種の種子が、温度と酸
素が十分であっても発芽しないその所定の水分レベルを意味する。

【００５４】他の便利な用語は次のとおり定義される：（１）出芽率指数とは、１日毎の出
芽種子数の和ｎに、当該検定の総日数ｃからその１日毎の実生苗のカウント数ｎ
を差し引いた値に等しいその１日毎の量を乗じた値を意味し；そして（２）同期
因子とは、ある期間の時間数の１／４を総検定期間とするそのある期間内に見い
だされる出芽率指数を意味する。この検定期間は標準の耕作地作物出芽期間に相
当する。出芽率指数と同期因子は、同数に達するように出芽せしめられた実生苗
に代えて、発芽した種子を用いて計算することができる。これを発芽率指数と称
することもできる。

【００５５】上記の値は所定の種子とその変種について観察に基づいて求められるものであ
って、種蒔きの際に用いることができる。

【００５６】抑制剤が適切な洗浄法で実質的に完全に除去される発芽制御時間に先だって、
その抑制剤を十分に除去して、活性化継続時間の１５パーセントより長い時間の
遅延を防ぐのに十分な量のマトリックス、または十分に吸着性または吸収性の材
料より成るマトリックスが必要とされる。本明細書における発芽時間は、幼根の
突出を眼で見て観察することができ、そして膜が差動的に透過性となるときに活
性化期間が現れ、かつ転換が実質的に不動態の溶質が種子に、および種子から輸
送されることにより起こると言うことである。マトリックスの量とタイプは、ま
た、滲出物を保持するかまたは永久除去するかのいずれかで選ばれるが、この結
果、（１）除去の場合は、例えば病原体の増殖を促進すること等に有害でなくな
るか；または（２）保持の場合は、種子に植え付けられた有益な微生物の増殖を
可能にすることに有害でなくなる。

【００５７】このマトリックスプライミング法は、また、スコット・ウクネス（Scott Ukne
s）等によるHort. Science、第３０（５）巻、１９９５年８月号、第９６２〜９
６３頁の「全身性の後天的抵抗性（Systemic Acquired Resistance）」および他
の刊行物に記載されるとおり、SAR（全身性の後天的抵抗性）に対する卓越した方法となる。例えば、この方法を用いると、免疫を誘発するために、添加剤を種
子と前記の調湿中に混合することができる。病原体および非病原体の両者に対し
て免疫を誘発することができる。さらに、チラム、キャプタン、メタルアキシル
、ペンタクロロニトロベンゼン、フェナミンサルフ、および上記のものを含めて
ある種の増殖調整剤のような、上記の既知の種子用殺真菌剤がこの効果を有して
いるだろう。全身性の後天的抵抗性は、本明細書で述べられた調湿により、特に
マトリックスがリグニンを含んでいるときに促進される。このプライミング法は
、病原体に対する抵抗性の原因となるある一定の遺伝子を刺激する。これは、文
献において「信号」と称されることもあるもので、この信号がその信号の時点に
存在しているある種の病原体に対して免疫を誘発するのを可能にする。

【００５８】本明細書中に記載された種子調節方法及び装置は、接種物を噴霧すること以外
は他の遺伝子導入方法に効率的に使用できる。これは細胞を遺伝子の導入に効果
的な条件に置く技術を提供するために、効率よく使用することができる。一般的
に種子を細胞周期のＳ期の最終部分又はＧ−２期に置くことができ、この時期に
遺伝子は、Ｇ−２期になるようにプライミングされた又は調節された多数の種子
の充分な供給の中にある、別個のＤＮＡに組み込まれることができる。

【００５９】種子を細胞周期のこの部分に持っていくために必要な時間、温度及び湿度環境
は、プライミング操作の一部として本明細書中に先に記載された調節過程の期間
に決定される。プライミング媒体中の水ポテンシャルによって制御される水の吸
収期間に、例えば細胞周期のＧ−２部分又はＳ期の後半部分のような所望の細胞
周期に持っていく条件を決定するために、種子を試料として採取してもよい。こ
の情報から、種子は生産技術を使用して細胞周期のその部分に持って行かれ、そ
して、次いで遺伝子銃又は細胞内のＤＮＡに組み込ませるために遺伝子を導入す
る他のいかなる手段によってでもベクターを導入する。

