JP2002325511A - 植物育成方法、植物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育領域の状態制御方法 - Google Patents
植物育成方法、植物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育領域の状態制御方法Info
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- JP2002325511A JP2002325511A JP2001133470A JP2001133470A JP2002325511A JP 2002325511 A JP2002325511 A JP 2002325511A JP 2001133470 A JP2001133470 A JP 2001133470A JP 2001133470 A JP2001133470 A JP 2001133470A JP 2002325511 A JP2002325511 A JP 2002325511A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 植物を効果的に育成する植物育成方法および
植物育成システムを提供することである。 【解決手段】 植物の生長の活性度合いを増幅確率の制
限されたＳＳＣ−ＰＣＲ法によりモニターし、土壌等の
微生物叢を増幅確率の制限されたＳＳＣ−ＰＣＲ法によ
りモニターする。土壌等の温度および通気量を制御する
ことにより、硝化細菌群の種類数および量を制御し、硝
酸塩および亜硝酸塩の量を制御する。
植物育成システムを提供することである。 【解決手段】 植物の生長の活性度合いを増幅確率の制
限されたＳＳＣ−ＰＣＲ法によりモニターし、土壌等の
微生物叢を増幅確率の制限されたＳＳＣ−ＰＣＲ法によ
りモニターする。土壌等の温度および通気量を制御する
ことにより、硝化細菌群の種類数および量を制御し、硝
酸塩および亜硝酸塩の量を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、植物育成方法、植
物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、
植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育
領域の状態制御方法に関する。
物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、
植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育
領域の状態制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】植物工場において、種々の植物を育成す
ることが行われている。従来の植物工場では、植物育成
のために、光、水、温度および空気の供給が制御され
る。それにより、植物を最適な環境で育成することがで
きる。
ることが行われている。従来の植物工場では、植物育成
のために、光、水、温度および空気の供給が制御され
る。それにより、植物を最適な環境で育成することがで
きる。
【０００３】具体的には、植物育成室の温度、湿度、照
度およびＣＯ2濃度を測定し、その測定結果に基づいて
照明の明るさ、照明のオン−オフの時間帯、室内の温度
および湿度を制御するとともに、酸素と二酸化炭素との
バランスの空調制御を行なっている。
度およびＣＯ2濃度を測定し、その測定結果に基づいて
照明の明るさ、照明のオン−オフの時間帯、室内の温度
および湿度を制御するとともに、酸素と二酸化炭素との
バランスの空調制御を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、自然の中で
は、植物は土壌中の微生物にも影響を受けて生長する。
より自然に近い状態で植物を育成するために微生物を利
用することが有効なことは知られているが、土壌等の微
生物叢を人為的に制御する技術がないために、現状で
は、微生物叢の制御を簡便に行うことができない。その
ため、植物工場等の植物育成に微生物叢の制御は行われ
ていない。
は、植物は土壌中の微生物にも影響を受けて生長する。
より自然に近い状態で植物を育成するために微生物を利
用することが有効なことは知られているが、土壌等の微
生物叢を人為的に制御する技術がないために、現状で
は、微生物叢の制御を簡便に行うことができない。その
ため、植物工場等の植物育成に微生物叢の制御は行われ
ていない。
【０００５】本発明の目的は、植物を効果的に育成する
植物育成方法および植物育成システムを提供することで
ある。
植物育成方法および植物育成システムを提供することで
ある。
【０００６】本発明の他の目的は、植物の生長の活性度
合いを容易に測定することができる測定方法を提供する
ことである。
合いを容易に測定することができる測定方法を提供する
ことである。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、植物の生育領
域の微生物叢を容易に測定することができる測定方法を
提供することである。
域の微生物叢を容易に測定することができる測定方法を
提供することである。
【０００８】本発明のさらに他の目的は、植物の生育領
域の状態を容易に制御することができる制御方法を提供
することである。
域の状態を容易に制御することができる制御方法を提供
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る植物育成方法は、植物の生長の活性度合いを
測定するステップと、植物の生育領域の微生物叢を測定
するステップと、植物の生長の活性度合いの測定結果お
よび微生物叢の測定結果に基づいて植物の生育領域の状
態を制御するステップとを備えたものである。
発明に係る植物育成方法は、植物の生長の活性度合いを
測定するステップと、植物の生育領域の微生物叢を測定
するステップと、植物の生長の活性度合いの測定結果お
よび微生物叢の測定結果に基づいて植物の生育領域の状
態を制御するステップとを備えたものである。
【００１０】本発明に係る植物育成方法においては、植
物の生長の活性度合いが測定されるとともに、植物の生
育領域の微生物叢が測定される。そして、植物の生長の
活性度合いの測定結果および微生物叢の測定結果に基づ
いて植物の生育領域の状態が制御される。
物の生長の活性度合いが測定されるとともに、植物の生
育領域の微生物叢が測定される。そして、植物の生長の
活性度合いの測定結果および微生物叢の測定結果に基づ
いて植物の生育領域の状態が制御される。
【００１１】それにより、植物の育成に関与する微生物
叢を植物の生育領域に人為的に形成することができる。
その結果、自然に近い状態での植物の生長を行わせるこ
とができる。
叢を植物の生育領域に人為的に形成することができる。
その結果、自然に近い状態での植物の生長を行わせるこ
とができる。
【００１２】活性度合いを測定するステップは、植物か
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用いて複数種類
のｃＤＮＡを合成するステップと、複数種類のプライマ
ーを一度に用いて合成された複数種類のｃＤＮＡに対し
て増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適用す
ることにより複数のＤＮＡ断片を増幅するステップと、
増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳動像の解析により
植物の生長の活性度合いを判定するステップとを含んで
もよい。
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用いて複数種類
のｃＤＮＡを合成するステップと、複数種類のプライマ
ーを一度に用いて合成された複数種類のｃＤＮＡに対し
て増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適用す
ることにより複数のＤＮＡ断片を増幅するステップと、
増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳動像の解析により
植物の生長の活性度合いを判定するステップとを含んで
もよい。
【００１３】この場合、増幅確率が制限されているの
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
【００１４】増幅確率は、平均的に１種類のｃＤＮＡか
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
【００１５】活性度合いを測定するステップは、植物か
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、複数種類
のプライマーを用いて抽出された複数種類のｍＲＮＡか
ら複数種類のｃＤＮＡを合成するとともに、それらの複
数種類のプライマーを一度に用いて合成された複数種類
のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限したポリメラーゼ連
鎖反応法を適用することにより複数のＤＮＡ断片を増幅
するステップと、増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳
動像の解析により植物の生長の活性度合いを判定するス
テップとを含んでもよい。
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、複数種類
のプライマーを用いて抽出された複数種類のｍＲＮＡか
ら複数種類のｃＤＮＡを合成するとともに、それらの複
数種類のプライマーを一度に用いて合成された複数種類
のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限したポリメラーゼ連
鎖反応法を適用することにより複数のＤＮＡ断片を増幅
するステップと、増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳
動像の解析により植物の生長の活性度合いを判定するス
テップとを含んでもよい。
【００１６】この場合、増幅確率が制限されているの
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
【００１７】特に、ｍＲＮＡからｃＤＮＡの合成および
ポリメラーゼ連鎖反応を共通のプライマーを用いて行う
ことができるので、活性度合いを簡便に測定することが
できる。
ポリメラーゼ連鎖反応を共通のプライマーを用いて行う
ことができるので、活性度合いを簡便に測定することが
できる。
【００１８】増幅確率は、平均的に１種類のｃＤＮＡか
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
【００１９】増幅するステップにおいて１つの反応溶液
に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。この場
合、ポリメラーゼ連鎖反応法における増幅確率の設定が
容易になる。
に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。この場
合、ポリメラーゼ連鎖反応法における増幅確率の設定が
容易になる。
【００２０】活性度合いを測定するステップは、植物か
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用いて複数種類
のｃＤＮＡを合成するステップと、所定の塩基配列を有
するプライマー対を用いて合成された複数種類のｃＤＮ
Ａに対してポリメラーゼ連鎖反応法を適用することによ
り植物の生長に関わる蛋白質の元となるｃＤＮＡを検出
するステップと、検出されたｃＤＮＡの電気泳動像の解
析により植物の生長の活性度合いを判定するステップと
を含んでもよい。
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用いて複数種類
のｃＤＮＡを合成するステップと、所定の塩基配列を有
するプライマー対を用いて合成された複数種類のｃＤＮ
Ａに対してポリメラーゼ連鎖反応法を適用することによ
り植物の生長に関わる蛋白質の元となるｃＤＮＡを検出
するステップと、検出されたｃＤＮＡの電気泳動像の解
析により植物の生長の活性度合いを判定するステップと
を含んでもよい。
【００２１】この場合、植物の生長に関わる蛋白質の遺
伝情報をコードしたプライマーを用いてポリメラーゼ連
鎖反応法を適用することにより、植物の生長に関わる蛋
白質の発現状態を検出することができる。その結果、植
物の生長の活性度合いを判定することができる。
伝情報をコードしたプライマーを用いてポリメラーゼ連
鎖反応法を適用することにより、植物の生長に関わる蛋
白質の発現状態を検出することができる。その結果、植
物の生長の活性度合いを判定することができる。
【００２２】活性度合いを測定するステップは、植物か
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用いて複数種類
のｃＤＮＡを合成するステップと、合成された複数種類
のｃＤＮＡにハイブリダイゼーション法を適用すること
により抽出された複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出するステップとを含んでもよい。
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用いて複数種類
のｃＤＮＡを合成するステップと、合成された複数種類
のｃＤＮＡにハイブリダイゼーション法を適用すること
により抽出された複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出するステップとを含んでもよい。
【００２３】この場合、ＤＮＡ−ＤＮＡハイブリダイゼ
