JP2008013523A - Method for improving growth of field crop, plant or seed - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which improves growth of field crop, plant or seed, simultaneously enhances plant stems and trunks, increases the amount of harvest of field crop and improves control of disease damage caused by plant pathogenic microbe. <P>SOLUTION: A material containing γ-polyglutamic acid (γ-PGA, H isomer) and/or its salt, γ-polyglutamate hydrogel, a fermentation broth containing γ-PGA, its salt and/or γ-polyglutamate hydrogel or their mixture is applied to a field crop, plant or seed or a field for growing a field crop, plant or seed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、γ−ポリグルタミン酸(「γ−PGA」、H体)、その塩(γ−ポリグルタメート)、γ−ポリグルタメートヒドロゲル、及び/又はγ−PGA、その塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲルを含有する発酵ブロスの土壌湿潤作用、保水力、カルシウムとマグネシウムの可溶作用、農作物、植物及び種子の成長刺激作用、抗植物病原性(植物に対する病原性)及び/又は抗ウィルス性機能の組合せ・協同効果に関する。   The present invention relates to γ-polyglutamic acid (“γ-PGA”, H form), its salt (γ-polyglutamate), γ-polyglutamate hydrogel, and / or γ-PGA, its salt and / or γ-polyglutamate. Fermentation broth containing hydrogels with soil wetting, water retention, calcium and magnesium solubilization, crop, plant and seed growth stimulation, anti-phytopathogenicity (pathogenicity to plants) and / or antiviral function Concerning combination and cooperation effects.

実際の植物病害の制御現場では、殺菌剤(防カビ剤)として合成抗真菌化合物が主に用いられている。適用スペクトルの広い合成殺菌剤を使用すると、自然界における生物学的コントロールが損なわれると共に、野生生物、農場労働者及び消費者を危険にさらす。多くの植物病害、特に土壌に関連する病害には複数の病原菌が関与し、例えば、豆の根腐れには、Pythium sp.,Rhizoctonia solani及びFusarium solaniが関与している。 In actual plant disease control sites, synthetic antifungal compounds are mainly used as fungicides (antifungal agents). The use of a broad spectrum of synthetic fungicides impairs biological control in nature and puts wildlife, farm workers and consumers at risk. A number of pathogens are involved in many plant diseases, particularly those related to soil, for example, Pythium sp., Rhizoctonia solani and Fusarium solani are involved in root rot of beans.

現在、そして近い将来、実際の植物病害の制御においては、既存の殺菌剤を選択的に使用する方法が主流になると思われる。殺菌剤は、通常、適用量又は適用頻度を考慮して選択的に使用することができる。化学的手段に生物学的手段の両方を用いることにより、確実で選択的な制御を行える可能性に関心がもたれている。   At present and in the near future, it will be mainstream to use existing fungicides selectively in the control of actual plant diseases. In general, the disinfectant can be selectively used in consideration of application amount or application frequency. There is an interest in the possibility of reliable and selective control by using both biological and chemical means.

農作物の病害は、稀に起こるものから大流行に至るものまである。穀草のうどん粉病は頻発性の病害であり被害も甚大である。ブラックシガトカは、バナナに生じる頻発性の重大な病害である。温帯の穀類や世界的に価値が高い農作物に生じる角斑病(Rhizoctonia solani)の発症頻度からみて、角斑病制御のために設計された剤は商業上成功しているといえるかも知れない。一般にセプトリアとうどん粉病は、現在殺菌剤での抑制を行っている穀草病原菌のなかでも最も重要な菌に関連していると考えられている。殺菌剤で効果的に抑制できず且つ深刻な農作物損失に関わる病原菌も存在する。例えば、マメ科植物におけるSclerotiniaやイネ科植物におけるGaeumannomyces、トウモロコシにおけるfusariumが挙げられる。その他の主要な病原菌としては、コメにおけるPyricularia griseaや温暖地方の穀草におけるErysiphe graminisSeptoria tritici、果樹に実る果実におけるVentura inaequalis、マメ科植物におけるSclerotinia sclerotiorumが挙げられる。 Agricultural diseases range from rare occurrences to epidemics. Grain powdery mildew is a frequent disease and the damage is enormous. Black sigatoka is a frequent and frequent disease of bananas. In view of the incidence of horny spot disease ( Rhizoctonia solani ) in temperate cereals and crops of global value, agents designed to control keratosis may be said to be commercially successful. In general, septoria and powdery mildew are considered to be related to the most important fungus among cereal pathogens currently controlled by fungicides. There are also pathogens that cannot be effectively controlled with fungicides and are associated with serious crop losses. For example, Gaeumannomyces in Sclerotinia and grasses in legumes, include fusarium in maize. Other major pathogens include Pyricularia grisea in rice, Erysiphe graminis and Septoria tritici in temperate cereals , Ventura inaequalis in fruits of fruit trees, and Sclerotinia sclerotiorum in legumes.

天然抗真菌剤として最も広く研究されてきたのはフィトアレキシンであるが、現在ではキチナーゼやグルカン、キチン結合レクチン、ゼアマチン、チオニン、リボソーム不活化タンパク質も真菌の侵入に対するレギュレーターとして重要であると考えられている。バイオトロフィックな病原菌は生きている細胞に侵入するが、一方、ネクロフィックな病原菌は、病原菌侵入後の組織にコロニーを形成する。   Phytoalexin has been most widely studied as a natural antifungal agent, but now chitinase, glucan, chitin-binding lectin, zeamatin, thionine, and ribosome-inactivating protein are also considered important regulators of fungal invasion. It has been. Biotrophic pathogens invade living cells, while necrotic pathogens form colonies in tissues after the pathogen invasion.

D−アミノ酸は、微生物の細胞壁(非特許文献1参照);リポペプチド(非特許文献2参照);抗生物質(非特許文献3参照);莢膜及び毒素(非特許文献4参照)の構成要素である。抗生物質中のD−アミノ酸は、L−アミノ酸の立体化学的に不安的な中間体(環状ジペプチド等)への変化を経由して、L−アミノ酸から生成されると考えられている。抗生物質の生成過程で、対応するL−アミノ酸から生じたデヒドロアミノ酸の結合体が、in vivoで立体特異的にD−異性体に変換されると推測される。アミノ酸のラセミ化も類似の機構で進行すると考えられる。   D-amino acids are components of microbial cell walls (see Non-Patent Document 1); lipopeptides (see Non-Patent Document 2); antibiotics (see Non-Patent Document 3); capsules and toxins (see Non-Patent Document 4). It is. It is believed that D-amino acids in antibiotics are generated from L-amino acids via changes to L-amino acid stereochemically unstable intermediates (such as cyclic dipeptides). It is presumed that a dehydroamino acid conjugate generated from the corresponding L-amino acid is stereospecifically converted to the D-isomer in vivo during the production of the antibiotic. Amino acid racemization is thought to proceed by a similar mechanism.