【００６０】実施例種子−固体マトリックス−水効果的な固体マトリックスプライミング（ＳＭＰ）のために種子対固体マトリ
ックス対水の比を決定するための、準備的な研究を行った。目的は特定の作物の
好ましい発芽前活性を得て、そして幼根出芽を防ぐための、種子の水分含有量を
達成することであった。この最適な比を、重量対重量基準で種子及び固体マトリ
ックスを混合することによる経験的な基準によって決定した。水は、種子及び固
体マトリックスの重量に対するパーセンテージとして循環された。種子、固体マ
トリックス及び水を混合し、そして換気のための小さい孔を縁に持つ密閉容器内
で、１５℃でインキュベートした。結果を以下の表１に異なる作物に対して示す
。

【００６１】

【表１】

【００６２】水分含有量並びにプライミングされた物（ｈｕｍａｔｅ）及び種子の水の関係５種類の作物の種子を表１に示すようにアグロ−リグ（Ａｇｒｏ−Ｌｉｇ）中
でプライミングした。種子を適当なサイズの篩を通して篩い、アグロ−リグから
分離した。プライミング処理の終わりに、アグロ−リグ中の種子の水分含有パー
セントを重量を測定することにより決定した。アグロ−リグのマトリックスポテ
ンシャル（ｐｓｉ−ｍ）を、Ｂｌａｃｋ（ｅｄ．），１９６５，“Ｍｅｔｈｏｄ
ｓｏｆＳｏｉｌＡｎａｌｙｓｉｓ”ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ，ＮＹ
，ＮＹ．に記載されたようにして決定し、アグロ−リグの浸透ポテンシャル（ｐ
ｓｉ−ｓ）は、以下の方法により決定した。抽出物を得るために、４部の蒸留水
を、各作物からのアグロ−リグ試料１部（重量／重量）に加えた（Ｇｒａｗｅｌ
ｉｎｇ及びＰｅｅｃｈ，１９６０，Ｎ．Ｙ．Ａｇｒｉ．Ｅｘｐｔ．Ｓｔａｔｉｏ
ｎＢｕｌ．９６０）。

【００６３】液相を濾過し、そしてアグロ−リグ溶液抽出物のｐｓｉ−ｓを、Ｍｉｃｒｏｓ
ｍｅｔｔｔｅＭｏｄｅｌ５００４（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ
Ｉｎｃ．，Ｎａｔｉｃｋ，Ｍａ．）で決定した。媒体のｐｓｉ−ｓに対する種子
の漏洩の影響を定量するために、種子を含まないアグロ−リグのｐｓｉ−ｓもま
た計算した。ＳＭＰ後のそれぞれの作物に対するアグロ−リグの全水ポテンシャ
ルを、ＨＲ−３３露点マイクロボルト計及びＣ−５２試料容器（Ｗｅｓｃｏｒ
Ｉｎｃ．，Ｌｏｇａｎ，ＵＴ）により決定した。従って、その構成部分であるｐ
ｓｉ−ｍ及びｐｓｉ−ｓから計算された全水ポテンシャルと、熱伝対湿度計によ
る水ポテンシャル測定とを比較することができる。それぞれの実験のための処理
につき、４個の重複があった。