ーション法により複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出することにより、植物の生長に関わる蛋白質の発現
状態を検出することができる。その結果、植物の生長の
活性度合いを判定することができる。
ーション法により複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出することにより、植物の生長に関わる蛋白質の発現
状態を検出することができる。その結果、植物の生長の
活性度合いを判定することができる。
【００２４】活性度合いを測定するステップは、植物か
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡにハイブリダイゼーション法を適
用することにより複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出するステップとを含んでもよい。
ら複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、抽出され
た複数種類のｍＲＮＡにハイブリダイゼーション法を適
用することにより複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出するステップとを含んでもよい。
【００２５】この場合、ＲＮＡ−ＤＮＡハイブリダイゼ
ーション法により複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出することにより、植物の生長に関わる蛋白質の発現
状態を検出することができる。その結果、植物の生長の
活性度合いを判定することができる。
ーション法により複数種類のｍＲＮＡの発現パターンを
検出することにより、植物の生長に関わる蛋白質の発現
状態を検出することができる。その結果、植物の生長の
活性度合いを判定することができる。
【００２６】微生物叢を測定するステップは、植物の生
育領域の土壌を採取するステップと、採取された土壌に
懸濁および分散処理を行うステップと、懸濁および分散
処理により得られた微生物を培養および生化学検査し、
微生物の種類および量を検出するステップとを含んでも
よい。
育領域の土壌を採取するステップと、採取された土壌に
懸濁および分散処理を行うステップと、懸濁および分散
処理により得られた微生物を培養および生化学検査し、
微生物の種類および量を検出するステップとを含んでも
よい。
【００２７】この場合、検出された微生物の種類および
量に基づいて植物の生育領域の土壌中の微生物叢の状態
を知ることができる。
量に基づいて植物の生育領域の土壌中の微生物叢の状態
を知ることができる。
【００２８】微生物叢を測定するステップは、植物の生
育領域の土壌を採取するステップと、採取された土壌に
懸濁および分散処理を行うステップと、懸濁および分散
処理により得られた微生物叢に含まれる微生物に対して
増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適用する
ことにより微生物叢に含まれる微生物のＤＮＡから複数
のＤＮＡ断片を増幅し、増幅された複数のＤＮＡ断片の
電気泳動像の解析により微生物叢に含まれる微生物の種
類を識別するステップとを含んでもよい。
育領域の土壌を採取するステップと、採取された土壌に
懸濁および分散処理を行うステップと、懸濁および分散
処理により得られた微生物叢に含まれる微生物に対して
増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適用する
ことにより微生物叢に含まれる微生物のＤＮＡから複数
のＤＮＡ断片を増幅し、増幅された複数のＤＮＡ断片の
電気泳動像の解析により微生物叢に含まれる微生物の種
類を識別するステップとを含んでもよい。
【００２９】この場合、植物の生育領域の土壌中の微生
物叢の状態を容易に知ることができる。
物叢の状態を容易に知ることができる。
【００３０】複数のＤＮＡ断片を増幅する際に１つの反
応溶液に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。
この場合、ポリメラーゼ連鎖反応法における増幅確率の
設定が容易になる。
応溶液に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。
この場合、ポリメラーゼ連鎖反応法における増幅確率の
設定が容易になる。
【００３１】微生物叢を測定するステップは、植物の生
育領域の土壌を採取するステップと、採取された土壌に
懸濁および分散処理を行うステップと、懸濁および分散
処理により得られた微生物叢に含まれる微生物のｒＲＮ
Ａの遺伝子を保存したＤＮＡ領域（以降ｒＤＮＡと呼
ぶ）をポリメラーゼ連鎖反応法により増幅し、増幅結果
の解析により微生物叢に含まれる微生物の種類を識別す
るステップとを含んでもよい。
育領域の土壌を採取するステップと、採取された土壌に
懸濁および分散処理を行うステップと、懸濁および分散
処理により得られた微生物叢に含まれる微生物のｒＲＮ
Ａの遺伝子を保存したＤＮＡ領域（以降ｒＤＮＡと呼
ぶ）をポリメラーゼ連鎖反応法により増幅し、増幅結果
の解析により微生物叢に含まれる微生物の種類を識別す
るステップとを含んでもよい。
【００３２】この場合、植物の生育領域の土壌中の微生
物叢の状態を容易に知ることができる。
物叢の状態を容易に知ることができる。
【００３３】植物の生育領域の状態を制御するステップ
は、生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制御するス
テップを含んでもよい。
は、生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制御するス
テップを含んでもよい。
【００３４】この場合、生育領域の硝酸塩または亜硝酸
塩の量を制御することにより、植物の生長の活性度合い
を制御することができる。
塩の量を制御することにより、植物の生長の活性度合い
を制御することができる。
【００３５】生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制
御するステップは、生育領域の硝化細菌の活性状態を制
御するステップを含んでもよい。
御するステップは、生育領域の硝化細菌の活性状態を制
御するステップを含んでもよい。
【００３６】この場合、生育領域の硝化細菌の活性状態
を制御することにより、生育領域の硝酸塩または亜硝酸
塩の量を制御することができる。
を制御することにより、生育領域の硝酸塩または亜硝酸
塩の量を制御することができる。
【００３７】生育領域の硝化細菌の活性状態を制御する
ステップは、生育領域の温度、酸素量または含水率を制
御するステップを含んでもよい。
ステップは、生育領域の温度、酸素量または含水率を制
御するステップを含んでもよい。
【００３８】この場合、生育領域の温度、酸素量または
含水率を制御することにより、生育領域の硝化細菌の活
性状態を制御することができる。
含水率を制御することにより、生育領域の硝化細菌の活
性状態を制御することができる。
【００３９】第２の発明に係る植物の生長の活性度合い
の測定方法は、植物の生長の活性度合いを測定する方法
であって、植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステ
ップと、抽出された複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素
を用いて複数種類のｃＤＮＡを合成するステップと、複
数種類のプライマーを一度に用いて合成された複数種類
のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限したポリメラーゼ連
鎖反応法を適用することにより複数のＤＮＡ断片を増幅
するステップと、増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳
動像の解析により植物の生長の活性度合いを判定するス
テップとを含み、増幅するステップにおいて１つの反応
溶液に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。
の測定方法は、植物の生長の活性度合いを測定する方法
であって、植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステ
ップと、抽出された複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素
を用いて複数種類のｃＤＮＡを合成するステップと、複
数種類のプライマーを一度に用いて合成された複数種類
のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限したポリメラーゼ連
鎖反応法を適用することにより複数のＤＮＡ断片を増幅
するステップと、増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳
動像の解析により植物の生長の活性度合いを判定するス
テップとを含み、増幅するステップにおいて１つの反応
溶液に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。
【００４０】この場合、増幅確率が制限されているの
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
【００４１】また、１つの反応溶液に対して複数種類の
プライマーを用いているので、ポリメラーゼ連鎖反応に
おける増幅確率の設定が容易になる。
プライマーを用いているので、ポリメラーゼ連鎖反応に
おける増幅確率の設定が容易になる。
【００４２】増幅確率は、平均的に１種類のｃＤＮＡか
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
【００４３】第３の発明に係る植物の生長の活性度合い
の測定方法は、植物の生長の活性度合いを測定する方法
であって、植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステ
ップと、複数種類のプライマーを用いて抽出された複数
種類のｍＲＮＡから複数種類のｃＤＮＡを合成するとと
もに、それらの複数種類のプライマーを一度に用いて合
成された複数種類のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限し
たポリメラーゼ連鎖反応法を適用することにより複数の
ＤＮＡ断片を増幅するステップと、増幅された複数のＤ
ＮＡ断片の電気泳動像の解析により植物の生長の活性度
合いを判定するステップとを含むものである。
の測定方法は、植物の生長の活性度合いを測定する方法
であって、植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステ
ップと、複数種類のプライマーを用いて抽出された複数
種類のｍＲＮＡから複数種類のｃＤＮＡを合成するとと
もに、それらの複数種類のプライマーを一度に用いて合
成された複数種類のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限し
たポリメラーゼ連鎖反応法を適用することにより複数の
ＤＮＡ断片を増幅するステップと、増幅された複数のＤ
ＮＡ断片の電気泳動像の解析により植物の生長の活性度
合いを判定するステップとを含むものである。
【００４４】この場合、増幅確率が制限されているの
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
で、電気泳動像におけるバンドとｍＲＮＡとの対応付け
が可能になる。それにより、植物の生長に関わる蛋白質
の発現状態を検出することができる。その結果、植物の
生長の活性度合いを判定することができる。
【００４５】特に、ｍＲＮＡからｃＤＮＡの合成および
ポリメラーゼ連鎖反応を共通のプライマーを用いて行う
ことができるので、活性度合いを簡便に測定することが
できる。
ポリメラーゼ連鎖反応を共通のプライマーを用いて行う
ことができるので、活性度合いを簡便に測定することが
できる。
【００４６】増幅確率は、平均的に１種類のｃＤＮＡか
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
ら２種類以下のＤＮＡ断片が増幅される値であることが
好ましく、平均的に１種類のｃＤＮＡから１種類以下の
ＤＮＡ断片が増幅される値であることがより好ましい。
【００４７】増幅するステップにおいて１つの反応溶液
に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。この場
合、ポリメラーゼ連鎖反応法における増幅確率の設定が
容易になる。
に対して複数種類のプライマーを用いてもよい。この場
合、ポリメラーゼ連鎖反応法における増幅確率の設定が
容易になる。
【００４８】第４の発明に係る植物の生育領域の微生物
叢の測定方法は、植物の生育領域の微生物叢を測定する
方法であって、植物の生育領域の土壌を採取するステッ
プと、採取された土壌に懸濁および分散処理を行うステ
ップと、複数種類のプライマーを一度に用いて懸濁およ
び分散処理により得られた微生物叢に含まれる微生物に
対して増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適
用することにより微生物叢に含まれる微生物のＤＮＡか
ら複数のＤＮＡ断片を増幅し、増幅された複数のＤＮＡ
断片の電気泳動像の解析により微生物叢に含まれる微生
物の種類を識別するステップとを含んでもよい。
叢の測定方法は、植物の生育領域の微生物叢を測定する
方法であって、植物の生育領域の土壌を採取するステッ
プと、採取された土壌に懸濁および分散処理を行うステ
ップと、複数種類のプライマーを一度に用いて懸濁およ
び分散処理により得られた微生物叢に含まれる微生物に