桿菌によって産生されるペプチド系抗生物質の大部分は、グラム陽性細菌に対して活性を示す。しかしながら、実質グラム陰性細菌にしか活性を示さない化合物や、バシロマイシン(bacillomycin)やマイコバシリン(mycobacillin)等、かびや酵母に対して有効な剤となる化合物もある。マイコバシリンは、7種のアミノ酸を13残基有する環状ペプチド系抗生物質である(非特許文献5参照)。マイコバシリンは分子構造に、D−アミノ酸6残基とL−アミノ酸7残基を含み、D−アミノ酸6残基は、D−グルタミン酸2残基とD−アスパラギン酸4残基からなる。   Most peptide antibiotics produced by Aspergillus are active against gram positive bacteria. However, there are compounds that are active only against gram-negative bacteria, and compounds that are effective agents against fungi and yeasts, such as bacillomycin and mycobacillin. Mycobacillin is a cyclic peptide antibiotic having 13 residues of 7 amino acids (see Non-Patent Document 5). Mycobacillin contains 6 residues of D-amino acid and 7 residues of L-amino acid in the molecular structure, and 6 residues of D-amino acid are composed of 2 residues of D-glutamic acid and 4 residues of D-aspartic acid.

非全草性の殺菌剤は通常、マルチサイト阻害剤であり、複数の生化学プロセスを破壊して効果を引き出す。これは殺菌剤が、多くの酵素に共通して存在するチオール基等の官能基に結合することよって達成される。ステロール生合成を阻害する物質は、非常に有効な穀草病害制御剤である。これは全草性な剤であり、抵抗的、治癒的且つ根治的に制御するものである。ステロールは、細胞膜の性質維持に重要な機能的成分であり、全真核生物に存在する。真菌では、ステロール生合成はアセチル−CoAからde novoで行われ、これにより真菌の大部分において主なステロールが産生される。エルゴステロールの合成経路は、多くの真菌(AscomycetesDeuteromysetesBasidomycetes等)に特徴的である。穀草のうどん粉病における主たるステロールは24−メチルコレステロールである。エルゴステロールは、膜機能の維持に独特な役割を果たし、エルゴステロールのアベイラビリティが減少すると膜破壊や電解質漏出が生じることになる。 Non-herbicidal fungicides are usually multi-site inhibitors that elicit effects by disrupting multiple biochemical processes. This is accomplished by the bactericidal agent binding to a functional group such as a thiol group that is common to many enzymes. Substances that inhibit sterol biosynthesis are very effective cereal disease control agents. This is a herbicidal agent that is resistant, curative and radically controlled. Sterols are functional components important for maintaining the properties of cell membranes and are present in all eukaryotes. In fungi, sterol biosynthesis occurs de novo from acetyl-CoA, which produces the main sterol in the majority of fungi. The synthetic pathway of ergosterol is characteristic of many fungi (such as Ascomycetes , Deuteromysetes , Basidomycetes, etc.). The main sterol in cereal powdery mildew is 24-methylcholesterol. Ergosterol plays a unique role in maintaining membrane function, and when ergosterol availability decreases, membrane breakdown and electrolyte leakage occur.

サーファクチン(非特許文献6参照)は、枯草菌や納豆菌によって産生される環状デプシペプチドであり、β−ヒドロキシ脂肪酸と、D−ロイシン2残基を含む7残基のアミノ酸とを有する。サーファクチンは強力な抗真菌活性と、エールリッヒ腹水癌細胞に対する強力な抗腫瘍活性とを示し、また、フィブリン塊の形成を阻害する。両親媒性のリポペプチド系サーファクチンは、脂質二重膜の外層と物理化学的に相互作用し、イオンチャネルの透過性を大きく変化させ、膜組織の破壊を導く。また、サーファクチンはウィルス酵素のプロトン−ATPアーゼ活性を阻害する。この酵素活性は、ウィルスが細胞に侵入する際に必要である(非特許文献7参照)。サーファクチンのプロトン−ATPアーゼ活性阻害については、サーファクチンのアナログであるパミラシジンによる、胃のH+,K+−ATPアーゼに対する作用から示されている(非特許文献8参照)。サーファクチンの抗ウィルス活性は、スペクトルの広い各種ウィルス(セムリキ森林熱ウィルス、単純ヘルペスウィルス、スードヘルペスウィルス、水泡性口内炎ウィルス、サル免疫不全ウィルス、猫カリシウィルス、マウス脳心筋炎ウィルス、エンベローブウィルス、レトロウィルス等)を用いて決定された(非特許文献9参照)。 Surfactin (see Non-Patent Document 6) is a cyclic depsipeptide produced by Bacillus subtilis and Bacillus natto, and has a β-hydroxy fatty acid and a 7-residue amino acid containing 2 residues of D-leucine. Surfactin exhibits potent antifungal activity and potent antitumor activity against Ehrlich ascites tumor cells and inhibits the formation of fibrin clots. Amphipathic lipopeptide-based surfactin interacts physicochemically with the outer layer of the lipid bilayer, greatly altering the permeability of the ion channel and leading to membrane tissue destruction. Surfactin also inhibits the proton-ATPase activity of viral enzymes. This enzyme activity is necessary when a virus enters a cell (see Non-Patent Document 7). The inhibition of surfactin proton-ATPase activity is shown by the action of pamiracidin, a surfactin analog, on gastric H + , K + -ATPase (see Non-Patent Document 8). Surfactin's antiviral activity can be attributed to a broad spectrum of viruses (Semliki Forest Fever Virus, Herpes Simplex Virus, Sud Herpes Virus, Vesicular Stomatitis Virus, Monkey Immunodeficiency Virus, Cat Calicivirus, Mouse Encephalomyocarditis Virus, Envelope Virus, (Refer to non-patent document 9).

イチュリン類(非特許文献10参照)は、抗真菌性リポペプチドであり、枯草菌株によって産生される。イチュリンは、D−アミノ酸3残基とL−αアミノ酸4残基を含む環状ヘプタペプチドと、14〜16個の炭素原子を含む脂肪族側鎖を有する親油性β−アミノ酸とを含む。イチュリンは、植物病原性を有する真菌、酵母及び細菌に対して、in vitroとin vivoのいずれにおいても広い抑制スペクトルを示す(非特許文献11及び非特許文献12参照)。イチュリンは、極性ペプチド部分を有するため両親媒性であり、その作用機構が標的膜との相互作用に関係している。イチュリン−コレステロール間に強い相互作用がある場合は、等モル複合体が形成される。イチュリンはまた、エルゴステロールとも反応する。イチュリンと植物病原菌細胞膜のステロールとの間の相互作用は、膜透過性と膜脂質組成を効果的に変化させる。これにより、K+イオン放出チャネルが拡大し、細胞内の各種化合物が失われる。その結果、細胞のフィラメントが分解し、新たな胞子細胞の発芽が阻害されることになる。 Iturins (see Non-Patent Document 10) are antifungal lipopeptides and are produced by Bacillus subtilis strains. Iturin contains a cyclic heptapeptide containing 3 D-amino acids and 4 L-α amino acids and a lipophilic β-amino acid having an aliphatic side chain containing 14 to 16 carbon atoms. Iturin exhibits a broad spectrum of inhibition, both in vitro and in vivo, against fungi, yeast and bacteria having phytopathogenic properties (see Non-Patent Document 11 and Non-Patent Document 12). Iturin is amphiphilic because it has a polar peptide moiety, and its mechanism of action is related to interaction with the target membrane. An equimolar complex is formed when there is a strong interaction between iturin and cholesterol. Iturin also reacts with ergosterol. The interaction between iturin and the sterols of phytopathogenic cell membranes effectively changes membrane permeability and membrane lipid composition. This expands the K + ion release channel and loses various compounds in the cell. As a result, the filaments of the cells are degraded, and germination of new spore cells is inhibited.