【００６４】苗の生育の研究固体マトリックスプライミング（ＳＭＰ）並びに他の慣用的な種子プライミン
グ処理を、成長室中の苗の生育及び植物の成長について研究した。‘ＮｅｗＹ
ｏｒｋｅｒ’トマト（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ）のＳ
ＭＰをアグロ−リグ、軟質炭及びスファグナム苔を用いて行った（表１）。他の
プライミング処理は：−１ＭＰａＰＥＧ８０００（Ｃｏｏｌｂｅａｒ等，１９
８０，ＳｅｅｄＳｃｉ．ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，８：２８９−３０３
）並びに１．０％のＫＮＯ₃及び１．５％のＫ₃ＰＯ₄（Ｅｌｌｓ，１９６３，Ｐｒｏｃ．Ａｍｅｒ．Ｓｏｃ．Ｈｏｒｔ．Ｓｃｉ．８３：６８４−６８７）を含む
。‘Ｄａｎｖｅｒｓ１２６’ニンジン（Ｄａｕｃｕｓｃａｒｏｔａ）のＳＭ
Ｐは、アグロ−リグを用いて行った（表１）。他のプライミング処理は：２５％
のＰＥＧ８０００（Ｓｚａｆｉｒｏｗｓｋａ等，１９８１，Ａｇｒｏｎ．Ｊ．７３：８４５−８４８）及び０．２ｍのＫＮＯ₃＋０．１ｍのＫ₃ＰＯ₄（Ｈａｉｇｈ等，１９８６，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｓｏｃ．Ｈｏｒｔ．Ｓｃｉ．１１１：６６０−
６６５）を含む。‘ＤｏｗｎｉｎｇＹｅｌｌｏｗＧｌｏｂｅ’タマネギ（Ａ
ｌｌｉｕｍｃｅｐａ）のＳＭＰは、アグロ−リグで行った（表１）。他のプラ
イミング処理は：３４．２％のＰＥＧ８０００（Ｂｒｏｃｋｌｅｈｕｒｓｔ及び
Ｄｅａｒｍａｎ，１９８３，前出）及び０．２ｍのＫＮＯ₃、０．１ｍのＫ₃ＰＯ ₄ （Ｈａｉｇｈ等，１９８６，前出）を含む。

【００６５】全てのプライミング処理は、多くの場合、文献に記載されている原文の方法の
改変である、１５℃で６日間行った。全てのプライミング処理は、殺真菌薬とし
て０．２％（重量／容量）のサイラム（Ｇｕｓｔａｆｓｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｄａｌ
ｌａｓ，ＴＸ）で予備処理された。

【００６６】種子を洗浄し、そしてプライミング後吸い取り紙で乾燥した。種子は人工（ピ
ート−バーミキュライト）土壌媒体で満たされた平箱に蒔かれた。区画を完全に
無作為に設計した畝当たり、５０粒の種子の４個の重復で行った。平箱を、日中
２０℃夜間１０℃で１２時間の照明周期で成長室に保持した。出芽は毎日記録さ
れ、そして植物の乾燥重量は生長期間の終了時に測定された。

【００６７】温度による休眠プライミングによる温度休眠の緩和を、‘Ｍｏｎｔｅｌｌｏ’レタス（Ｌａｃ
ｔｕｃａｓａｔｉｖａ）で研究した。レタスのＳＭＰは、アグロ−リグで行っ
た（表１）。慣用的なプライミング処理は：−１．５ＭＰａのＰＥＧ８０００（
Ｂｒａｄｆｏｒｄ，１９８６，前出）及び１．０％のＫ₃ＰＯ₄（Ｃａｎｔｌｉｆ
ｆｅ等，１９８４，ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌ．７５：２９０−２９４）を含
む。プライミング後、種子を洗浄し、そして放置乾燥した。種子を発芽させるた
めに密閉容器内の湿った吸い取り紙上に置いた。容器を暗黒中で３５℃で一定に
維持した。それぞれ５０粒の種子の４個の重複があり、発芽のパーセントは、１
０日後に決定した。

【００６８】概要種子−固体マトリックス−水固体マトリックスは水の保持器として働き、効果的なプライミングをするには
、種子１部に対して１．５ないし２．０部の固体マトリックスが必要であった（
表１）。加えられた水のパーセンテージは、作物によって異なり、そして６０な
いし９５％の範囲であった。混合物の初期の水含有量が高いにもかかわらず、固
体マトリックスは破砕性を残し、そしてその構造を失わなかった。

【００６９】水分含有量及び水の関係ＳＭＰ後、アグロ−リグの水分含有量の減少が測定されたので、全ての作物の
種子は、アグロ−リグから水を吸収することができた（表１及び２）。