対して増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適
用することにより微生物叢に含まれる微生物のＤＮＡか
ら複数のＤＮＡ断片を増幅し、増幅された複数のＤＮＡ
断片の電気泳動像の解析により微生物叢に含まれる微生
物の種類を識別するステップとを含んでもよい。
【００４９】この場合、植物の生育領域の土壌中の微生
物叢の状態を容易に知ることができる。
物叢の状態を容易に知ることができる。
【００５０】第５の発明に係る植物の生育領域の状態の
制御方法は、植物の生育領域の状態を制御する方法であ
って、生育領域の硝化細菌の活性状態を制御することに
より、生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制御する
ものである。
制御方法は、植物の生育領域の状態を制御する方法であ
って、生育領域の硝化細菌の活性状態を制御することに
より、生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制御する
ものである。
【００５１】この場合、生育領域の硝化細菌の活性状態
を制御することにより、生育領域の硝酸塩または亜硝酸
塩の量を制御し、植物の生長の活性度合いを制御するこ
とができる。
を制御することにより、生育領域の硝酸塩または亜硝酸
塩の量を制御し、植物の生長の活性度合いを制御するこ
とができる。
【００５２】生育領域の温度、酸素量または含水率を制
御することにより、生育領域の硝化細菌の活性状態を制
御してもよい。
御することにより、生育領域の硝化細菌の活性状態を制
御してもよい。
【００５３】第６の発明に係る植物育成システムは、植
物の生長の活性度合いを測定する第１の測定手段と、植
物の生育領域の微生物叢を測定する第２の測定手段と、
植物の生長の活性度合いの測定結果および微生物叢の測
定結果に基づいて植物の生育領域の状態を制御する制御
手段とを備えたものである。
物の生長の活性度合いを測定する第１の測定手段と、植
物の生育領域の微生物叢を測定する第２の測定手段と、
植物の生長の活性度合いの測定結果および微生物叢の測
定結果に基づいて植物の生育領域の状態を制御する制御
手段とを備えたものである。
【００５４】本発明に係る植物育成システムにおいて
は、植物の生長の活性度合いが測定されるとともに、植
物の生育領域の微生物叢が測定される。そして、植物の
生長の活性度合いの測定結果および微生物叢の測定結果
に基づいて植物の生育領域の状態が制御される。
は、植物の生長の活性度合いが測定されるとともに、植
物の生育領域の微生物叢が測定される。そして、植物の
生長の活性度合いの測定結果および微生物叢の測定結果
に基づいて植物の生育領域の状態が制御される。
【００５５】それにより、植物の育成領域に植物の育成
に関与する微生物叢を人為的に形成することができる。
その結果、自然に近い状態での植物の生長を行わせるこ
とができる。
に関与する微生物叢を人為的に形成することができる。
その結果、自然に近い状態での植物の生長を行わせるこ
とができる。
【００５６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にお
ける植物育成方法を説明するための模式図である。図１
に示すように、植物は、種子の発芽、花芽の形成、開花
および果実の形成と生長する。
ける植物育成方法を説明するための模式図である。図１
に示すように、植物は、種子の発芽、花芽の形成、開花
および果実の形成と生長する。
【００５７】本実施の形態では、植物の生長の活性度合
いをモニターするとともに、土壌等の微生物叢をモニタ
ーする。
いをモニターするとともに、土壌等の微生物叢をモニタ
ーする。
【００５８】植物の生長の活性度合いのモニターでは、
葉の生長の活性度合いの確認、花の生長の活性度合いの
確認および実の生長の活性度合いの確認を順に行う。
葉の生長の活性度合いの確認、花の生長の活性度合いの
確認および実の生長の活性度合いの確認を順に行う。
【００５９】植物は、葉が生長するときに硝酸塩、亜硝
酸塩等の栄養分を多く必要とする。硝酸塩および亜硝酸
塩の量は、土壌中の硝化細菌の活性により変化する。
酸塩等の栄養分を多く必要とする。硝酸塩および亜硝酸
塩の量は、土壌中の硝化細菌の活性により変化する。
【００６０】特異的な微生物の活性は植物の育成を促進
させる。特に、硝化細菌群は土壌中の有機物（蛋白質
等）から硝酸塩および亜硝酸塩を作ることができる。植
物はこれを吸収し生長する。植物の葉が生長する時期に
は大量の窒素成分が必要となるため、その時期にあわせ
て硝酸塩および亜硝酸塩を作る。根の近傍で生成される
硝酸塩および亜硝酸塩は効率的に根に吸収される。後述
するように、硝化細菌群の活性は、温度、酸素量、ｐＨ
および含水率で制御できる。土壌の全部あるいは一部の
環境を変えることにより、硝化細菌群の活性状態を人為
的に制御し、根の周辺の硝酸塩および亜硝酸塩の量を増
加させる。
させる。特に、硝化細菌群は土壌中の有機物（蛋白質
等）から硝酸塩および亜硝酸塩を作ることができる。植
物はこれを吸収し生長する。植物の葉が生長する時期に
は大量の窒素成分が必要となるため、その時期にあわせ
て硝酸塩および亜硝酸塩を作る。根の近傍で生成される
硝酸塩および亜硝酸塩は効率的に根に吸収される。後述
するように、硝化細菌群の活性は、温度、酸素量、ｐＨ
および含水率で制御できる。土壌の全部あるいは一部の
環境を変えることにより、硝化細菌群の活性状態を人為
的に制御し、根の周辺の硝酸塩および亜硝酸塩の量を増
加させる。
【００６１】植物の生長の活性度合いをモニターするこ
とにより、葉の生長が開始された時期を知ることができ
る。葉の生長が開始されたならば、土壌等の微生物叢を
モニターしつつ、土壌等の温度および通気量を制御する
ことにより、硝化細菌群の種類数および量が増加するよ
うに調節する。この場合、硝化細菌群が活性化するよう
に、硝化細菌群に至適な温度、通気量および含水率への
制御を開始する。
とにより、葉の生長が開始された時期を知ることができ
る。葉の生長が開始されたならば、土壌等の微生物叢を
モニターしつつ、土壌等の温度および通気量を制御する
ことにより、硝化細菌群の種類数および量が増加するよ
うに調節する。この場合、硝化細菌群が活性化するよう
に、硝化細菌群に至適な温度、通気量および含水率への
制御を開始する。
【００６２】続けて、植物の生長の活性度合いをモニタ
ーすることにより、花の生長が開始された時期を知るこ
とができる。花の生長が開始されたならば、土壌等の微
生物叢をモニターしつつ、土壌等の温度および通気量の
制御状態を変更し、硝化細菌群が減少する状態を作り出
す。ここでは、硝化細菌群が不活性化するように、硝化
細菌群の好まない温度、通気量および含水率への制御を
開始する。
ーすることにより、花の生長が開始された時期を知るこ
とができる。花の生長が開始されたならば、土壌等の微
生物叢をモニターしつつ、土壌等の温度および通気量の
制御状態を変更し、硝化細菌群が減少する状態を作り出
す。ここでは、硝化細菌群が不活性化するように、硝化
細菌群の好まない温度、通気量および含水率への制御を
開始する。
【００６３】さらに、植物の生長の活性度合いをモニタ
ーすることにより、実の生長が開始された時期を知るこ
とができる。実の生長が開始されたならば、土壌等の微
生物叢をモニターしつつ、土壌等の温度、通気量および
含水率を制御し、引き続き硝化細菌群が減少する状態を
維持する。
ーすることにより、実の生長が開始された時期を知るこ
とができる。実の生長が開始されたならば、土壌等の微
生物叢をモニターしつつ、土壌等の温度、通気量および
含水率を制御し、引き続き硝化細菌群が減少する状態を
維持する。
【００６４】このようにして、葉が十分に繁った植物を
作ることができ、花や実も適切な状態で生長させること
ができる効果的な植物育成を行うことができる。
作ることができ、花や実も適切な状態で生長させること
ができる効果的な植物育成を行うことができる。
【００６５】植物の生長に関係する微生物群であれば、
硝化細菌群と同様にして容易に制御することができる。
硝化細菌群と同様にして容易に制御することができる。
【００６６】このように、土壌等の微生物叢を制御する
ことにより、植物の育成状態を制御することが可能とな
る。リン酸塩を生成する微生物群やその他の有用な栄養
分を生産する微生物群を用いることも有用である。これ
らは、上記２種類のモニタリングによって効率的に行う
ことができる。
ことにより、植物の育成状態を制御することが可能とな
る。リン酸塩を生成する微生物群やその他の有用な栄養
分を生産する微生物群を用いることも有用である。これ
らは、上記２種類のモニタリングによって効率的に行う
ことができる。
【００６７】（１）植物の生長の活性度合いのモニタリ
ング 植物の活性度合いをＲＮＡの発現状態（量および種類）
により評価することができる。これは２つの方法に大別
することができる。
ング 植物の活性度合いをＲＮＡの発現状態（量および種類）
により評価することができる。これは２つの方法に大別
することができる。
【００６８】１つの方法は、生長に関わる特異的な遺伝
子の定量的検出を行う方法である。生長に関わる特異的
な遺伝子とは、例えば、葉の生長に関わる遺伝子、花の
生長に関わる遺伝子および実の生長に関わる遺伝子であ
る。
子の定量的検出を行う方法である。生長に関わる特異的
な遺伝子とは、例えば、葉の生長に関わる遺伝子、花の
生長に関わる遺伝子および実の生長に関わる遺伝子であ
る。
【００６９】もう１つの方法は、植物全体のＲＮＡを測
定する方法であり、ＳＳＣ−ＰＣＲ法をＲＮＡに改良し
た方法である。ＳＳＣ−ＰＣＲ法（Single Strain Coun
tingPolymerase Chain Reaction法)では、ディファレン
シャルディスプレー法（differential display法；P. L
iang, A. B. Pardee, Science, 257, 967 (1992)）と異
なり、平均的に１種類のＲＮＡから得られるＤＮＡ断片
の種類数を多くとも１個程度にするように、増幅確率を
適切に制限する（特開2000-270867号公報）。そのた
め、電気泳動像のバンドとＲＮＡとの対応が可能とな
る。これによって、より実態に近いＲＮＡの発現状態を
観測できる。ＳＳＣ−ＰＣＲ法によりｍＲＮＡを識別す
る方法については後述する。
定する方法であり、ＳＳＣ−ＰＣＲ法をＲＮＡに改良し
た方法である。ＳＳＣ−ＰＣＲ法（Single Strain Coun
tingPolymerase Chain Reaction法)では、ディファレン
シャルディスプレー法（differential display法；P. L
iang, A. B. Pardee, Science, 257, 967 (1992)）と異
なり、平均的に１種類のＲＮＡから得られるＤＮＡ断片
の種類数を多くとも１個程度にするように、増幅確率を
適切に制限する（特開2000-270867号公報）。そのた
め、電気泳動像のバンドとＲＮＡとの対応が可能とな
る。これによって、より実態に近いＲＮＡの発現状態を
観測できる。ＳＳＣ−ＰＣＲ法によりｍＲＮＡを識別す
る方法については後述する。
【００７０】図２は植物の生長の活性度合いのモニタリ
ング方法を示す模式図である。植物の生長の活性度合い
をｍＲＮＡの発現状態で測定する。その方法としては、
以下の４つの方法を適宜選択することができる。
ング方法を示す模式図である。植物の生長の活性度合い
をｍＲＮＡの発現状態で測定する。その方法としては、
以下の４つの方法を適宜選択することができる。
【００７１】（ａ）増幅確率を制限したＰＣＲ法による
ｃＤＮＡプールの増幅 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。逆転写酵素であるオリゴｄＴプライ
マーを用いて一般的な方法で複数種類のｃＤＮＡを合成
し、複数種類のｃＤＮＡを含むｃＤＮＡプールを調整す
る（ステップＳ２）。そして、増幅確率を制限したＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法により任意に選択された複数種類のプライ
マーを用いてｃＤＮＡプールのＰＣＲ増幅を行う（ステ
ップＳ３）。この場合、調製したｃＤＮＡプールを鋳型
として用いて、１種類のｃＤＮＡから多くとも１種類の
ＤＮＡ断片が増幅できる増幅確率となるようにＰＣＲ条
件を設定する（特開2000-270867号参照）。最後に、Ｓ
ＳＣ−ＰＣＲ法により増幅された複数のＤＮＡ断片の電
気泳動像のバンドを解析する（ステップＳ８）。バンド
とｍＲＮＡとを対応づけることにより、植物１００の発
現状態を観測することができる。
ｃＤＮＡプールの増幅 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。逆転写酵素であるオリゴｄＴプライ
マーを用いて一般的な方法で複数種類のｃＤＮＡを合成
し、複数種類のｃＤＮＡを含むｃＤＮＡプールを調整す
る（ステップＳ２）。そして、増幅確率を制限したＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法により任意に選択された複数種類のプライ
マーを用いてｃＤＮＡプールのＰＣＲ増幅を行う（ステ
ップＳ３）。この場合、調製したｃＤＮＡプールを鋳型
として用いて、１種類のｃＤＮＡから多くとも１種類の
ＤＮＡ断片が増幅できる増幅確率となるようにＰＣＲ条
件を設定する（特開2000-270867号参照）。最後に、Ｓ
ＳＣ−ＰＣＲ法により増幅された複数のＤＮＡ断片の電
気泳動像のバンドを解析する（ステップＳ８）。バンド
とｍＲＮＡとを対応づけることにより、植物１００の発
現状態を観測することができる。
【００７２】従来のディファレンシャルディスプレー法
では、１回の増幅で多くの種類のＤＮＡ断片を得るため
のＰＣＲ条件が用いられている。しかし、多くのＤＮＡ
断片を増幅すると電気泳動像が複雑になり、バンドに対
応するｍＲＮＡを見出すのが困難になる。
では、１回の増幅で多くの種類のＤＮＡ断片を得るため