枯草菌類は、動物飼料級の消化酵素(プロテアーゼ、カルボヒドラーゼ及びリパーゼ等)を生産するための微生物として米国FDAのGRASリストに掲載されている。
Schleifer K.H. And Kandler O., 1972,「細菌細胞壁のペプチドグリカンの種類とその分類学的意味」, Bacteriolo.Rev., 36:407-477 Asselineau J., 1966,「細菌の脂質」, Harmann, paris Bycroft B.W., 1969,「微生物ペプチドの構造的関係」, Nature(London), 224:595-597 ハト圃場(Hatfield)G.M., 1975,「高等菌類の毒素」. Lloydia, 38:36-55 Sengupta S., Banerjee A.B., Bose S.K.,1971,「マイコバシリン(環状ペプチド系抗生物質)におけるγ−グルタミル性D−又はL−ペプチド結合」, Biochem.J., 121:839-846 Arima K., Kakinums A., Tamura, G., 1968,「サーファクチン、枯草菌によって産生される結晶性ペプチドリピドサーファクチン:単離、特性評価及びそのフィブリン塊形成阻害」, Biochem.Biophys.Res.Commun., 31:488-494 Carrasco L., 1994,「動物ウィルスと高分子の細胞への侵入」, FEBS Lett., 350:151-154 Naruse N., Tenmyo O., Kobaru S., 1990,「パミラシジン、新規抗ウィルス性抗生物質のコンプレックス:製造、単離、化学的諸性質、構造及び生物活性」, J. Antibiot.Japan, 43:267-280 Vollenbroich D., Paul G., Ozel M., Vater J., 1997,「サーファクチン、枯草菌由来のリポペプチド系抗生物質の抗マイコプラズマ性と細胞培養への適用」, Appl.Environ.Microbiol., 63:44-49 Peypoux F., Guinand M., Michel G., Delcambe L., Das B.C., Lederer E.,1978,「イチュリンA、枯草菌由来のペプチドリピド系抗生物質の構造」, Biochemistry, 17:3992-3996 Namai T., Hatakeda K., Asano T., 1985,「多くの重要な植物病原性真菌に対し抗真菌活性を示す物質の産生細菌の同定」, Tohoku J.Agric.Res., 36:1-7 Gueldner R.C., Reiley C.C., Pusey P.L., Costello C.E., Arrendale R.F., Cox R.H., Himmelsbach D.S., Crumley F.G., Cutler H.G., 1987,「枯草菌によるモモ灰星病の生物学的制御における、抗真菌性ペプチドであるイチュリンの単離及び同定」, J.Agric. Food Chem., 36:366-370
Bacillus subtilis is listed on the GRAS list of the US FDA as a microorganism for producing animal feed grade digestive enzymes (proteases, carbohydrases, lipases, etc.).
Schleifer KH And Kandler O., 1972, "Bacterial cell wall peptidoglycan types and their taxonomic implications", Bacteriolo. Rev., 36: 407-477 Asselineau J., 1966, "Bacterial lipids", Harmann, paris Bycroft BW, 1969, `` Structural Relationships of Microbial Peptides '', Nature (London), 224: 595-597 Pigeon Field (Hatfield) GM, 1975, “Toxins of higher fungi”. Lloydia, 38: 36-55 Sengupta S., Banerjee AB, Bose SK, 1971, “γ-glutamyl D- or L-peptide bonds in mycobacillin (cyclic peptide antibiotics)”, Biochem. J., 121: 839-846 Arima K., Kakinums A., Tamura, G., 1968, “Surfactin, a crystalline peptide lipid surfactin produced by Bacillus subtilis: isolation, characterization and its inhibition of fibrin clot formation”, Biochem. Biophys. Res .Commun., 31: 488-494 Carrasco L., 1994, “Animal virus and macromolecular entry into cells”, FEBS Lett., 350: 151-154 Naruse N., Tenmyo O., Kobaru S., 1990, “Pamiracidin, a novel antiviral antibiotic complex: production, isolation, chemical properties, structure and biological activity”, J. Antibiot. Japan, 43: 267-280 Vollenbroich D., Paul G., Ozel M., Vater J., 1997, "Surfactin, an antimycoplasma of lipopeptide antibiotics derived from Bacillus subtilis and its application to cell culture," Appl. Environ. Microbiol., 63: 44-49 Peypoux F., Guinand M., Michel G., Delcambe L., Das BC, Lederer E., 1978, “Structure of iturin A, a peptide lipid antibiotic derived from Bacillus subtilis”, Biochemistry, 17: 3992-3996 Namai T., Hatakeda K., Asano T., 1985, "Identification of bacteria producing substances with antifungal activity against many important phytopathogenic fungi," Tohoku J. Agric. Res., 36: 1- 7 Gueldner RC, Reiley CC, Pusey PL, Costello CE, Arrendale RF, Cox RH, Himmelsbach DS, Crumley FG, Cutler HG, 1987, `` An antifungal peptide in the biological control of Bacillus subtilis peach blight Isolation and identification of iturin ", J. Agric. Food Chem., 36: 366-370