【００７０】

【表２】

【００７１】平衡状態において、キュウリを除く全ての作物は、アグロ−リグより高い水分含
有パーセンテージを有していた（表２）。プライミングにおける種子の水分含有
量は、作物によって三倍も異なり、そして４２ないし２４パーセントの範囲であ
った（湿量基準）。

【００７２】プライミングに関係する全水ポテンシャルの構成成分を決定した。アグロ−リ
グの水ポテンシャルは、ｐｓｉ−ｓ及びｐｓｉ−ｍの和である。媒体の水ポテン
シャルは、作物によって変化し、そしてトマトのＳＭＰの−１．３４ＭＰａから
キュウリのＳＭＰの−１．７７ＭＰａの範囲であった。ｐｓｉ−ｍは、全水ポテ
ンシャルの僅かな部分に寄与するのみであり、そしてトマトのＳＭＰの３ｋＰａ
からキュウリのＳＭＰの２３ｋＰａの範囲であった。アグロ−リグ単独によるｐ
ｓｉ−ｓは、水ポテンシャルの最大の部分を占めるが、しかし付加的な浸透効果
は、種子から媒体への溶質の漏洩に帰する。その構成部分から計算されたアグロ
−リグの水ポテンシャルは、キュウリに場合を除き、熱伝対湿度計により決定さ
れたように（予想した低い水ポテンシャルより）アグロ−リグを過大評価してい
た（表２）。

【００７３】苗の生育の研究全てのプライミング処理からの種子の播種は、５０％が出芽する時間（Ｔ５０
）を減少し、そして非プライミングの対照との比較において植物の乾燥重量が増
加した（表３）。

【００７４】

【表３】

【００７５】アグロ−リグのＳＭＰ及びＰＥＧによるプライミングは、より大きい出芽パーセ
ントが得られたが、然しながら、ＰＥＧ処理は、他のプライミング処理と比較し
て、高いＴ５０及び低い植物当たりの乾燥重量を有した。この研究及び他の実験
（データは示されていない）から、アグロ−リグを一連の研究の固体媒体として
選択した。

【００７６】無機塩によるニンジンの種子のプライミングは、出芽の低いパーセンテージと
なった（表４）。

【００７７】

【表４】

【００７８】早い出芽（低いＴ５０）は、ＳＭＰした種子のアグロ−リグとの播種から得られ
た。ＳＭＰ後のタマネギ種子のアグロ−リグとの播種は、Ｔ５０を減少し、そし
て他の全ての処理と比較して、植物の乾燥重量を増加させた（表５）。

【００７９】

【表５】

【００８０】温度による休眠ＳＭＰの利益のある効果は、作物を冷たい土壌環境に播種することにより既に
示した。短期間のプライミング処理は、レタスの温度による休眠を緩和すること
で研究した。非プライミング種子を３５℃で水を吸収させることにより、１％の
発芽を得た（表６）。

【００８１】

【表６】

【００８２】慣用的なプライミング処理及びアグロ−リグによるＳＭＰは、温度による休眠を
緩和することができた。

【００８３】種子の水含有量の閾値を得ることは、種子のプライミングに対して最も重要で
ある（表２）。媒体の水ポテンシャルは、種子の水分含有量に間接的に関係して
いる（ｒ＝０．７５）。Ｂｒａｄｆｏｒｄ（１９８６，前出）は、−１．５ＭＰ
ａのＰＥＧで、レタスの種子を２４時間プライミングした。種子の水分含有率は
約７０％であり、我々のデータとよく一致する（表２）。同様なデータは、ニン
ジンに対して報告されている；種子を−０．１及び−１．５ＭＰａのＰＥＧ溶液
中で６日間インキュベートし、それぞれ７６及び６８％の種子の水分含有率を得
ている（Ｈｅｇａｒｔｙ，１９７７，ＮｅｗＰｈｙｔｏｌ．７８：３４９−３
５９）。