のＰＣＲ条件が用いられている。しかし、多くのＤＮＡ
断片を増幅すると電気泳動像が複雑になり、バンドに対
応するｍＲＮＡを見出すのが困難になる。
【００７３】本例のように、ｍＲＮＡから多くとも１種
類のＤＮＡ断片が増幅できるように条件を設定すると、
電気泳動像で得られるバンドは、それぞれ異なるｍＲＮ
Ａに対応する。そのため、バンドの解析が容易となる。
さらに、バンドは単一成分から形成されることが多いた
め、切出してクローニングすることが容易であり、切出
したバンドの塩基配列情報から何の蛋白質に対応するか
を推測することが可能となる。
類のＤＮＡ断片が増幅できるように条件を設定すると、
電気泳動像で得られるバンドは、それぞれ異なるｍＲＮ
Ａに対応する。そのため、バンドの解析が容易となる。
さらに、バンドは単一成分から形成されることが多いた
め、切出してクローニングすることが容易であり、切出
したバンドの塩基配列情報から何の蛋白質に対応するか
を推測することが可能となる。
【００７４】また、ＳＳＣ−ＰＣＲ法では、ディファレ
ンシャルディスプレー法よりも反応の特異性が高いこと
から、増幅の再現性が高く、キメラ等の予期しないＰＣ
Ｒ断片の増幅を極力制限することができる。
ンシャルディスプレー法よりも反応の特異性が高いこと
から、増幅の再現性が高く、キメラ等の予期しないＰＣ
Ｒ断片の増幅を極力制限することができる。
【００７５】増幅の確率を制限する方法としては、１種
類のプライマーを用いて、マグネシウム濃度およびアニ
ーリング温度の調整により行ってもよいが、１つのＰＣ
Ｒ反応溶液に２種類以上のプライマーを共存させること
が好ましい。ｃＤＮＡプールを増幅した結果、最終的に
電気泳動像で観察されるバンド数が１〜１００本、望ま
しくは１〜２５本現れるように増幅確率を制限する。
類のプライマーを用いて、マグネシウム濃度およびアニ
ーリング温度の調整により行ってもよいが、１つのＰＣ
Ｒ反応溶液に２種類以上のプライマーを共存させること
が好ましい。ｃＤＮＡプールを増幅した結果、最終的に
電気泳動像で観察されるバンド数が１〜１００本、望ま
しくは１〜２５本現れるように増幅確率を制限する。
【００７６】（ｂ）増幅確率を制限したＰＣＲ法による
ｍＲＮＡの直接増幅 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。次に、オリゴｄＴプライマーを用い
て逆転写を行なうのではなく、ＳＳＣ−ＰＣＲ法により
任意に選択された複数種類のプライマーを用いて複数種
類のｃＤＮＡの合成およびそれに続く増幅確率を制限し
たＰＣＲ増幅を行う（ステップＳ４）。この場合、１種
類のｍＲＮＡから多くとも１種類のＤＮＡ断片が増幅で
きるＰＣＲ用プライマーによりｃＤＮＡ鎖を合成し、引
き続きＰＣＲ反応を行う。これにより、ｃＤＮＡプール
調製のステップが不要となる。
ｍＲＮＡの直接増幅 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。次に、オリゴｄＴプライマーを用い
て逆転写を行なうのではなく、ＳＳＣ−ＰＣＲ法により
任意に選択された複数種類のプライマーを用いて複数種
類のｃＤＮＡの合成およびそれに続く増幅確率を制限し
たＰＣＲ増幅を行う（ステップＳ４）。この場合、１種
類のｍＲＮＡから多くとも１種類のＤＮＡ断片が増幅で
きるＰＣＲ用プライマーによりｃＤＮＡ鎖を合成し、引
き続きＰＣＲ反応を行う。これにより、ｃＤＮＡプール
調製のステップが不要となる。
【００７７】最後に、ＳＳＣ−ＰＣＲ法により増幅され
た複数のＤＮＡ断片の電気泳動像のバンドを解析する
（ステップＳ８）。バンドとｍＲＮＡとを対応づけるこ
とにより、植物１００の発現状態を観測することができ
る。
た複数のＤＮＡ断片の電気泳動像のバンドを解析する
（ステップＳ８）。バンドとｍＲＮＡとを対応づけるこ
とにより、植物１００の発現状態を観測することができ
る。
【００７８】増幅確率を制限する方法としては、１種類
のプライマーを用いて、マグネシウム濃度およびアニー
リング温度の調整により行ってもよいが、１つのＰＣＲ
反応溶液に２種類以上のプライマーを共存させることが
好ましい。ｍＲＮＡを増幅した結果、最終的に電気泳動
像で観察されるバンド数が１〜１００本、好ましくは１
〜２５本現れるように増幅確率を制限する。
のプライマーを用いて、マグネシウム濃度およびアニー
リング温度の調整により行ってもよいが、１つのＰＣＲ
反応溶液に２種類以上のプライマーを共存させることが
好ましい。ｍＲＮＡを増幅した結果、最終的に電気泳動
像で観察されるバンド数が１〜１００本、好ましくは１
〜２５本現れるように増幅確率を制限する。
【００７９】（ｃ）特異的プライマー対を用いた１種類
以上の蛋白質の発現検出 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。逆転写酵素であるオリゴｄＴプライ
マーを用いて一般的な方法で複数種類のｃＤＮＡを合成
し、複数種類のｃＤＮＡを含むｃＤＮＡプールを調整す
る（ステップＳ５）。次に、一般的な方法により調製し
たｃＤＮＡプールを鋳型として、所定の塩基配列を有す
るプライマー対（以下、特異的プライマー対と呼ぶ）を
用いて通常のＰＣＲ法により植物１００の生長に関わる
１種類以上の蛋白質の発現状態を検出する（ステップＳ
６）。ここでは、蛋白質の元となる１種類以上のｃＤＮ
Ａを特異的プライマー対を用いて検出する。
以上の蛋白質の発現検出 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。逆転写酵素であるオリゴｄＴプライ
マーを用いて一般的な方法で複数種類のｃＤＮＡを合成
し、複数種類のｃＤＮＡを含むｃＤＮＡプールを調整す
る（ステップＳ５）。次に、一般的な方法により調製し
たｃＤＮＡプールを鋳型として、所定の塩基配列を有す
るプライマー対（以下、特異的プライマー対と呼ぶ）を
用いて通常のＰＣＲ法により植物１００の生長に関わる
１種類以上の蛋白質の発現状態を検出する（ステップＳ
６）。ここでは、蛋白質の元となる１種類以上のｃＤＮ
Ａを特異的プライマー対を用いて検出する。
【００８０】最後に、ＰＣＲ法により増幅された複数の
ＤＮＡ断片の電気泳動像のバンドを解析する（ステップ
Ｓ８）。バンドとｍＲＮＡとを対応づけることにより、
植物１００の生長に関わる１種類以上の蛋白質の発現状
態を観測することができる。
ＤＮＡ断片の電気泳動像のバンドを解析する（ステップ
Ｓ８）。バンドとｍＲＮＡとを対応づけることにより、
植物１００の生長に関わる１種類以上の蛋白質の発現状
態を観測することができる。
【００８１】この場合、定量的ＰＣＲ法を用いて定量分
析することによりさらに詳しい生長の度合いを調べるこ
とができる。調べる蛋白質の数は１種類以上とし、調べ
る蛋白質の種類が多いほど、平均的な活性度合いを調べ
ることができる。また、葉の生長状態、花の生長状態ま
たは実の生長状態という組織特異的な活性度、あるい
は、ライフサイクル特異的な活性度を検出することがで
きる。
析することによりさらに詳しい生長の度合いを調べるこ
とができる。調べる蛋白質の数は１種類以上とし、調べ
る蛋白質の種類が多いほど、平均的な活性度合いを調べ
ることができる。また、葉の生長状態、花の生長状態ま
たは実の生長状態という組織特異的な活性度、あるい
は、ライフサイクル特異的な活性度を検出することがで
きる。
【００８２】（ｄ）ＤＮＡチップによるｍＲＮＡの発現
パターンの検出 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。次に、ＤＮＡチップを用いて複数種
類のｍＲＮＡの発現パターンを検出する（ステップＳ
７）。種々のライフサイクルで発現する複数種類のｃＤ
ＮＡを配列したＤＮＡチップを用いて活性状態を簡便に
測定することがきる。
パターンの検出 まず、植物１００から複数種類のｍＲＮＡを抽出する
（ステップＳ１）。次に、ＤＮＡチップを用いて複数種
類のｍＲＮＡの発現パターンを検出する（ステップＳ
７）。種々のライフサイクルで発現する複数種類のｃＤ
ＮＡを配列したＤＮＡチップを用いて活性状態を簡便に
測定することがきる。
【００８３】この場合、抽出した複数種類のｍＲＮＡを
直接ＲＮＡ−ＤＮＡハイブリダイゼーション法により検
出してもよい。あるいは、ステップＳ５においてｃＤＮ
Ａプールを調整し、ｃＤＮＡプールの複数種類のｃＤＮ
Ａを変性処理後、ＤＮＡ−ＤＮＡハイブリダイゼーショ
ン法によりｃＤＮＡを検出することにより複数種類のｍ
ＲＮＡの発現パターンを検出してもよい。
直接ＲＮＡ−ＤＮＡハイブリダイゼーション法により検
出してもよい。あるいは、ステップＳ５においてｃＤＮ
Ａプールを調整し、ｃＤＮＡプールの複数種類のｃＤＮ
Ａを変性処理後、ＤＮＡ−ＤＮＡハイブリダイゼーショ
ン法によりｃＤＮＡを検出することにより複数種類のｍ
ＲＮＡの発現パターンを検出してもよい。
【００８４】（２）土壌等の領域の微生物叢のモニタリ
ング 図３は土壌等の微生物叢のモニタリング方法を示す模式
図である。土壌等の微生物叢のモニタリングでは、以下
の方法の中から適切な１または複数の方法を選択する。
ング 図３は土壌等の微生物叢のモニタリング方法を示す模式
図である。土壌等の微生物叢のモニタリングでは、以下
の方法の中から適切な１または複数の方法を選択する。
【００８５】（Ａ）培養法 まず、土壌等２００を生理食塩水等で懸濁し、適切な分
散処理を行う（ステップＳ１１）。その後、一般的な細
菌用培地等で調製した寒天プレート上に塗布し、適切な
温度で適切な期間、培養する。培養後、寒天プレート上
に形成されるコロニーを採取し、生化学検査等を行い、
土壌等２００に含まれている微生物の種類および存在数
を調べる（ステップＳ１２）。
散処理を行う（ステップＳ１１）。その後、一般的な細
菌用培地等で調製した寒天プレート上に塗布し、適切な
温度で適切な期間、培養する。培養後、寒天プレート上
に形成されるコロニーを採取し、生化学検査等を行い、
土壌等２００に含まれている微生物の種類および存在数
を調べる（ステップＳ１２）。
【００８６】（Ｂ）ＳＳＣ−ＰＣＲ法 ここで、ＳＳＣ−ＰＣＲ法は、特開平11-276176号公報
および特開平11-3419893号公報に記載されており、微生
物のＤＮＡから増幅されるＤＮＡ断片の種類数を制限
し、電気泳動像上に１本程度のＤＮＡ断片が得られる条
件で任意に選択された複数種類のプライマーを用いて微
生物をＰＣＲ増幅する方法である。
および特開平11-3419893号公報に記載されており、微生
物のＤＮＡから増幅されるＤＮＡ断片の種類数を制限
し、電気泳動像上に１本程度のＤＮＡ断片が得られる条
件で任意に選択された複数種類のプライマーを用いて微
生物をＰＣＲ増幅する方法である。
【００８７】まず、土壌等２００を生理食塩水等に懸濁
し、適切な分散処理を行う（ステップＳ１１）。その
後、複数種類の微生物のＤＮＡを鋳型として用いてＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法によりＰＣＲ増幅を行なう。得られたＰＣ
Ｒ産物を電気泳動パターンにより解析する（ステップＳ
１３）。
し、適切な分散処理を行う（ステップＳ１１）。その
後、複数種類の微生物のＤＮＡを鋳型として用いてＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法によりＰＣＲ増幅を行なう。得られたＰＣ
Ｒ産物を電気泳動パターンにより解析する（ステップＳ
１３）。
【００８８】土壌等２００の状態の経時変化を調べるこ
とにより、増減する微生物についての情報を見出す。ま
た、微生物ごとのＳＳＣ−ＰＣＲ法で調べた電気泳動パ
ターンを保存したデータベースと照合することにより、
土壌等２００に含まれる微生物の種類を推定する。
とにより、増減する微生物についての情報を見出す。ま
た、微生物ごとのＳＳＣ−ＰＣＲ法で調べた電気泳動パ
ターンを保存したデータベースと照合することにより、
土壌等２００に含まれる微生物の種類を推定する。
【００８９】（Ｃ）ｒＤＮＡ領域のＰＣＲ増幅・解析 まず、土壌等２００を生理食塩水等に懸濁し、適切な分
散処理を行う（ステップＳ１１）。その後、ｒＤＮＡ領
域のＰＣＲ増幅および解析を行う（ステップＳ１４）。
散処理を行う（ステップＳ１１）。その後、ｒＤＮＡ領
域のＰＣＲ増幅および解析を行う（ステップＳ１４）。
【００９０】ここで、ｒＤＮＡ領域は、細菌など同じ種
類の微生物であれば同じプライマー対で増幅できるた
め、微生物の分類などに用いられている。
類の微生物であれば同じプライマー対で増幅できるた
め、微生物の分類などに用いられている。
【００９１】細菌では、１６ＳｒＲＮＡの遺伝情報が書
き込まれたＤＮＡ領域（以降、１６ＳｒＤＮＡと呼ぶ）
の塩基配列が細菌の種類を識別するために用いられてい
る（梅崎良則ら、セグメント細菌の定着と腸粘膜諸形質
の活性化、腸内フローラと腸内増殖、光岡知足編、学会
出版センター、pp. 43-63 (1997)など参照）。
き込まれたＤＮＡ領域（以降、１６ＳｒＤＮＡと呼ぶ）
の塩基配列が細菌の種類を識別するために用いられてい
る（梅崎良則ら、セグメント細菌の定着と腸粘膜諸形質
の活性化、腸内フローラと腸内増殖、光岡知足編、学会
出版センター、pp. 43-63 (1997)など参照）。
【００９２】また、１６ＳｒＤＮＡ領域の硝化細菌に特
有の塩基配列を利用して、硝化細菌のみを見出す方法を
利用してもよい（G. A. Kowalchuk, Z. S. Naoumenko,
P. J. L. Derikx, A. Felske, J. R. Stephen, I. A. A
rkhipchenko, "Molecular analysis of ammonia-oxidiz
ing bacteria of the ( subdivision of the class Pro
teobacteria in compost and composted materials", A
pplied and Environment Microbiology, Vol. 65, No.