全世界で使用されている殺菌剤は、わずか12種の真菌によって引起される病害の制御を目的として使用されている。殺菌剤は、哺乳類に対しては比較的無毒のものが多いが、含水銀化合物等、一部の殺菌剤は非常に毒性が高く、適切に使用しないと惨事を招く。また、ある種の殺菌剤を適用することで、制御不可能な別の病原菌による病害が増大したこともあった。例えば、ピーナッツの斑点病を制御するために使用したある種の殺菌剤によって、ピーナッツの菌核(Sclerotium rolfsii)の数が増加した例や、ベノミルの適用により、ライムギの角斑病(Rhizoctonia solaniによって引起される)、イチゴの果実腐敗(Rhizopusの一種)及びカウピーのウェット菌核(Pythium aphanidermatium)の発生率が上昇したという例である。また、特異性の異なる2種類或いは3種類の殺菌剤を使用すれば、広範囲に亘り作用する毒物を用いた場合と同様な効果が得られる。植物成長ホルモンは、真菌病害のアンタゴニストとしてよく知られている。オーキシンは、細胞壁構造に作用することにより、萎凋病菌に対して特に活性を示す。他の成長レギュレーター、例えば、オーキシン輸送阻害剤やジベレリン生合成阻害剤もまた、トマトや綿花において、フサリウムとバーティシリウムによる萎凋病の重篤度を低減させる。生合成阻害剤クロルメコートクロリドのPherpotrichoidesに対するアンタゴニスト活性は、真菌活性に対する直接的作用に起因するものではなく、本成長抑制剤を適用した結果得られる茎強度の向上によるものと考えられる。サイトカイニンキネチンは、真菌病原菌(Alternaria spp.Erysiphalesに属する菌等)に対するアンタゴニスト活性スペクトルを有し、作用機序は、病原菌に誘導されるタンパク質や核酸の分解速度減少によると考えられている。 Disinfectants used throughout the world are used to control diseases caused by as few as 12 fungi. Although many germicides are relatively non-toxic to mammals, some fungicides such as mercury-containing compounds are very toxic and will cause disaster if not used properly. Also, the application of certain fungicides sometimes increased the disease caused by other uncontrollable pathogens. For example, some fungicides used to control peanut spot disease increased the number of peanut sclerotia ( Sclerotium rolfsii ), or the application of benomyl caused rye keratosis (by Rhizoctonia solani) . This is an example of an increased incidence of strawberry fruit rot (a type of Rhizopus ) and cowpy wet nuclei ( Pythium aphanidermatium ). In addition, if two or three types of fungicides having different specificities are used, the same effect as that obtained when a poison that acts over a wide range is used can be obtained. Plant growth hormone is well known as an antagonist of fungal diseases. Auxin is particularly active against wilt fungi by acting on the cell wall structure. Other growth regulators, such as auxin transport inhibitors and gibberellin biosynthesis inhibitors, also reduce the severity of Fusarium and Verticillium wilt disease in tomatoes and cotton. The antagonist activity of chlormequat chloride, a biosynthesis inhibitor, against Pherpotrichoides is not due to a direct action on fungal activity, but is thought to be due to an improvement in stem strength obtained as a result of applying this growth inhibitor. Cytokinin kinetin has an antagonist activity spectrum against fungal pathogens (such as those belonging to Alternaria spp. And Erysiphales ), and the mechanism of action is thought to be due to a decrease in the degradation rate of proteins and nucleic acids induced by the pathogen.

本発明者らの研究により、γ−PGA、その塩、即ち、γ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Mg++体及びCa++体)、γ−ポリグルタメートヒドロゲル(γ−ポリグルタメートNa+体、K+体、NH4 +体、Mg++体及びCa++体から調製)、及び/又はγ−PGA、その塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲルを含有する発酵ブロスは、人体に対して無毒であるだけでなく、生分解性を有し、その最終分解産物も環境に優しい物質(グルタミン酸)であり、また、次に示すような多機能性を有することが分かった。即ち、高い吸水性及び保水力と、長期間に亘り持続的効果をもたらす優れた放出性とを有し、更には有害重金属イオンをキレート化により包含することにより無毒化し、カルシウム及びマグネシウムと配位性イオン性錯体を形成し栄養素バイオアベイラビィーを向上させ、また、優れた抗植物病原活性を示すことが分かった。これらの機能の組合せ・協同効果によって、γ−PGA、その塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲルは、農作物や他の植物及び種子を植物病原作用から保護したり、その成長を刺激したりするための土壌改良を行う際、有利に使用できることは明白である。植物への栄養供給作用と、土壌のpH・水活性を調製する作用と、土壌に生育する病原菌によって引起される各種症状及び植物病害を防止する複合的殺菌作用とを集約した方法は、適切であり、よりよい選択であろう。 According to the study by the present inventors, γ-PGA, a salt thereof, that is, γ-polyglutamate (Na + form, K + form, NH 4 + form, Mg ++ form and Ca ++ form), γ-polyglutamate Hydrogels (prepared from γ-polyglutamate Na + form, K + form, NH 4 + form, Mg ++ form and Ca ++ form) and / or γ-PGA, its salts and / or γ-polyglutamate hydrogels The contained fermentation broth is not only non-toxic to the human body, but also has biodegradability, and its final degradation product is an environmentally friendly substance (glutamic acid), and has the following multi-functionality. It turns out to have. In other words, it has high water absorption and water retention capacity, and excellent release properties that provide a long-lasting effect, and further detoxifies by including toxic heavy metal ions by chelation, and coordinates with calcium and magnesium. It has been found that a ionic complex is formed to improve nutrient bioavailability and also exhibits excellent anti-phytopathogenic activity. Due to the combined and cooperative effects of these functions, γ-PGA, its salts and / or γ-polyglutamate hydrogels protect crops and other plants and seeds from phytopathogenic effects and stimulate their growth. Obviously, it can be used to advantage in soil improvement. A method that aggregates the nutrient supply action to plants, the action of adjusting the pH and water activity of the soil, and the combined bactericidal action to prevent various symptoms and plant diseases caused by pathogenic bacteria growing in the soil is appropriate. Yes, a better choice.

本発明は、農作物、植物又は種子の生育を向上させ、植物の茎と幹を同時に強化し、農作物の収穫高を増加させ、且つ植物病原体に起因する病害の抑制を向上させる方法に関し、該方法は、γ−PGA及び/又はその塩(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体又はMg++体)、γ−ポリグルタメートヒドロゲル、又はγ−PGA、その塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲルを含む発酵ブロス、又はそれらの混合物を含有する材料を、農作物、植物又は種子、あるいは農作物、植物又は種子を成長させる圃場に適用することを含む。 The present invention relates to a method for improving the growth of crops, plants or seeds, simultaneously strengthening the stems and stems of plants, increasing the yield of crops, and improving the suppression of diseases caused by plant pathogens. Is γ-PGA and / or a salt thereof (Na + form, K + form, NH 4 + form, Ca ++ form or Mg ++ form), γ-polyglutamate hydrogel, or γ-PGA, a salt thereof and / or Or applying a material containing a fermentation broth containing γ-polyglutamate hydrogel, or a mixture thereof, to a crop, a plant or seed, or a field where a crop, plant or seed is grown.