【００８４】アグロ−リグの水ポテンシャル成分からの結果は、非常に興味深いものである
。水ポテンシャルに対して応答性のある主要成分がアグロ−リグが有機土壌と同
様であるということに起因するpsi-mであったということにということが容易に予測される。しかしながら、psi-mは、全体の1．5％未満しか占めていない。水ポテンシャルの主要成分は、アグロ−リグ組成物に起因するpsi-sである。アグロ−リグの分析は、原料１ｇ当り各々カルシウム10.2×10³μg、マグネシウム1.
84×10³μｇおよびナトリウム1.187×10³μgの存在を示している。

【００８５】全ての種子種からの溶質漏出は、psi-sに寄与することを見出した。別個の研究において、トマト種子を６時間浸出して、次いで元の水分含有に戻るまで乾燥
した。これらの予備浸漬した種子のSMPは、大幅な発生となった。従って、SMPの
間の種子からの溶質漏出の浸透効果は、媒質の水ポテンシャルに寄与している。

【００８６】種子−固体マトリックス−水の最適な比率の決定を、実験に基づいて行った。
このシステムにおいては、溶液でプライミングした場合と異なって、種子に対す
る固体マトリックスの部分が大きくないことを理解しなければならない。従って
、種子が溶質を吸収しそして溶質を漏出すると、媒体の水ポテンシャルが変化す
る。単純な選抜方法を用いて、マトリックス、水および特定の種子区画（seedlo
t）に対する添加剤の最適な比率を得た。この比率に影響を与える幾つかの因子がある。種子特徴は、種子閾水分含有量、水および溶質漏出に対する親和性を含
み、アグロ−リグ特徴は、psi-sに影響を与える生得的な化学組成、水保持能力および水保持特性を含む。

【００８７】苗木の発生および発芽試験を行って予備播種処理の促進効果を評価した。従来
の無機塩中のPEGを用いたプライミング処理を文献から選択した。液体プライミング処理との処理比較は、ＳＭＰの効果を良好に試験することができた。アグロ
−リグによるSMPは苗木の発生を改善し、T50を減少し、植物乾燥重量を増加する
ための従来のプライミング処理と統計的に同等であるかあるいはそれよりも良好
であった（表３、表４および表５）。熱休眠が、SMPまたは液体プライミング処理のいずれかで緩和されることを示した（表６）。

【００８８】 SMPが従来の液体プライミング処理よりなぜ優れているかは十分に理解されていないが、（１）曝気が良好なこと、（２）植物毒性が少ないこと、および（３
）アグロ−リグ中の生長促進物質を利用可能なことによるものであると確信する
。フミン酸は、アグロ−リグ（American Collid Co．）から抽出される自然発
生する生長調整物質である。フミン酸はニンジンにおける種子発芽および苗木の
生長を刺激することが示されている（RicottaおよびSanders，j．Am．Soc．Hort
．，Sci、印刷中）。苗木の根および若茎の生長は、小麦におけるフミン酸により促進されている（Triticum aestivum）（Malic及びAzam，1985年，Environ． AndExp．Bot．25 ：第245〜252頁）。

【００８９】同様にして、なぜ相乗結果がプライミングの間に添加した微生物と化学薬品の
使用から達成されたについては十分に理解されない、かかる結果は試験により示
されており、そしてその結果を表７および表８に示す。表７におけるデータは、
固体マトリックスプライミングおよびいずれかの単独処理に加えて有用微生物を
使用した際に有用な立った状態での定着効果（stand establishment effect）
を導くこの技術の利用に関する相乗作用を示している。その他の試験は、固体マ
トリックスプライミングシステムにも加えた場合の体系を示している。

【００９０】表８におけるデータは、有用微生物が立った状態での定着利益を与える固体マ
トリックスプライミングと相乗的に作用することを示している。プライミングの
間の処理による発芽率の３０ないし４０％増加の差が不変であることを見出した
。穀物の範囲に亘るシュードモナス、コリネバクテリア、エンテロバクテリアお
よびバシルス種による同様のデータが得られた。