2, 396-403 (1999)参照）。
有の塩基配列を利用して、硝化細菌のみを見出す方法を
利用してもよい（G. A. Kowalchuk, Z. S. Naoumenko,
P. J. L. Derikx, A. Felske, J. R. Stephen, I. A. A
rkhipchenko, "Molecular analysis of ammonia-oxidiz
ing bacteria of the ( subdivision of the class Pro
teobacteria in compost and composted materials", A
pplied and Environment Microbiology, Vol. 65, No.
2, 396-403 (1999)参照）。
【００９３】（Ｄ）簡易測定法 調べたい微生物が予めわかっている場合には、上記
（Ｂ），（Ｃ）の方法を簡便化した３つの簡易測定法の
いずれかを用いてもよい（ステップＳ１５）。
（Ｂ），（Ｃ）の方法を簡便化した３つの簡易測定法の
いずれかを用いてもよい（ステップＳ１５）。
【００９４】第１の方法は、予めステップＳ１３のＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法またはステップＳ１４のＰＣＲ法によって
増幅したＤＮＡ断片の塩基配列からプライマー対を設計
しておく。土壌等を生理食塩水等に懸濁し、適切な分散
処理を行なった後（ステップＳ１１）、微生物のＤＮＡ
を鋳型として用いて、設計したプライマー対によりＰＣ
Ｒ増幅を行なう。これにより、簡易に微生物の存在を知
ることができる。さらに、定量的ＰＣＲ法（中山広樹
著、定量的ＰＣＲ、バイオ実験イラストレイテッド、秀
潤社、東京、pp. 141-151 (1996)）を用い、所望の微生
物の存在量を調べることが有効である。
Ｃ−ＰＣＲ法またはステップＳ１４のＰＣＲ法によって
増幅したＤＮＡ断片の塩基配列からプライマー対を設計
しておく。土壌等を生理食塩水等に懸濁し、適切な分散
処理を行なった後（ステップＳ１１）、微生物のＤＮＡ
を鋳型として用いて、設計したプライマー対によりＰＣ
Ｒ増幅を行なう。これにより、簡易に微生物の存在を知
ることができる。さらに、定量的ＰＣＲ法（中山広樹
著、定量的ＰＣＲ、バイオ実験イラストレイテッド、秀
潤社、東京、pp. 141-151 (1996)）を用い、所望の微生
物の存在量を調べることが有効である。
【００９５】第２の方法は、予めステップＳ１３のＳＳ
Ｃ−ＰＣＲ法またはステップＳ１４のＰＣＲ法によって
増幅したＤＮＡ断片、あるいは、それと同一の塩基配列
を有するＤＮＡ断片をプローブとして用い、ＤＮＡ−Ｄ
ＮＡハイブリダイゼーション法、あるいは、ＤＮＡ−Ｒ
ＮＡハイブリダイゼーション法により微生物を検出する
方法である。
Ｃ−ＰＣＲ法またはステップＳ１４のＰＣＲ法によって
増幅したＤＮＡ断片、あるいは、それと同一の塩基配列
を有するＤＮＡ断片をプローブとして用い、ＤＮＡ−Ｄ
ＮＡハイブリダイゼーション法、あるいは、ＤＮＡ−Ｒ
ＮＡハイブリダイゼーション法により微生物を検出する
方法である。
【００９６】特に、調べたい微生物全てについて、ＰＣ
Ｒ法によって増幅したＤＮＡ断片、あるいは、それと同
一の塩基配列を有するＤＮＡ断片を基板上に配列させた
ＤＮＡチップを用いることにより一度に多くの微生物の
存在を検出する方法が有効である（特願平11-330924
号）。土壌等を生理食塩水等に懸濁し、適切な分散処理
を行なった後、微生物のＤＮＡを鋳型にしてＰＣＲ増幅
した産物を含む溶液、あるいは、土壌等を生理食塩水等
に懸濁し、適切な分散処理を行なった後（ステップＳ１
１）、微生物から抽出したＲＮＡを含む溶液を、ＤＮＡ
チップに接触させることにより土壌等に含まれる微生物
を複数同時に検出する。
Ｒ法によって増幅したＤＮＡ断片、あるいは、それと同
一の塩基配列を有するＤＮＡ断片を基板上に配列させた
ＤＮＡチップを用いることにより一度に多くの微生物の
存在を検出する方法が有効である（特願平11-330924
号）。土壌等を生理食塩水等に懸濁し、適切な分散処理
を行なった後、微生物のＤＮＡを鋳型にしてＰＣＲ増幅
した産物を含む溶液、あるいは、土壌等を生理食塩水等
に懸濁し、適切な分散処理を行なった後（ステップＳ１
１）、微生物から抽出したＲＮＡを含む溶液を、ＤＮＡ
チップに接触させることにより土壌等に含まれる微生物
を複数同時に検出する。
【００９７】第３の方法は、ＦＩＳＨ（Florescence In
Situ Hybridization）法による微生物像の測定であ
る。このＦＩＳＨ法では、ＰＣＲ法によって増幅したＤ
ＮＡ断片、あるいは、それと同一の塩基配列を有するＤ
ＮＡ断片をプローブとして用い、ＤＮＡ−ＤＮＡハイブ
リダイゼーション法、あるいは、ＤＮＡ−ＲＮＡハイブ
リダイゼーション法により、in situハイブリダイゼー
ションを行ない、顕微鏡下で微生物像を観察する方法で
ある（Amann, R, W. Ludwig, K. H. Schleifer,Phyloge
netic identification and in situ detection of indi
vidual microbial cells without cultivation, Microb
iol. Rev., 59, 143-169 (1995)参照）。
Situ Hybridization）法による微生物像の測定であ
る。このＦＩＳＨ法では、ＰＣＲ法によって増幅したＤ
ＮＡ断片、あるいは、それと同一の塩基配列を有するＤ
ＮＡ断片をプローブとして用い、ＤＮＡ−ＤＮＡハイブ
リダイゼーション法、あるいは、ＤＮＡ−ＲＮＡハイブ
リダイゼーション法により、in situハイブリダイゼー
ションを行ない、顕微鏡下で微生物像を観察する方法で
ある（Amann, R, W. Ludwig, K. H. Schleifer,Phyloge
netic identification and in situ detection of indi
vidual microbial cells without cultivation, Microb
iol. Rev., 59, 143-169 (1995)参照）。
【００９８】土壌そのもの、あるいは、土壌等を生理食
塩水等に懸濁し、適切な分散処理を行なった後（ステッ
プＳ１１）、その懸濁液を用い、in situハイブリダイ
ゼーションの処理を行い、顕微鏡下で微生物の像を蛍光
観察する。
塩水等に懸濁し、適切な分散処理を行なった後（ステッ
プＳ１１）、その懸濁液を用い、in situハイブリダイ
ゼーションの処理を行い、顕微鏡下で微生物の像を蛍光
観察する。
【００９９】（３）土壌中の硝酸塩および亜硝酸塩の蓄
積状態の制御方法 図４は土壌中の硝酸塩および亜硝酸塩の蓄積状態の制御
方法を示す模式図である。また、表１に硝酸塩および亜
硝酸塩の増加および減少の要因を示す。
積状態の制御方法 図４は土壌中の硝酸塩および亜硝酸塩の蓄積状態の制御
方法を示す模式図である。また、表１に硝酸塩および亜
硝酸塩の増加および減少の要因を示す。
【０１００】
【表１】
【０１０１】土壌等における硝酸塩および亜硝酸塩の量
は大半が蛋白質である生物体窒素からアンモニアを経て
生成される。硝酸塩および亜硝酸塩の量は以下の要因で
変化する。
は大半が蛋白質である生物体窒素からアンモニアを経て
生成される。硝酸塩および亜硝酸塩の量は以下の要因で
変化する。
【０１０２】図４および表１に示すように、硝化細菌の
活性化、アンモニア量の増加、硝酸塩および亜硝酸塩の
流出量の減少および脱窒菌の不活性化により、硝酸塩お
よび亜硝酸塩の量が増加する。また、硝化細菌の不活性
化、アンモニア量の減少、硝酸塩および亜硝酸塩の流出
量の増加および脱窒菌の活性化により、硝酸塩および亜
硝酸塩の量が減少する。
活性化、アンモニア量の増加、硝酸塩および亜硝酸塩の
流出量の減少および脱窒菌の不活性化により、硝酸塩お
よび亜硝酸塩の量が増加する。また、硝化細菌の不活性
化、アンモニア量の減少、硝酸塩および亜硝酸塩の流出
量の増加および脱窒菌の活性化により、硝酸塩および亜
硝酸塩の量が減少する。
【０１０３】硝化細菌の活性は、温度に影響を受け、土
壌中の硝酸イオン、亜硝酸イオンの量が変化する。図５
は温度と硝酸イオンおよび亜硝酸イオンとの関係を示す
図である。図５に示すように、硝酸イオンおよび亜硝酸
イオンの量は、温度により変化する。
壌中の硝酸イオン、亜硝酸イオンの量が変化する。図５
は温度と硝酸イオンおよび亜硝酸イオンとの関係を示す
図である。図５に示すように、硝酸イオンおよび亜硝酸
イオンの量は、温度により変化する。
【０１０４】硝化細菌の活性は、温度以外にも、土壌中
のｐＨ、空気量、含水率、栄養分の量、硝化細菌以外の
微生物により影響を受ける。
のｐＨ、空気量、含水率、栄養分の量、硝化細菌以外の
微生物により影響を受ける。
【０１０５】これらのパラメータを用いて、植物が硝酸
塩および亜硝酸塩を必要とする時期に、硝化細菌が最も
活性となる温度および空気量へ調節し、土壌の硝酸塩お
よび亜硝酸塩の量を増加させる。逆に、硝酸塩および亜
硝酸塩の不要な時期にこれらのパラメータを至的な条件
から外すことにより硝酸塩および亜硝酸塩の量を減少さ
せる。急速に亜硝酸塩および硝酸塩の量を減少させるた
めに、水に溶けやすい硝酸塩および亜硝酸塩を水で洗浄
することが可能であり、土壌への通気量の増加により原
料となるアンモニアを気散させることも有効である。
塩および亜硝酸塩を必要とする時期に、硝化細菌が最も
活性となる温度および空気量へ調節し、土壌の硝酸塩お
よび亜硝酸塩の量を増加させる。逆に、硝酸塩および亜
硝酸塩の不要な時期にこれらのパラメータを至的な条件
から外すことにより硝酸塩および亜硝酸塩の量を減少さ
せる。急速に亜硝酸塩および硝酸塩の量を減少させるた
めに、水に溶けやすい硝酸塩および亜硝酸塩を水で洗浄
することが可能であり、土壌への通気量の増加により原
料となるアンモニアを気散させることも有効である。
【０１０６】なお、硝化細菌は、Nitrosomonas属、Nitr
osococus属、Nitrosopire属、Nitrosolobus属、Nitroba
cter属に分類される細菌である。
osococus属、Nitrosopire属、Nitrosolobus属、Nitroba
cter属に分類される細菌である。
【０１０７】図６は本発明の植物育成システムの一例で
ある植物工場の構成を示す模式図である。
ある植物工場の構成を示す模式図である。
【０１０８】図６の植物工場１０においては、微生物叢
の制御による効果的植物育成を行なうことができる。
の制御による効果的植物育成を行なうことができる。
【０１０９】図６の植物工場１０において、ハウジング
（植物育成室）２内に照明器具３および空調機４が設け
られている。また、ハウジング２内の土壌５中にヒータ
６が埋め込まれ、土壌５中に空気を送るエアポンプ７が
設けられている。
（植物育成室）２内に照明器具３および空調機４が設け
られている。また、ハウジング２内の土壌５中にヒータ
６が埋め込まれ、土壌５中に空気を送るエアポンプ７が
設けられている。
【０１１０】さらに、ハウジング２内には、温度・湿度
計１１、照度計１２、ＣＯ2濃度計１３が設けられてい
る。また、ハウジング２内の土壌５中に含水率計１４、
温度計１５、ｐＨ計１６、酸素量測定器１７および酸化
還元電位計１８が埋め込まれている。
計１１、照度計１２、ＣＯ2濃度計１３が設けられてい
る。また、ハウジング２内の土壌５中に含水率計１４、
温度計１５、ｐＨ計１６、酸素量測定器１７および酸化
還元電位計１８が埋め込まれている。
【０１１１】また、植物生長の活性度合いモニター装置
２０および微生物叢モニター装置３０が設けられてい
る。植物生長の活性度合いモニター装置２０は、上記の
植物生長の活性度合いのモニタリングを自動的に実行す
る。微生物叢モニター装置３０は、上記の土壌等の微生
物叢のモニタリングを自動的に実行する。
２０および微生物叢モニター装置３０が設けられてい
る。植物生長の活性度合いモニター装置２０は、上記の
植物生長の活性度合いのモニタリングを自動的に実行す
る。微生物叢モニター装置３０は、上記の土壌等の微生
物叢のモニタリングを自動的に実行する。
【０１１２】空調・照明制御装置４０は、温度・湿度計
１１により測定された温度および湿度、照度計１２によ
り測定された照度、ＣＯ2濃度計１３により測定された
ＣＯ2濃度に基づいて照明器具３および空調機４を制御
する。また、土壌環境制御装置５０は、含水率計１４に
より測定された含水率、温度計１５により測定された温
度、ｐＨ計１６により測定されたｐＨ、酸素量測定器１
７により測定された酸素量、および酸化還元電位計１８
により測定された酸化還元電位に基づいて、ヒータ６に
よる温度およびエアポンプ７による通気量を制御する。
１１により測定された温度および湿度、照度計１２によ