γ−PGA、γ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Mg++体及びCa++体)及びγ−ポリグルタメートヒドロゲル(γ−ポリグルタメートNa+体、K+体、NH4 +体、Mg++体及びCa++体から調製)は極めて高い吸水性と水結合能とを有するため、効果的に水を保持する共に保持された水をゆっくりと放出し長期に亘り持続的に作用することができる。この性質は農場にとって重要であり、特に乾燥地や、乾燥し且つ温暖又暑い気候条件の地域には重要である。高い保水力は、主として土壌の水活性を向上させて微生物の増殖を促進し、また、成長に必要な栄養素が植物の種子や根に輸送されるのを促進する。 γ-PGA, γ-polyglutamate (Na + isomer, K + isomer, NH 4 + isomer, Mg ++ isomer and Ca ++ isomer) and γ-polyglutamate hydrogel (γ-polyglutamate Na + isomer, K + isomer) , NH 4 + form, Mg ++ form and Ca ++ form) have extremely high water absorption and water binding ability, so that they can effectively hold water and slowly release the held water for a long time. It can act continuously over a wide range. This property is important for farms, especially in dry land and areas with dry and warm and hot climatic conditions. The high water holding capacity mainly improves the water activity of the soil and promotes the growth of microorganisms, and also promotes the transport of nutrients necessary for growth to the seeds and roots of plants.

また、γ−PGAとγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Mg++体及びCa++体)は、液内発酵プロセスによりL−グルタミン酸から生産することができる(H.Kubotaら, 1993,「枯草菌F−2−01によるポリ(γ−グルタミン酸)の生産」, Biosci.Biotech.Biochem, 57(7), 1212-1213及びY. Ogata, 1997,「ジャー内発酵における枯草菌(ナットウ)によるγ−ポリグルタミン酸の効果的な生産」, Biosci.Biotech.Biochem., 61(10), 1684-1687参照)。γ−PGAとγ−ポリグルタメートは吸水性に優れ、これらのポリアニオン性は、水系における金属イオンCa++、Mg++、Mn++、Zn++、Se++++及びCr+++を可溶化・安定化させる用途に関し研究されている。特に、γ−PGAとγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体及びNH4 +体)は中性条件でカルシウム塩やマグネシウム塩と容易に反応し(ホ(Ho),G.H.、2005、「枯草菌(納豆菌)によって生産されるγ−ポリグルタミン酸:構造特性及びその工業的応用((-Polyglutamic acid produced by Bacillus subtilis var. natto: Structural characteristics and its industrial application)」, Bioindustry, 16巻, No.3, 72-182参照)、水溶性の安定なγ−ポリグルタメートカルシウム体やγ−ポリグルタメートマグネシウム体を生成する。イオン系錯体であるγ−ポリグルタメートカルシウム体とγ−ポリグルタメートマグネシウム体は、種子の成長に栄養上必要なCa++とMg++を供給する。Ca++とMg++は、種子にとって利用しやすく、成長している植物の根に極めて効果的に輸送される。結果として、植物の種子、植物の根、穀類及び他の植物の成長が全体的に向上される。 In addition, γ-PGA and γ-polyglutamate (Na + isomer, K + isomer, NH 4 + isomer, Mg ++ isomer, and Ca ++ isomer) can be produced from L-glutamic acid by a submerged fermentation process. (H. Kubota et al., 1993, “Production of poly (γ-glutamic acid) by Bacillus subtilis F-2-01”, Biosci. Biotech. Biochem, 57 (7), 1212-1213 and Y. Ogata, 1997, “Jar. “Effective production of γ-polyglutamic acid by Bacillus subtilis (natto) in internal fermentation”, Biosci. Biotech. Biochem., 61 (10), 1684-1687). γ-PGA and γ-polyglutamate are excellent in water absorption, and their polyanionic properties are attributed to the metal ions Ca ++ , Mg ++ , Mn ++ , Zn ++ , Se ++++ and Cr +++ in aqueous systems. Researches are being conducted on the use of solubilizing and stabilizing. In particular, γ-PGA and γ-polyglutamate (Na + form, K + form and NH 4 + form) easily react with calcium salts and magnesium salts under neutral conditions (Ho, GH, 2005, “-Polyglutamic acid produced by Bacillus subtilis var. Natto: Structural characteristics and its industrial application”, Bioindustry, 16 Vol., No.3, 72-182), produces stable water-soluble γ-polyglutamate calcium and γ-polyglutamate magnesium bodies, ionic complexes of γ-polyglutamate calcium and γ-polyglutamate magnesium body, .ca ++ and Mg ++ supply nutrients necessary for Ca ++ and Mg ++ seed growth is easily accessible to the seed, very effectively to the roots of plants growing transport As a result, the overall growth of plant seeds, plant roots, cereals and other plants is improved.

γ−PGAへの金属吸着には二つの可能な機構、即ち、(1)金属イオンとカルボキシル部位との直接相互作用及び(2)COO-基により生じる静電ポテンシャル場による移動可能な重金属対イオンの保持が関与している。カルボキシレート基との相互作用の他に、アミド結合も弱い相互作用部位を提供することができる。γ−PGAの配座構造とイオン化に加え、水溶液中に存在する加水分解金属種の種類を知ることも重要である。種々の異なる化学種が生成するので、金属イオンに対する吸着能に差が生じ得る。 Two possible mechanisms for metal adsorption onto gamma-PGA, i.e., (1) metal interacts directly and (2) of the ion and the carboxyl site COO - heavy metals versus movable by electrostatic potential field generated by a group ion Retention is involved. In addition to interaction with carboxylate groups, amide bonds can also provide weak interaction sites. In addition to the conformation structure and ionization of γ-PGA, it is also important to know the type of hydrolyzed metal species present in the aqueous solution. Since a variety of different chemical species are generated, there may be differences in the adsorption capacity for metal ions.

γ−PGAとγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++)の分子構造を図1に示す。また、これらの一部の1H−NMR、1C−NMR及びFT−IRのスペクトルを図2、3及び4にそれぞれ示す。スペクトルデータ及び分析データは表1にまとめた。図5にpH滴定曲線を示す。 The molecular structures of γ-PGA and γ-polyglutamate (Na + isomer, K + isomer, NH 4 + isomer, Ca ++ isomer and Mg ++ ) are shown in FIG. Further, 1 H-NMR, 1 C-NMR and FT-IR spectra of some of these are shown in FIGS. The spectral data and analytical data are summarized in Table 1. FIG. 5 shows a pH titration curve.