【００９１】マトリックスプライミングの間の種子の接種を接種システムとして用いて、有
用微生物を種子に接種し、そしてこれを生長させることによって有用微生物を土
壌に導入することができる。本明細書において、用語「有用微生物」とは、種子
に導入されそして（１）植物の根、土壌および種子に関連しておよび／または内
部寄生植物として同定され、そして生長物質介在植物生長促進となり、植物栄養
素が改良され、そして生物制御により有害小動物が制御されおよび／または農業
への潜在的用途を有する植物健康の改善がされることが明らかにされている；（
２）目的とする部位に効率的に送ることができる場合には土壌中の特定の化学薬
品を減成して生物学的矯正の潜在的用途を持たせることが同定されているかある
いは既に同定されているものから選択あるいは処理することができる；および（
３）接合種子として取り扱えない種の遺伝子特性を運ぶあるいは現在可能である
選択された発芽プラズマを増殖させる接合種子として体細胞胚（合成種子）をサ
ポートし、そして保護するのに有効であると確信される多くの微生物であること
を意味する。体細胞胚の使用は、Cantlife DJ， Liu JR （1987年）「バイオマスからのメタンにおける体細胞胚発生によるクローン増殖のためのサツマイ
モの人工種子の開発、システムアプローチ（Development of artificial see
d of Sweet potato in： clonal propagation through somatic embry
ogenesis in：Methane from biomass）」 A system approach）」、Smith
WH，Frank JR（編） Elisevier New York、第183〜195頁に記載されている
。

【００９２】植物に関連する有用微生物は、天然土壌中に偏在し、そして生態系から汚染物
を除去するのに有効な役割を果たす。このような有用微生物は、ＪｏｈｎＤａ
ｖｉｓｏｎ「植物有用微生物（Plant Beneficial Bacteria）」Bio/Technolog
y、第282〜284頁およびChet等「根生バクテリアによる土壌伝播植物病原体の生物
制御のメカニズム（Mechanism of biocontrol of soilborne plant pathogensb
y Rhizobacterial）」、D．L． KeisterおよびP.B. Cregan（編）、Rhizospher
e and plant growth、第229〜236頁に記載している。しかしながら、根粒菌およびブラディリゾリウム属を除いて、同定されている多くの有用根圏、土壌ま
たは種子に基づく数多くの微生物のいずれも広く販売されているものはない。問
題点は、有用微生物が同定できるか否かではなく、目的とする部位で再現性よく
有用な接種材料を経済的に送ることである。

【００９３】農業および環境生物介在を取り扱う地球生態系における有用微生物の潜在的用
途は、十分な数の目的とする有用微生物を活性が経済的費用で要求されている生
態系部位／箇所に運ぶことに実質的に依存している。

【００９４】しかしながら、種子接種および引き続いての目的とする微生物の生長が地球環
境に十分な数の有用微生物を運ぶ経済的メカニズムを提供することを発見した。
エネルギーまたはバイオリアクタ部位としての根面(rhizoplane)、根圏または植
物内部圏として光合成を使用して大量の接種を行う。

【００９５】数多くの植物生長促進根粒菌（PGPR）の属が生長促進および生物制御活性を有
していることが報告されている（SchrotおよびHancok、１９８１年）。彼等の論
評は、１０年にさかのぼりそしてその時点から数多くの報告を行っている。しか
しながら、PGPRは、根上では乏しい微生物分布でありそして有害根圏微生物に対
する拮抗活性が不足しているのでこの分野では通常失敗している（Schippers等1
987年）。定のＰＧＰＲの臨界的閾個体群を有効とするために定着させなければならず、そして適用方法が臨界的である（Weller、１９８８年）ことが一般に信
じられている。固体マトリックス種子プライミング（SMP）方法および多量のPGP
Rを種子上に定着させるのに有効でありそして病気において有効な苗木を定着させる微生物接種に基づく固体マトリックス種子プライミング方法（SMPI）は、表
１０に示す状況を強調する（表１、Eastin、1987年、微生物による種子の固体マ
トリックスプライミングおよび選択された化学処理、米国特許出願第07/440，47
0；EastinおよびHarman、1987年、生物学的制御および固体マトリックスプライミ
ング、米国特許出願第034,813号）。表１０におけるデータは、試験を行ったシュードモナスフローラスセンス(Pseudomonas flourascens)、シュードモナスプチダ(Pseudomonas putida)、エンテロバクタークローアセー（Enterobacte r cloacae ）およびトリコデルマ（Trichoderma）菌株を用いた代表的結果である
。この表からプライミング後と対比されるようにプライミングの間に微生物を適
用した場合に達成された大きな差異があることを理解できる。表10に示すように
病気圧力下におけるＳＭＰＩからの優れた発生応答が局所的に適用された同数の
同一微生物での少ない応答と比較すると種子の微生物コロニー形成の作用である
ことを確信する。