り測定された照度、ＣＯ2濃度計１３により測定された
ＣＯ2濃度に基づいて照明器具３および空調機４を制御
する。また、土壌環境制御装置５０は、含水率計１４に
より測定された含水率、温度計１５により測定された温
度、ｐＨ計１６により測定されたｐＨ、酸素量測定器１
７により測定された酸素量、および酸化還元電位計１８
により測定された酸化還元電位に基づいて、ヒータ６に
よる温度およびエアポンプ７による通気量を制御する。
【０１１３】植物育成システム制御系６０は、植物生長
の活性度合いモニター装置２０および微生物叢モニター
装置３０の出力に基づいて、空調・照明制御装置４０お
よび土壌環境制御装置５０を全体的に制御する。この植
物育成システム制御系６０を遠隔制御装置７０を用いて
遠隔制御してもよい。
の活性度合いモニター装置２０および微生物叢モニター
装置３０の出力に基づいて、空調・照明制御装置４０お
よび土壌環境制御装置５０を全体的に制御する。この植
物育成システム制御系６０を遠隔制御装置７０を用いて
遠隔制御してもよい。
【０１１４】図６の植物工場１０では、植物の生長の活
性度合いを調べながら、適切に土壌環境を制御すること
により微生物叢を制御することができる。
性度合いを調べながら、適切に土壌環境を制御すること
により微生物叢を制御することができる。
【０１１５】一例として、食用の果実を育成する場合の
制御方法を示す。植物生長の活性度合いモニター装置２
０が葉の生長の活性が高いことを知らせているときに
は、土壌環境制御装置５０により土壌環境を硝化細菌が
活性化される条件に設定する。そして、土壌中の硝化細
菌が活性になることを微生物叢モニター装置３０により
確認する。植物生長の活性度合いモニター装置２０が開
花形成の活性が高まったことを知らせると、土壌環境制
御装置５０により土壌環境を硝化細菌が不活性化される
条件に変更する。そして、土壌中の硝化細菌が不活性に
なることを、微生物叢モニター装置３０により確認す
る。これにより、果実が育つ時期に窒素源過多による果
実の生長不良を抑制し、有機栽培特有の味のある果実を
得ることができる。
制御方法を示す。植物生長の活性度合いモニター装置２
０が葉の生長の活性が高いことを知らせているときに
は、土壌環境制御装置５０により土壌環境を硝化細菌が
活性化される条件に設定する。そして、土壌中の硝化細
菌が活性になることを微生物叢モニター装置３０により
確認する。植物生長の活性度合いモニター装置２０が開
花形成の活性が高まったことを知らせると、土壌環境制
御装置５０により土壌環境を硝化細菌が不活性化される
条件に変更する。そして、土壌中の硝化細菌が不活性に
なることを、微生物叢モニター装置３０により確認す
る。これにより、果実が育つ時期に窒素源過多による果
実の生長不良を抑制し、有機栽培特有の味のある果実を
得ることができる。
【０１１６】以上のように、本実施の形態の植物育成方
法および植物育成システムによれば、植物工場における
植物の育成をより効率的に行うことが可能になる。葉を
食用とするほうれん草等や種子を食用とする豆類など
は、肥料を与えるべき時期が異なるが、微生物叢を制御
することにより目的に合った植物育成が容易になる。
法および植物育成システムによれば、植物工場における
植物の育成をより効率的に行うことが可能になる。葉を
食用とするほうれん草等や種子を食用とする豆類など
は、肥料を与えるべき時期が異なるが、微生物叢を制御
することにより目的に合った植物育成が容易になる。
【０１１７】また、近年、大量の化学肥料を施肥するこ
とによる硝酸性窒素の地下水汚染が問題となっており、
本実施の形態の植物育成方法および植物育成システムに
おいては、必要な量の硝酸塩および亜硝酸塩を適宜生産
することができ、汚染を低減することができる。また、
微生物の分解力を利用するため、堆肥を有効利用するこ
とが可能になる。
とによる硝酸性窒素の地下水汚染が問題となっており、
本実施の形態の植物育成方法および植物育成システムに
おいては、必要な量の硝酸塩および亜硝酸塩を適宜生産
することができ、汚染を低減することができる。また、
微生物の分解力を利用するため、堆肥を有効利用するこ
とが可能になる。
【０１１８】（４）ＳＳＣ−ＰＣＲ法 ここで、ＳＳＣ−ＰＣＲ法によりｍＲＮＡの発現状態を
検出する方法を説明する。
検出する方法を説明する。
【０１１９】１．ｍＲＮＡの調製 植物の細胞または組織からのｍＲＮＡの調製は、特に限
定はなく周知の方法で行うことができる。例えば、ｍＲ
ＮＡの調製方法は、Current Protocols in Molecular B
iology,4.0.3-4.5.3に記載されている。また、簡便に
は、市販のキット例えば、ＱＩＡＧＥＮ製ＲＮｅａｓｙ
Ｔｏｔａｌ ＲＮＡ Ｓｙｓｔｅｍを用いて行うこと
もできる。
定はなく周知の方法で行うことができる。例えば、ｍＲ
ＮＡの調製方法は、Current Protocols in Molecular B
iology,4.0.3-4.5.3に記載されている。また、簡便に
は、市販のキット例えば、ＱＩＡＧＥＮ製ＲＮｅａｓｙ
Ｔｏｔａｌ ＲＮＡ Ｓｙｓｔｅｍを用いて行うこと
もできる。
【０１２０】２．ｃＤＮＡプールの調製 本例のＤＮＡ増幅方法では、先ず、例えば、植物の細胞
から抽出したｍＲＮＡプール（混合液）を基に逆転写酵
素を用いて逆転写を行い、ｃＤＮＡを合成し、ｃＤＮＡ
プールを得る。本例では、この逆転写酵素を用いた逆転
写反応は、特に限定がなく、通常の方法によって行うこ
とができる（Molecular Cloning (ColdSpring Harbor L
aboratory Pres 1989),II-8)。
から抽出したｍＲＮＡプール（混合液）を基に逆転写酵
素を用いて逆転写を行い、ｃＤＮＡを合成し、ｃＤＮＡ
プールを得る。本例では、この逆転写酵素を用いた逆転
写反応は、特に限定がなく、通常の方法によって行うこ
とができる（Molecular Cloning (ColdSpring Harbor L
aboratory Pres 1989),II-8)。
【０１２１】３．ｃＤＮＡプールを用いたＤＮＡ断片の
増幅 （１）増幅させるＤＮＡ断片数 このＤＮＡ断片の増幅に用いるＰＣＲプライマーは、一
種類のプライマー又は２種類以上のプライマーセットか
らなり、前記ｃＤＮＡプールのうち限定された種類数の
ｃＤＮＡに対応するＤＮＡ断片を増幅し得る増幅確率を
有している。なお、この増幅確率とは、総塩基配列長さ
当たりの増幅バンド数を意味する。
増幅 （１）増幅させるＤＮＡ断片数 このＤＮＡ断片の増幅に用いるＰＣＲプライマーは、一
種類のプライマー又は２種類以上のプライマーセットか
らなり、前記ｃＤＮＡプールのうち限定された種類数の
ｃＤＮＡに対応するＤＮＡ断片を増幅し得る増幅確率を
有している。なお、この増幅確率とは、総塩基配列長さ
当たりの増幅バンド数を意味する。
【０１２２】ここで限定された種類数のｃＤＮＡは、各
増幅されるＤＮＡ断片及びその増幅量などの再現性を向
上させることが可能となる数であって、最終的な電気泳
動等により解析で各増幅産物が識別し得る数であること
が好ましい。一方、未知のｍＲＮＡを調べるためには、
ある程度の種類のｍＲＮＡに対応したｃＤＮＡを増幅さ
せる必要がある。このような観点から、このｃＤＮＡの
限定された種類数は、例えば、１００種類以下であり、
より正確な解析を行うためには、１〜２５種前後とす
る。
増幅されるＤＮＡ断片及びその増幅量などの再現性を向
上させることが可能となる数であって、最終的な電気泳
動等により解析で各増幅産物が識別し得る数であること
が好ましい。一方、未知のｍＲＮＡを調べるためには、
ある程度の種類のｍＲＮＡに対応したｃＤＮＡを増幅さ
せる必要がある。このような観点から、このｃＤＮＡの
限定された種類数は、例えば、１００種類以下であり、
より正確な解析を行うためには、１〜２５種前後とす
る。
【０１２３】（２）プライマーの増幅確率 また、上記した限定された種類数のｍＲＮＡを合成する
ためには、プライマーは一定の増幅確率を有しているこ
とが必要となる。上述したように、増幅確率とは、総塩
基配列長さ当たりの増幅バンド数を意味する。従って、
ここでｍＲＮＡの長さを2000bpとして計算すると、5000
種類のｍＲＮＡが存在する細胞又は組織を調べる場合に
は、ｃＤＮＡプール中に総合計で1×107bpのｃＤＮＡが
存在することになる。従って、この場合には、増幅確率
10-6のプライマーを用いることにより、１０種類のｃＤ
ＮＡ断片が増幅されることになる。
ためには、プライマーは一定の増幅確率を有しているこ
とが必要となる。上述したように、増幅確率とは、総塩
基配列長さ当たりの増幅バンド数を意味する。従って、
ここでｍＲＮＡの長さを2000bpとして計算すると、5000
種類のｍＲＮＡが存在する細胞又は組織を調べる場合に
は、ｃＤＮＡプール中に総合計で1×107bpのｃＤＮＡが
存在することになる。従って、この場合には、増幅確率
10-6のプライマーを用いることにより、１０種類のｃＤ
ＮＡ断片が増幅されることになる。
【０１２４】また、仮に5000種類より多い場合には、増
幅確率の小さなプライマーを用い、逆にｍＲＮＡが5000
種類よりも少ない場合には増幅確率の大きなプライマー
を用いる。さらに、平均のｍＲＮＡの長さが2000bpより
も大きな場合には増幅確率の小さなプライマーを用い、
逆に2000bpよりも小さな場合には増幅確率の大きなプラ
イマーを用いる。
幅確率の小さなプライマーを用い、逆にｍＲＮＡが5000
種類よりも少ない場合には増幅確率の大きなプライマー
を用いる。さらに、平均のｍＲＮＡの長さが2000bpより
も大きな場合には増幅確率の小さなプライマーを用い、
逆に2000bpよりも小さな場合には増幅確率の大きなプラ
イマーを用いる。
【０１２５】このように複数種のｃＤＮＡプールを鋳型
にＤＮＡ断片を増幅するために用いるプライマーの至適
な増幅確率は、プール中に存在するｃＤＮＡの種類数、
長さなどによるが、例えば、10-5から10-9であり、好適
には10-6から10-7である。こうした増幅確率を有するプ
ライマーは、ＰＣＲプライマーとして機能する程度の長
さ、例えば、１２塩基前後とし、その塩基配列を種々の
組み合わせから構成して、この増幅確率を示したものか
ら選択することができる。例えば、特開2000-270867号
公報に示すプライマーの中から所望の増幅確率を有する
プライマーを用いることができる。
にＤＮＡ断片を増幅するために用いるプライマーの至適
な増幅確率は、プール中に存在するｃＤＮＡの種類数、
長さなどによるが、例えば、10-5から10-9であり、好適
には10-6から10-7である。こうした増幅確率を有するプ
ライマーは、ＰＣＲプライマーとして機能する程度の長
さ、例えば、１２塩基前後とし、その塩基配列を種々の
組み合わせから構成して、この増幅確率を示したものか
ら選択することができる。例えば、特開2000-270867号
公報に示すプライマーの中から所望の増幅確率を有する
プライマーを用いることができる。
【０１２６】なお、このｃＤＮＡのプール中に存在する
ｃＤＮＡの種類数及びその長は、増幅確率の明らかな上
記ＰＣＲプライマーを用いたＰＣＲ反応を１種類、又は
複数種類行い、得られるＤＮＡ断片の数を測定すること
で、簡便に調べることができる。
ｃＤＮＡの種類数及びその長は、増幅確率の明らかな上
記ＰＣＲプライマーを用いたＰＣＲ反応を１種類、又は
複数種類行い、得られるＤＮＡ断片の数を測定すること
で、簡便に調べることができる。
【０１２７】（３）ＰＣＲの条件 ＰＣＲの反応液及びＰＣＲの条件は、上記増幅確率を有
するプライマーにより上記限定した種類数のｃＤＮＡ断
片を増幅し得るように調節する。ＰＣＲの反応液は、例
えば、表２の組成とすることができる。また、ＰＣＲの
反応条件としては、表３に示す条件とすることができ
る。
するプライマーにより上記限定した種類数のｃＤＮＡ断
片を増幅し得るように調節する。ＰＣＲの反応液は、例
えば、表２の組成とすることができる。また、ＰＣＲの
反応条件としては、表３に示す条件とすることができ
る。
【０１２８】
【表２】
【０１２９】
【表３】
【０１３０】上記表２及び表３に示す条件では、目的と
する種類数のＤＮＡ断片が増幅することができない場合
には、より緩和な条件にすることができる。緩和な条件
にするためには、例えばＰＣＲの反応液中の塩化マグネ
シウム（ＭｇＣｌ2）濃度を上昇させるか又はアニーリ
ング温度（４５℃）を低下させるか等を行うことができ
る。具体的には、例えば、塩化マグネシウム濃度として
は、１．０〜３．０ｍＭの範囲で変更することができ
る。また、アニーリング温度は、例えば、４５℃〜５５
℃の範囲で変更してもよい。
する種類数のＤＮＡ断片が増幅することができない場合
には、より緩和な条件にすることができる。緩和な条件
にするためには、例えばＰＣＲの反応液中の塩化マグネ
シウム（ＭｇＣｌ2）濃度を上昇させるか又はアニーリ
ング温度（４５℃）を低下させるか等を行うことができ