Figure 2008013523
Figure 2008013523

γ−PGAは、重合度が1,000〜20,000までのグルタミン酸のポリマーであり、グルタミック単位同士のγ−ペプチド結合のみから成る。γ−PGAは末端アミンと多数のα−カルボン酸基とを含む。このポリマーは一般に、pHやイオン強度、その他のカチオン性種等の環境条件により、幾つかの立体配座状態、即ち、α−ヘリックス、ランダムコイル、β−シート、ヘリックスコイル転移領域及び包み込まれた会合体として存在する。通常、円二色性(CD)を用いて、ヘリックス体の存在量を222nmにおけるスペクトル強度の関数として測定する。ヘリックスコイル転移は均一な水溶液中で、約pH3〜5から生じ、γ−PGAは非結合の形態となり、pHがより高い5〜7にシフトすると結合した形態となる。ランダムコイルから包み込まれた会合体への転移は、γ−PGAの大規模なコンホメーション変化によって二価以上の金属イオンとキレートを形成する場合に生じる。   γ-PGA is a polymer of glutamic acid having a polymerization degree of 1,000 to 20,000, and consists only of γ-peptide bonds between glutamic units. γ-PGA contains a terminal amine and a number of α-carboxylic acid groups. This polymer is generally encapsulated in several conformational states, ie, α-helix, random coil, β-sheet, helix coil transition region, and environmental conditions such as pH, ionic strength, and other cationic species. Exists as an association. Usually, circular dichroism (CD) is used to measure the abundance of the helix as a function of spectral intensity at 222 nm. The helix coil transition occurs in a homogeneous aqueous solution from about pH 3-5, and γ-PGA is in an unbound form and is bound as the pH is shifted to 5-7. The transition from random coil to encapsulated aggregate occurs when a large-scale conformational change of γ-PGA forms a chelate with a divalent or higher metal ion.

大部分のタンパク質はアミノ酸3.6残基毎に形成される水素結合は1個であるのに対し、γ−PGAは、連続するグルタミック単位3個につき4個の水素結合を形成し得る(Rydon H.N., 1964,「ポリペプチド、パート X、ポリ(γ−D−グルタミン酸)の旋光分散」, J.Chem.Soc., 1928-1933参照)。従って、γ−PGAはとりわけ優れた親水性を有する。このような立体配座をとることにより、γ−PGAはまた、抗植物病原活性等、他の多くの生物機能を果たす担体及び刺激物として重要な役割を果たす。上述の諸性質を組合せれば、γ−PGAとその塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲルは、農作物の成長促進のための土壌調製或いは土壌改良に使用できると共に植物病原菌を制御するための農業用殺生物剤としても同時に使用できる。   Most proteins have one hydrogen bond formed per 3.6 amino acid residues, whereas γ-PGA can form four hydrogen bonds per three consecutive glutamic units (Rydon HN, 1964, “Polypeptide, Part X, Optical Rotatory Dispersion of Poly (γ-D-glutamic acid)”, J. Chem. Soc., 1928-1933). Therefore, γ-PGA has particularly excellent hydrophilicity. By adopting such a conformation, γ-PGA also plays an important role as a carrier and stimulant for many other biological functions such as anti-phytopathogenic activity. Combining the above properties, γ-PGA and its salts and / or γ-polyglutamate hydrogel can be used for soil preparation or soil improvement for promoting the growth of agricultural crops and for agricultural use to control phytopathogenic fungi. It can also be used as a biocide.

本発明の一実施形態においては、γ−ポリグルタメートヒドロゲルは、γ−ポリグルタメートNa+体、γ−ポリグルタメートK+体、γ−ポリグルタメートNH4 +体、γ−ポリグルタメートMg++体、γ−ポリグルタメートCa++体又はそれらの混合物を、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル又はそれらの混合物で架橋して調製される。本発明の別の実施形態においては、γ−ポリグルタメートヒドロゲルは、γ−ポリグルタメートNa+体、γ−ポリグルタメートK+体、γ−ポリグルタメートNH4 +体、γ−ポリグルタメートMg++体、γ−ポリグルタメートCa++体又はそれらの混合物にガンマ線又は電子ビームを照射し架橋して調製される。 In one embodiment of the present invention, the γ-polyglutamate hydrogel comprises a γ-polyglutamate Na + form, a γ-polyglutamate K + form, a γ-polyglutamate NH 4 + form, a γ-polyglutamate Mg ++ form, γ-polyglutamate Ca ++ or a mixture thereof is converted into diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyoxyethylene sorbitol polyglycidyl ether, polysorbitol polyglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether Alternatively, it is prepared by crosslinking with a mixture thereof. In another embodiment of the present invention, the γ-polyglutamate hydrogel comprises a γ-polyglutamate Na + form, a γ-polyglutamate K + form, a γ-polyglutamate NH 4 + form, and a γ-polyglutamate Mg ++ form. , Γ-polyglutamate Ca ++ or a mixture thereof is prepared by irradiating with gamma rays or electron beam and crosslinking.

本発明によれば、γ−PGA及び/又はその塩、γ−ポリグルタメートヒドロゲル、γ−PGA、その塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲル又はそれらの混合物を含む発酵ブロスを含有する材料は、殺生剤、土壌調製・改良用湿潤剤、植物の葉に噴霧するための成長刺激剤、農作物、植物又は種子の生育場所に存在する重金属を除去するためのキレート剤、及び/又は可溶性カルシウム及び/又はマグネシウムを形成するための錯化剤として使用される。前記の本発明材料を種子に適用する場合は、該材料を種子にコーティングする。   According to the present invention, a material containing a fermentation broth comprising γ-PGA and / or a salt thereof, γ-polyglutamate hydrogel, γ-PGA, a salt thereof and / or γ-polyglutamate hydrogel or a mixture thereof is Agents, soil preparation / improvement wetting agents, growth stimulants for spraying on plant leaves, chelating agents for removing heavy metals present in crops, plants or seeds, and / or soluble calcium and / or Used as a complexing agent to form magnesium. When the material of the present invention is applied to seeds, the material is coated on the seeds.

更に上述の材料は、極性溶媒(エタノールやメタノール等)や水に溶解させることができ、pHは5.0〜8.0に調整する。極性溶媒又は水中のγ−PGA及び/又はその塩の濃度は、0.001wt%〜15wt%である。更に上述の材料は、D体のグルタミン酸及び/又はグルタメートと、L体のグルタミン酸及び/又はグルタメートの比が、90%:10%〜10%:90%、好ましくは65%:35%〜35%:65%である。   Furthermore, the above-mentioned materials can be dissolved in a polar solvent (such as ethanol or methanol) or water, and the pH is adjusted to 5.0 to 8.0. The concentration of γ-PGA and / or its salt in the polar solvent or water is 0.001 wt% to 15 wt%. Further, in the above-mentioned material, the ratio of glutamic acid and / or glutamate in D form to glutamic acid and / or glutamate in L form is 90%: 10% to 10%: 90%, preferably 65%: 35% to 35%. : 65%.