【００９６】 SMPIシステムは、微生物がコロニーとしての自然に機能し、そしてSMPI方法が
微生物に水和した種子表面上で生長し、そしてコロニーを形成する機会を提供す
るという概念に基づいている。種子をプライミングすることおよびプライミング
の間の種子上の微生物の生長の過程は、細根発生および苗木の発現と種子上に定
着されたコロニーからの微生物活性と良好に同調する。種子中および種子上の微
生物数の大きいログ増加は、適当な接種システムを用いた場合に低い接種材料レ
ベルで多数の種子微生物個体群が得られること意味しているようだ。接種材料が
種子自体の生長により増加することができるので、このことは多大な経済効果を
有している。

【００９７】上記の種類のいずれかの有用微生物で土壌を接種するために、種子が十分な量
の水を吸収して得られた植物活力を高めるのに十分でありかつ混合物が前記趣旨
と平衡状態において約-0.5から約-2.0メガパスカルの間の水ポテンシャルを有し
、そして前記微細固体マトリックス材料が種子および有用微生物に対して病原性
でない種子生長させるのに不十分な時間および温度で微細な固体材料および種子
プライミング量の水を種子と混合することによって種子をプライミングする。プ
ライミングされた種子は、前記いずれか一つの発芽水分範囲内や同一種のプライ
ミングされていない種子の閾発芽水分範囲内ではなくプライミングされた種子の
前記範囲内の条件で播種するが、この際に有用微生物がマトリックス材料をプラ
イミングする間に種子およびマトリックス上で生長し、そして種子が植えられそ
して種子および土壌に有用微生物を接種する。有用微生物に対して好適となるよ
うにプライミング法を選択する。従って、種子およびマトリックスをコロニー形
成した後、有用微生物は、種子上のコロニー集団中に存在し、そして土壌へと運
ばれる。

【００９８】数例においては、拮抗作用により有害物質を分解または無害化する。例えば、
静真細菌であるシュードモナスアラジオリ(Pseudomonas aladioli)を、固体マトリックスプライミングの際に水中に導入することによってスイートコーン種
子上に接種を行いそして再び乾燥しそして保存する間に殺している。これは、ペ
ニシリンおよびフザリウム種に対する強力な殺菌剤として作用し、従ってSMPIは
有効な種子処理方法ならびに有効な種子および土壌有用微生物接種の媒介物とし
て作用する。

【００９９】本発明の好ましい実施の形態を特にいくつかの実施の形態により説明してきた
が、これらの好ましい実施の形態における数多くの改良および変更態様を本発明
を逸脱することなしに行うことができる。従って、添付の特許請求範囲の範囲内
において、特に記載したもの以外に本発明を実施し得る。