る。具体的には、例えば、塩化マグネシウム濃度として
は、１．０〜３．０ｍＭの範囲で変更することができ
る。また、アニーリング温度は、例えば、４５℃〜５５
℃の範囲で変更してもよい。
【０１３１】増幅されるＤＮＡ断片の量は、上記反応溶
液中マグネシウム濃度、ＰＣＲサイクルのアニーリング
温度、ＰＣＲサイクルのサイクル数、鋳型濃度に依存す
るため、これを調節することにより、増幅させるＤＮＡ
断片の量を適正化することができる。ここで、サイクル
数としては、２５〜４５サイクルとすることができ、好
適には、２５〜３５サイクルとすることができる。
液中マグネシウム濃度、ＰＣＲサイクルのアニーリング
温度、ＰＣＲサイクルのサイクル数、鋳型濃度に依存す
るため、これを調節することにより、増幅させるＤＮＡ
断片の量を適正化することができる。ここで、サイクル
数としては、２５〜４５サイクルとすることができ、好
適には、２５〜３５サイクルとすることができる。
【０１３２】４．ＤＮＡ断片の増幅方法及び電気泳動解
析 本実施形態のＤＮＡ断片増幅方法の一例を説明する。こ
こでは、ｍＲＮＡの種類数等が不明な場合に対応して、
増幅確率の異なるプライマーをそれぞれ使用してｃＤＮ
ＡプールからＤＮＡ断片を増幅する場合を示す。
析 本実施形態のＤＮＡ断片増幅方法の一例を説明する。こ
こでは、ｍＲＮＡの種類数等が不明な場合に対応して、
増幅確率の異なるプライマーをそれぞれ使用してｃＤＮ
ＡプールからＤＮＡ断片を増幅する場合を示す。
【０１３３】図７において、マイクロタイタプレート５
０の各ウェル５１のそれぞれに異なる増幅確率を有する
プライマーが添加される。ここでは、１０-8〜１０-6の
増幅確率を有するプライマーを用いた。
０の各ウェル５１のそれぞれに異なる増幅確率を有する
プライマーが添加される。ここでは、１０-8〜１０-6の
増幅確率を有するプライマーを用いた。
【０１３４】これらウェル５１にｍＲＮＡプールから逆
転写したｃＤＮＡプールの一部をそれぞれ添加する。そ
して、上記表１に示すようにＰＣＲバッファ、塩化マグ
ネシウム、ｄＮＴＰミックス、Ｔａｑポリメラーゼを添
加して、反応液を調製する。
転写したｃＤＮＡプールの一部をそれぞれ添加する。そ
して、上記表１に示すようにＰＣＲバッファ、塩化マグ
ネシウム、ｄＮＴＰミックス、Ｔａｑポリメラーゼを添
加して、反応液を調製する。
【０１３５】反応液調製後、マイクロタイタプレート５
０を増幅器にセットする。この増幅器は、特に限定はな
く、通常市販されている増幅器を使用することができ
る。増幅器にＰＣＲの条件、例えば、表３に示す条件を
設定する。設定が終了したら、ＰＣＲ反応を開始させ
る。
０を増幅器にセットする。この増幅器は、特に限定はな
く、通常市販されている増幅器を使用することができ
る。増幅器にＰＣＲの条件、例えば、表３に示す条件を
設定する。設定が終了したら、ＰＣＲ反応を開始させ
る。
【０１３６】ＰＣＲの一連の反応工程を図８に示す。な
お、ここでは、一例として配列番号６９に示すプライマ
ー（5'GGCTTCGAATCG`3）プライマーを用いた。
お、ここでは、一例として配列番号６９に示すプライマ
ー（5'GGCTTCGAATCG`3）プライマーを用いた。
【０１３７】図８（ａ）に示す２本鎖のｃＤＮＡ１は、
熱変性工程において、図８（ｂ）に示すように一本鎖Ｄ
ＮＡ２ａ，２ｂに分離される。図８（ｃ）に示すよう
に、アニーリング工程において、プライマー１１ａは一
本鎖ＤＮＡ２ａ，２ｂ中の相補する配列を探し、相補す
る配列があればその配列に融合する。プライマーが融合
すると、図８（ｄ）に示すように、伸長工程において、
ポリメラーゼによりプライマーからＤＮＡの伸長反応が
起こり、２本鎖ＤＮＡ３ａ，３ｂが合成される。
熱変性工程において、図８（ｂ）に示すように一本鎖Ｄ
ＮＡ２ａ，２ｂに分離される。図８（ｃ）に示すよう
に、アニーリング工程において、プライマー１１ａは一
本鎖ＤＮＡ２ａ，２ｂ中の相補する配列を探し、相補す
る配列があればその配列に融合する。プライマーが融合
すると、図８（ｄ）に示すように、伸長工程において、
ポリメラーゼによりプライマーからＤＮＡの伸長反応が
起こり、２本鎖ＤＮＡ３ａ，３ｂが合成される。
【０１３８】ここで生成された２本鎖ＤＮＡ３ａ，３ｂ
は、再び、変性工程において、２本鎖が一本鎖に分離さ
れ、プライマーの融合、伸長がサイクル数分だけ繰り返
されてＤＮＡ断片が順次増幅される。
は、再び、変性工程において、２本鎖が一本鎖に分離さ
れ、プライマーの融合、伸長がサイクル数分だけ繰り返
されてＤＮＡ断片が順次増幅される。
【０１３９】ここで増幅されたＤＮＡ断片は、増幅産物
を確認するために、電気泳動にかけられる。この電気泳
動は、解析するＤＮＡ断片の数や長さにより、適切なも
のが使用される。例えば、アガロースゲルを用いた電気
泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動などを用いるこ
とができる。また、分画するＤＮＡ断片の長さに幅があ
る場合には、ロングレンジ型ゲル及び装置を用いること
ができる。
を確認するために、電気泳動にかけられる。この電気泳
動は、解析するＤＮＡ断片の数や長さにより、適切なも
のが使用される。例えば、アガロースゲルを用いた電気
泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動などを用いるこ
とができる。また、分画するＤＮＡ断片の長さに幅があ
る場合には、ロングレンジ型ゲル及び装置を用いること
ができる。
【０１４０】図７に、上記電気泳動により増幅ＤＮＡ断
片を分画した際の予想されるパターン像を示す。このよ
うに、増幅確率が高いプライマーを用いた場合には、Ｄ
ＮＡ断片の限定された種類数が多くなり、一方、増幅確
率の低いプライマーを用いることにより、ＤＮＡ断片の
種類数をさらに限定することができる。これにより、従
来のようにｃＤＮＡを無作為に膨大な種類数を増幅させ
るＲＡＰＤ法（RandomAmplified Polymorphic ＤＮＡ
法）に比して、ＤＮＡ断片の泳動パターンの解析をより
正確に行うことができ、また、再現性を向上させること
が可能となる。
片を分画した際の予想されるパターン像を示す。このよ
うに、増幅確率が高いプライマーを用いた場合には、Ｄ
ＮＡ断片の限定された種類数が多くなり、一方、増幅確
率の低いプライマーを用いることにより、ＤＮＡ断片の
種類数をさらに限定することができる。これにより、従
来のようにｃＤＮＡを無作為に膨大な種類数を増幅させ
るＲＡＰＤ法（RandomAmplified Polymorphic ＤＮＡ
法）に比して、ＤＮＡ断片の泳動パターンの解析をより
正確に行うことができ、また、再現性を向上させること
が可能となる。
【０１４１】したがって、このＤＮＡ増幅方法を異なる
発生段階の細胞又は異なる組織由来のｍＲＮＡを用いて
逆転写させたｃＤＮＡに適用することにより、発生段階
を通したｍＲＮＡの発現状態、又は組織特異的なｍＲＮ
Ａの発現状態を調べることが解析する場合に有効とな
る。また、このＤＮＡ増幅方法に用いられるプライマー
耐熱性ポリメラーゼを含むＰＣＲ反応試薬をキットとし
て提供することにより簡便にｃＤＮＡ又はｍＲＮＡの解
析を行うことができる。
発生段階の細胞又は異なる組織由来のｍＲＮＡを用いて
逆転写させたｃＤＮＡに適用することにより、発生段階
を通したｍＲＮＡの発現状態、又は組織特異的なｍＲＮ
Ａの発現状態を調べることが解析する場合に有効とな
る。また、このＤＮＡ増幅方法に用いられるプライマー
耐熱性ポリメラーゼを含むＰＣＲ反応試薬をキットとし
て提供することにより簡便にｃＤＮＡ又はｍＲＮＡの解
析を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態における植物育成方法を
説明するための模式図である。
説明するための模式図である。
【図２】植物生長の活性度合いのモニタリング方法を示
す模式図である。
す模式図である。
【図３】土壌等の微生物叢のモニタリング方法を示す模
式図である。
式図である。
【図４】土壌中の硝酸塩および亜硝酸塩蓄積状態の制御
方法を示す模式図である。
方法を示す模式図である。
【図５】温度と硝酸イオンおよび亜硝酸イオンとの関係
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明の植物育成システムの一例である植物工
場の構成を示す模式図である。
場の構成を示す模式図である。
【図７】本実施形態のＤＮＡ断片増幅方法の工程を模式
的に示した図である。
的に示した図である。
【図８】本実施形態のＤＮＡ断片増幅方法におけるＤＮ
Ａ増幅過程を模式的に示した図である。
Ａ増幅過程を模式的に示した図である。
１ 植物工場 ２ ハウジング ３ 照明器具 ４ 空調機 ５ 土壌 ６ ヒータ ７ エアポンプ １１ 温度・湿度計 １２ 照度計 １３ ＣＯ2 濃度計 １４ 含水率計 １５ 温度計 １６ ｐＨ計 １７ 酸素量測定器 １８ 酸化還元電位計 ２０ 植物生長の活性度合いモニター装置 ３０ 微生物叢モニター装置 ４０ 空調・照明制御装置 ５０ 土壌環境制御装置 ６０ 植物育成制御系 ７０ 遠隔制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年４月１９日（２００２．４．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１４１】したがって、このＤＮＡ増幅方法を異なる
発生段階の細胞又は異なる組織由来のｍＲＮＡを用いて
逆転写させたｃＤＮＡに適用することにより、発生段階
を通したｍＲＮＡの発現状態、又は組織特異的なｍＲＮ
Ａの発現状態を調べることが解析する場合に有効とな
る。また、このＤＮＡ増幅方法に用いられるプライマー
耐熱性ポリメラーゼを含むＰＣＲ反応試薬をキットとし
て提供することにより簡便にｃＤＮＡ又はｍＲＮＡの解
析を行うことができる。
発生段階の細胞又は異なる組織由来のｍＲＮＡを用いて
逆転写させたｃＤＮＡに適用することにより、発生段階
を通したｍＲＮＡの発現状態、又は組織特異的なｍＲＮ
Ａの発現状態を調べることが解析する場合に有効とな
る。また、このＤＮＡ増幅方法に用いられるプライマー
耐熱性ポリメラーゼを含むＰＣＲ反応試薬をキットとし
て提供することにより簡便にｃＤＮＡ又はｍＲＮＡの解
析を行うことができる。
【配列表】SEQUENCE LISTING <110> Sanyo Electric Co., Ltd. <120> Plant Growth Method, Plant Growth System, Me
thod of Measuring Activity of Plant Growth, Method
of Measuring Microorganism Flora in Plant Growth
Region and Method of Controlling Condition of Plan
t Growth Region <130> NAR1016009 <160> 1 <210> 1 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 1 ggcttcgaat cg 12
thod of Measuring Activity of Plant Growth, Method
of Measuring Microorganism Flora in Plant Growth
Region and Method of Controlling Condition of Plan
t Growth Region <130> NAR1016009 <160> 1 <210> 1 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 1 ggcttcgaat cg 12
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4B024 AA07 AA11 CA04 DA01 GA30 HA19 4B063 QA01 QQ05 QQ09 QQ50 QR32 QR55 QR62 QS34 4B065 AA01X AC20 BA22 CA46 CA53
Claims (21)
- 【請求項１】 植物の生長の活性度合いを測定するステ
ップと、 植物の生育領域の微生物叢を測定するステップと、 前記植物の生長の活性度合いの測定結果および前記微生
物叢の測定結果に基づいて前記植物の生育領域の状態を
制御するステップとを備えたことを特徴とする植物育成
方法。 - 【請求項２】 前記活性度合いを測定するステップは、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 前記抽出された複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用