市販目的量のγ−PGA及びその塩、即ちγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++体)は、液内発酵プロセスにより、枯草菌や納豆菌(Naruse N., Tenmyo O., Kobaru S., 1990,「パミラシジン、新規抗ウィルス性抗生物質のコンプレックス:製造、単離、化学的諸性質、構造及び生物活性」, J.Antibiot.Japan, 43:267-280参照)、又はBacillus licheniformis(Vollenbroich D., Paul G., Ozel M., Vater J., 1997,「サーファクチン、枯草菌由来のリポペプチド系抗生物質、の抗マイコプラズマ性と細胞培養への適用」, Appl.Environ.Microbiol., 63:44-49参照)を用い、L−グルタミン酸及びグルコースを主な供給原料として使用して生産することができる。微生物培養培地は、炭素源、窒素源、各種無機ミネラル分及び他の栄養分を適量含む。通常、L−グルタミン酸量を3〜12%とし、炭素源の一部として、グルコースを5〜12%の濃度範囲で用い、クエン酸を0.2〜2%の濃度で用いる。ペプトンと硫酸アンモニウム(または、尿素或いはNH3)を窒素源として用い、酵母エキスとビオチンを栄養源として用い、Mn++、Mg++やNaClをミネラル源として用いる。培養は、適切な通気・撹拌下、30〜40℃に維持し、pHを尿素溶液、NH3又は水酸化ナトリウム溶液を用いて6〜7.5に維持する。培養時間は通常48〜84時間である。γ−PGA及びその塩、即ちγ−ポリグルタメートは細胞外に蓄積される。 A commercially available target amount of γ-PGA and its salt, ie, γ-polyglutamate (Na + isomer, K + isomer, NH 4 + isomer, Ca ++ isomer, and Mg ++ isomer) are produced by Bacillus subtilis by a submerged fermentation process. Natto (Naruse N., Tenmyo O., Kobaru S., 1990, “Pamiracidin, a novel antiviral antibiotic complex: production, isolation, chemical properties, structure and biological activity”, J. Antibiot. Japan, 43: 267-280) or Bacillus licheniformis (Vollenbroich D., Paul G., Ozel M., Vater J., 1997, "Antimycoplasma of Surfactin, a lipopeptide antibiotic derived from Bacillus subtilis." And application to cell culture ", Appl. Environ. Microbiol., 63: 44-49) and can be produced using L-glutamic acid and glucose as the main feedstock. The microbial culture medium contains an appropriate amount of a carbon source, a nitrogen source, various inorganic minerals, and other nutrients. Usually, the amount of L-glutamic acid is 3-12%, glucose is used in a concentration range of 5-12% and citric acid is used in a concentration of 0.2-2% as part of the carbon source. Peptone and ammonium sulfate (or urea or NH 3 ) are used as nitrogen sources, yeast extract and biotin are used as nutrient sources, and Mn ++ , Mg ++ and NaCl are used as mineral sources. The culture is maintained at 30-40 ° C. with appropriate aeration and agitation, and the pH is maintained at 6-7.5 using urea solution, NH 3 or sodium hydroxide solution. The culture time is usually 48 to 84 hours. γ-PGA and its salts, that is, γ-polyglutamate are accumulated extracellularly.

γ−PGA及びその塩、即ちγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++体)は通常、発酵用ブロスから一連の手続により抽出するが、その手続には超遠心や加圧ろ過により細胞を分離し、3〜4倍のエタノールを添加してγ−PGAやその塩を沈澱させる工程が含まれる。沈澱物を水に再度溶解し、新たにエタノールを使用してγ−PGAやその塩を沈澱させる。この溶解−沈澱ステップを数回繰り返し、純粋なγ−PGAやその塩を回収する。 γ-PGA and its salts, ie, γ-polyglutamate (Na + form, K + form, NH 4 + form, Ca ++ form and Mg ++ form) are usually extracted from fermentation broth by a series of procedures. The procedure includes a step of separating cells by ultracentrifugation or pressure filtration, and adding 3 to 4 times ethanol to precipitate γ-PGA or a salt thereof. The precipitate is redissolved in water and γ-PGA and its salt are precipitated anew using ethanol. This dissolution-precipitation step is repeated several times to recover pure γ-PGA and its salts.

通常、γ−PGAやその塩、即ちγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++体)は、水やエタノール、メタノール等の適切な溶媒に溶解し、pHは5.0〜7.5に調整する。定常的に撹拌しながら、この溶液に、適切に選択した多官能化学架橋剤、例えばポリグリセロールポリグリシジルエーテルやソルビトール系ポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリアクリレートを添加する。添加量は、架橋剤の種類やヒドロゲルに要求される品質により異なるが、γ−PGA又はその塩の重量の0.01〜20%の範囲である。通常、ゲル化反応は、使用する器具や条件により異なるが、50〜120℃の反応温度で1〜4時間で完了する。次に、生成したヒドロゲルを凍結乾燥し、乾燥した架橋γ−PGA或いはその塩、即ちγ−ポリグルタメートヒドロゲル(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++体のγ−ポリグルタメートから調製)を生成する。これは、超吸水能を有し、非水溶性であり、水中で十分に膨潤すると、無色透明の生分解性ヒドロゲルを生成する。 Usually, γ-PGA and salts thereof, that is, γ-polyglutamate (Na + isomer, K + isomer, NH 4 + isomer, Ca ++ isomer, and Mg ++ isomer) are suitable solvents such as water, ethanol, and methanol. And the pH is adjusted to 5.0-7.5. An appropriately selected polyfunctional chemical cross-linking agent such as polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triacrylate is added to this solution with constant stirring. The amount added varies depending on the type of crosslinking agent and the quality required for the hydrogel, but is in the range of 0.01 to 20% of the weight of γ-PGA or a salt thereof. Normally, the gelation reaction is completed in 1 to 4 hours at a reaction temperature of 50 to 120 ° C., although it varies depending on the equipment and conditions used. Next, the produced hydrogel was freeze-dried, and dried crosslinked γ-PGA or a salt thereof, that is, γ-polyglutamate hydrogel (Na + form, K + form, NH 4 + form, Ca ++ form and Mg ++ form). Of γ-polyglutamate). It is super water-absorbing, water-insoluble, and produces a colorless and transparent biodegradable hydrogel when fully swollen in water.