【０１００】

【表７】

【０１０１】

【表８】

【０１０２】

【表９】

【図面の簡単な説明】

本発明の上記及び他の特徴は、添付の図面を参照して考慮するとき以下の詳細
な説明からより良く理解されるであろう：

【図１】本発明の実施態様に係るプライミングシステムのブロック図であ
る。

【図２】図１の実施態様で用いられる混合システムの部分線図である。

【図３】図２の実施態様を用いる代わりに図１の実施態様に従って用いら
れる混合システムのもう１つの実施態様の線図である。

【図４】図１の部分の実施態様において用いられるコンディショニングシ
ステムの線図である。

【図５】図１の実施態様に従って用いられる乾燥システムの線図である。

【図６】本発明に係る乾燥システムのもう１つの実施態様の線図である。

【図７】本発明で用いられる乾燥システムの更に別の実施態様の線図であ
る。

【図８】本発明に係る分離器アッセンブリーの線図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項１５】請求項９記載の方法によってコンディショニングされた種
子。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 2B030 AA02 AD06 CA17 CB01 2B051 AA01 AB01 BA01 BA02 BA09 BA11 BB01 BB02 BB04 BB05 CA01 CA11 CA12 CA15 CA16 CA18 4B024 AA08 DA01 GA11 GA17 GA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】損傷を受けた種子を損傷を受けていない種子から区分けする
方法において、種子外皮内の種子の水分吸収特性を高める十分な水を種子に吸収
させるのに十分な時間及び温度にて、種子、粒状固体マトリックス物質及び種子
コンディショニング量の水を混合し、損傷を受けていない種子から損傷を受けて
いる種子を分離するため、損傷を受けている種子を膨潤させるには十分であるが
、水によって損傷を受けていない種子に害が及ぼされる前である短い時間、大量
の水を添加することによって種子が水分コンディショニングされた後、その大き
さによって膨潤していない種子から膨潤している種子を分離することを含む方法
。
【請求項２】流れ通過プロセス中に種子を移動させ、前記種子を水中に浸
漬する工程を特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】その結果得られる植物の活力を高めるのには十分であるが種
子発芽を起こさせるには不十分である水を種子に吸収させるのに十分な時間及び
温度にて、種子を粒状固体マトリックス物質及び種子プライミング量の水と十分
通気して混合することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】区分けされた損傷を受けていない種子はプライミングされ、
そのプライミングされた種子は、同種のプライミングされていない種子のための
発芽水分範囲の閾値及び発芽温度範囲の閾値の一つの範囲内にないがプライミン
グされた種子のための発芽水分範囲の閾値及び発芽温度範囲の閾値の少なくとも
一つの範囲内にある条件下に、蒔かれることを特徴とする請求項１〜３いずれか
記載の方法。
【請求項５】種子を蒔く前に前記粒状固体マトリックス物質を除去する請
求項３記載の方法。
【請求項６】前記粒状固体マトリックス物質を種子とともに蒔く請求項３
記載の方法。
【請求項７】種子コンディショニングの間に種子に遺伝子を導入する方法
において、種子の実質的な数の細胞を細胞周期の望ましい段階に到達させるのに
十分な時間と温度にて、種子、粒状固体マトリックス物質及び種子をプライミン
グする量の水を連続的に通気しながら混合する工程、及び遺伝子を添加して種子
を形質転換する工程を含む方法。
【請求項８】前記形質転換された種子が蒔かれる請求項７記載の方法。
【請求項９】前記形質転換された種子がプライミングされ、蒔かれる請求
項７記載の方法。
【請求項１０】その結果得られる植物の活力を高めるには十分であるが種
子発芽には不十分な水を種子が吸収するまで、形質転換後、前記マトリックス中
に種子を留まらせ、前記マトリックスを乾燥し、同種のプライミングされていな
い種子のための発芽水分範囲の閾値及び発芽温度範囲の閾値の一つの範囲内にな
いがプライミングされた種子のための発芽水分範囲の閾値及び発芽温度範囲の閾
値の少なくとも一つの範囲内にある条件下に、そのプライミングされた種子を蒔
くことによって特徴づけられる請求項１〜９いずれか記載の方法。
【請求項１１】前記マトリックス物質を形質転換の前に除去する請求項１
〜１０いずれか記載の方法。
【請求項１２】前記マトリックス物質が種子とともに蒔かれる請求項１０
記載の方法。
【請求項１３】遺伝子が遺伝子銃によって導入される請求項１１記載の方
法。
【請求項１４】望ましい段階がＧ２期又はＳ期の最後の部分の一つである
請求項７〜１３いずれか記載の方法。
【請求項１５】請求項９記載の方法によってコンディショニングされた種
子。