いて複数種類のｃＤＮＡを合成するステップと、 複数種類のプライマーを一度に用いて前記合成された複
数種類のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限したポリメラ
ーゼ連鎖反応法を適用することにより複数のＤＮＡ断片
を増幅するステップと、 前記増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳動像の解析に
より前記植物の生長の活性度合いを判定するステップと
を含むことを特徴とする請求項１記載の植物育成方法。 - 【請求項３】 前記活性度合いを測定するステップは、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 複数種類のプライマーを用いて前記抽出された複数種類
のｍＲＮＡから複数種類のｃＤＮＡを合成するととも
に、前記複数種類のプライマーを一度に用いて前記合成
された複数種類のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限した
ポリメラーゼ連鎖反応法を適用することにより複数のＤ
ＮＡ断片を増幅するステップと、 前記増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳動像の解析に
より前記植物の生長の活性度合いを判定するステップと
を含むことを特徴とする請求項１記載の植物育成方法。 - 【請求項４】 前記増幅するステップにおいて１つの反
応溶液に対して複数種類のプライマーを用いることを特
徴とする請求項２または３記載の植物育成方法。 - 【請求項５】 前記活性度合いを測定するステップは、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 前記抽出された複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用
いて複数種類のｃＤＮＡを合成するステップと、 所定の塩基配列を有するプライマー対を用いて前記合成
された複数種類のｃＤＮＡに対してポリメラーゼ連鎖反
応法を適用することにより植物の生長に関わる蛋白質の
元となるｃＤＮＡを検出するステップと、 前記検出されたｃＤＮＡの電気泳動像の解析により前記
植物の生長の活性度合いを判定するステップとを含むこ
とを特徴とする請求項１記載の植物育成方法。 - 【請求項６】 前記活性度合いを測定するステップは、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 前記抽出された複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用
いて複数種類のｃＤＮＡを合成するステップと、 前記合成された複数種類のｃＤＮＡにハイブリダイゼー
ション法を適用することにより前記抽出された複数種類
のｍＲＮＡの発現パターンを検出するステップとを含む
ことを特徴とする請求項１記載の植物育成方法。 - 【請求項７】 前記活性度合いを測定するステップは、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 前記抽出された複数種類のｍＲＮＡにハイブリダイゼー
ション法を適用することにより複数種類のｍＲＮＡの発
現パターンを検出するステップとを含むことを特徴とす
る請求項１記載の植物育成方法。 - 【請求項８】 前記微生物叢を測定するステップは、 前記植物の生育領域の土壌を採取するステップと、 前記採取された土壌に懸濁および分散処理を行うステッ
プと、 前記懸濁および分散処理により得られた微生物を培養お
よび生化学検査し、微生物の種類および量を検出するス
テップとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
かに記載の植物育成方法。 - 【請求項９】 前記微生物叢を測定するステップは、 前記植物の生育領域の土壌を採取するステップと、 前記採取された土壌に懸濁および分散処理を行うステッ
プと、 複数種類のプライマーを一度に用いて前記懸濁および分
散処理により得られた微生物叢に含まれる微生物に対し
て増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適用す
ることにより微生物叢に含まれる微生物のＤＮＡから複
数のＤＮＡ断片を増幅し、前記増幅された複数のＤＮＡ
断片の電気泳動像の解析により微生物叢に含まれる微生
物の種類を識別するステップとを含むことを特徴とする
請求項１〜７のいずれかに記載の植物育成方法。 - 【請求項１０】 前記複数のＤＮＡ断片を増幅する際に
１つの反応溶液に対して複数種類のプライマーを用いる
ことを特徴とする請求項９記載の植物育成方法。 - 【請求項１１】 前記微生物叢を測定するステップは、 前記植物の生育領域の土壌を採取するステップと、 前記採取された土壌に懸濁および分散処理を行うステッ
プと、 前記懸濁および分散処理により得られた微生物叢に含ま
れる微生物のｒＲＮＡの遺伝子を保存したＤＮＡ領域を
ポリメラーゼ連鎖反応法により増幅し、前記増幅結果の
解析により微生物叢に含まれる微生物の種類を識別する
ステップとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいず
れかに記載の植物育成方法。 - 【請求項１２】 前記植物の生育領域の状態を制御する
ステップは、 前記生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制御するス
テップを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれ
かに記載の植物育成方法。 - 【請求項１３】 前記生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩
の量を制御するステップは、前記生育領域の硝化細菌の
活性状態を制御するステップを含むことを特徴とする請
求項１２記載の植物育成方法。 - 【請求項１４】 前記生育領域の硝化細菌の活性状態を
制御するステップは、前記生育領域の温度、酸素量また
は含水率を制御するステップを含むことを特徴とする請
求項１３記載の植物育成方法。 - 【請求項１５】 植物の生長の活性度合いを測定する方
法であって、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 前記抽出された複数種類のｍＲＮＡから逆転写酵素を用
いて複数種類のｃＤＮＡを合成するステップと、 複数種類のプライマーを一度に用いて前記合成された複
数種類のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限したポリメラ
ーゼ連鎖反応法を適用することにより複数のＤＮＡ断片
を増幅するステップと、 前記増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳動像の解析に
より前記植物の生長の活性度合いを判定するステップと
を含み、 前記増幅するステップにおいて１つの反応溶液に対して
複数種類のプライマーを用いることを特徴とする植物の
生長の活性度合いの測定方法。 - 【請求項１６】 植物の生長の活性度合いを測定する方
法であって、 植物から複数種類のｍＲＮＡを抽出するステップと、 複数種類のプライマーを用いて前記抽出された複数種類
のｍＲＮＡから複数種類のｃＤＮＡを合成するととも
に、前記複数種類のプライマーを一度に用いて前記合成
された複数種類のｃＤＮＡに対して増幅確率を制限した
ポリメラーゼ連鎖反応法を適用することにより複数のＤ
ＮＡ断片を増幅するステップと、 前記増幅された複数のＤＮＡ断片の電気泳動像の解析に
より前記植物の生長の活性度合いを判定するステップと
を含むことを特徴とする植物の生長の活性度合いの測定
方法。 - 【請求項１７】 前記増幅するステップにおいて１つの
反応溶液に対して複数種類のプライマーを用いることを
特徴とする請求項１６記載の植物の生長の活性度合いの
測定方法。 - 【請求項１８】 植物の生育領域の微生物叢を測定する
方法であって、 前記植物の生育領域の土壌を採取するステップと、 前記採取された土壌に懸濁および分散処理を行うステッ
プと、 複数種類のプライマーを一度に用いて前記懸濁および分
散処理により得られた微生物叢に含まれる微生物に対し
て増幅確率を制限したポリメラーゼ連鎖反応法を適用す
ることにより微生物叢に含まれる微生物のＤＮＡから複
数のＤＮＡ断片を増幅し、前記増幅された複数のＤＮＡ
断片の電気泳動像の解析により微生物叢に含まれる微生
物の種類を識別するステップとを含むことを特徴とする
植物の生育領域の微生物叢の測定方法。 - 【請求項１９】 植物の生育領域の状態を制御する方法
であって、 前記生育領域の硝化細菌の活性状態を制御することによ
り、前記生育領域の硝酸塩または亜硝酸塩の量を制御す
ることを特徴とする植物の生育領域の状態制御方法。 - 【請求項２０】 前記生育領域の温度、酸素量または含
水率を制御することにより、前記生育領域の硝化細菌の
活性状態を制御することを特徴とする請求項１９記載の
植物の生育領域の状態制御方法。 - 【請求項２１】 植物の生長の活性度合いを測定する第
１の測定手段と、 植物の生育領域の微生物叢を測定する第２の測定手段
と、 前記植物の生長の活性度合いの測定結果および前記微生
物叢の測定結果に基づいて前記植物の生育領域の状態を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする植物育成
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001133470A JP2002325511A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 植物育成方法、植物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育領域の状態制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001133470A JP2002325511A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 植物育成方法、植物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育領域の状態制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002325511A true JP2002325511A (ja) | 2002-11-12 |
Family
ID=18981328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001133470A Pending JP2002325511A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 植物育成方法、植物育成システム、植物の生長の活性度合いの測定方法、植物の生育領域の微生物叢の測定方法および植物の生育領域の状態制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002325511A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014039493A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Chiba Univ | 自然評価方法及び自然評価プログラム |
| KR20210107271A (ko) * | 2020-02-24 | 2021-09-01 | 인하대학교 산학협력단 | 인공지능 기반의 실내 수경 시스템 |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001133470A patent/JP2002325511A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014039493A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Chiba Univ | 自然評価方法及び自然評価プログラム |
| KR20210107271A (ko) * | 2020-02-24 | 2021-09-01 | 인하대학교 산학협력단 | 인공지능 기반의 실내 수경 시스템 |
| KR102434957B1 (ko) * | 2020-02-24 | 2022-08-22 | 인하대학교 산학협력단 | 인공지능 기반의 실내 수경 시스템 |
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