分子量が5,000〜90,0000のγ−PGA又はその塩、即ちγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++体)は、選択された特定の反応条件(pH、温度、反応時間、γ−PGA濃度)において制御された酸加水分解により生成することができる。pHはHClやH2SO4、他の有機酸等の適切な酸類で2.5〜6.5に調整できる。加水分解の温度は、50〜100℃の範囲で行うことができる。反応時間は0.5〜5時間とし、分子量1×106以上のγ−PGAの濃度は、適宜必要ないかなる濃度とすることもできる。高純度で、低分子量から中程度の分子量のγ−PGA又はその塩、即ちγ−ポリグルタメート(Na+体、K+体、NH4 +体、Ca++体及びMg++体)を選択的に生成するためには、反応終了後、透析や膜ろ過による更なる精製と乾燥を行う必要がある。酸加水分解速度はpHが低い程、温度が高い程、また、γ−PGAの濃度が高い程速い。γ−ポリグルタメート塩は、選択したγ−PGAを、選択した金属イオン(Na+、K+、NH4 +、Ca++体及びMg++体)塩基性水酸化物溶液又は酸化物と反応させることにより生産することができ、pHは必要に応じて5.0〜7.2の所望の値に調整できる。 Γ-PGA having a molecular weight of 5,000 to 90,000 or a salt thereof, that is, γ-polyglutamate (Na + form, K + form, NH 4 + form, Ca ++ form and Mg ++ form) is selected. It can be produced by controlled acid hydrolysis under specific reaction conditions (pH, temperature, reaction time, γ-PGA concentration). pH can be adjusted to 2.5 to 6.5 with a suitable acid such as HCl or H 2 SO 4, other organic acids. The temperature of hydrolysis can be performed in the range of 50-100 degreeC. The reaction time is 0.5 to 5 hours, and the concentration of γ-PGA having a molecular weight of 1 × 10 6 or more can be set to any necessary concentration. Select high-purity, low to medium molecular weight γ-PGA or a salt thereof, that is, γ-polyglutamate (Na + , K + , NH 4 + , Ca ++ and Mg ++ ) In order to produce it, it is necessary to carry out further purification and drying by dialysis or membrane filtration after completion of the reaction. The acid hydrolysis rate is faster as the pH is lower, the temperature is higher, and the concentration of γ-PGA is higher. γ-polyglutamate salt reacts selected γ-PGA with selected metal ions (Na + , K + , NH 4 + , Ca ++ and Mg ++ ) basic hydroxide solutions or oxides The pH can be adjusted to a desired value of 5.0 to 7.2 as necessary.

以下、実験例を示し本発明を更に詳細に説明する。本発明は上述の目的を達成し得ることを以下の実験例によって示すが、本発明の範囲はこれら実験例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. The present invention can be achieved by the following experimental examples, but the scope of the present invention is not limited by these experimental examples.

実験例1
0.5%酵母エキス、1.5%ペプトン、0.3%尿素、0.2%K2HPO4、10%L−グルタミン酸一ナトリウム、8%グルコースを含有する培養用ブロス300L(pH6.8)を調製し、600Lの発酵槽に添加後、標準的な手続きに従って蒸気滅菌した。次に、枯草菌を植菌し、10%NaOH溶液でpHを調整した。37℃で96時間、連続発酵させたところ培養ブロスのγ−PGA含量が40g/Lに達した。この培養ブロスを15グラムずつ採取し、50mLキャップ付きサンプル瓶3本にそれぞれ移した。続いて、グリセロール系又はソルビトール系ポリグリシジルエーテル600μLを培養ブロス含有サンプル瓶それぞれに添加しキャップをした。各反応混合物を振とう式インキュベーター中で60℃、24時間反応させた。インキュベーターの回転速度は中程度とした。次に、反応後の混合物を50mLサンプル瓶から採取し、4℃で一晩、十分量の水に浸した。水和膨潤後にヒドロゲルが生成した。続いて、得られたヒドロゲルを80メッシュ金属製スクリーンで濾過し、水分を除いて乾燥させた。明らかに分かる自由水がない状態の膨潤ヒドロゲルの重量を測定記録した。次いで、このゲルを同一のビーカーを用いて4℃で一晩、十分量の水に再度浸した。同様の手続きを5日間連続で繰り返し、求めた吸水率を表2に示した。
Experimental example 1
300 L of culture broth containing 0.5% yeast extract, 1.5% peptone, 0.3% urea, 0.2% K 2 HPO 4 , 10% L-monosodium glutamate, 8% glucose (pH 6.8) ) Was prepared and added to a 600 L fermentor, followed by steam sterilization according to standard procedures. Next, Bacillus subtilis was inoculated and the pH was adjusted with a 10% NaOH solution. When continuously fermented at 37 ° C. for 96 hours, the γ-PGA content of the culture broth reached 40 g / L. 15 grams of this culture broth was sampled and transferred to each of three sample bottles with 50 mL caps. Subsequently, 600 μL of glycerol-based or sorbitol-based polyglycidyl ether was added to each culture broth-containing sample bottle and capped. Each reaction mixture was reacted in a shaking incubator at 60 ° C. for 24 hours. The rotation speed of the incubator was moderate. Next, the reaction mixture was collected from a 50 mL sample bottle and immersed in a sufficient amount of water at 4 ° C. overnight. A hydrogel formed after hydration swelling. Subsequently, the obtained hydrogel was filtered through an 80 mesh metal screen to remove moisture and dried. The weight of the swollen hydrogel with no apparent free water was measured and recorded. The gel was then re-immersed in a sufficient amount of water overnight at 4 ° C. using the same beaker. The same procedure was repeated for 5 consecutive days, and the water absorption obtained was shown in Table 2.

γ−ポリグルタメートヒドロゲルの吸水率の決定:
重量測定済みの乾燥ヒドロゲルサンプル(W1)を過剰量の水に浸し、水中に放置し一晩膨潤させ、最大限に水和させた。80メッシュ金属製スクリーンを用いて水和ヒドロゲルを濾過し自由水を除去して、水分を除き乾燥させた。次いで、乾燥ヒドロゲルの重量を測定した(W2)。吸水量(W)は、差:W=W2−W1で表される。
吸水率:X=W/W1=(W2−W1)/W1
Determination of water absorption of γ-polyglutamate hydrogel:
A weighed dry hydrogel sample (W 1 ) was soaked in an excess of water, left in water and allowed to swell overnight to maximize hydration. The hydrated hydrogel was filtered using an 80-mesh metal screen to remove free water, and the water was removed and dried. The weight of the dried hydrogel was then measured (W 2 ). The amount of water absorption (W) is represented by the difference: W = W 2 −W 1 .
Water absorption: X = W / W 1 = (W 2 −W 1 ) / W 1

Figure 2008013523
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実験例2
実験例1の方法に従って、5%γ−PGAナトリウム溶液のサンプルと、ポリグリシジル系架橋化合物としてジグリセロールポリグリシジルエーテルとを用いて別の実験を行った。サンプルのpHは表3に示すpHに調整した。得られた反応混合物を培養振とう器に設置した。培養振とう器の回転速度は中程度とした。反応は60℃で24時間連続して行った。反応終了後、吸水率を求め、結果を表3に示した。
Experimental example 2
According to the method of Experimental Example 1, another experiment was performed using a sample of 5% γ-PGA sodium solution and diglycerol polyglycidyl ether as a polyglycidyl-based crosslinking compound. The pH of the sample was adjusted to the pH shown in Table 3. The obtained reaction mixture was placed on a culture shaker. The rotation speed of the culture shaker was moderate. The reaction was carried out continuously at 60 ° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the water absorption was determined and the results are shown in Table 3.

Figure 2008013523
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実験例3
実験例1の方法に従って、5%γ−PGAナトリウム溶液のサンプルとポリグリシジル系架橋化合物としてジグリセロールポリグリシジルエーテルとを用いて別の実験を行った。各溶液のpHは6.0に調整した。ジグリセロールポリグリシジルエーテルの使用量を変えて架橋反応を行った。反応は60℃で24時間連続して行った。各サンプルの各水和時間での吸水率を求め、その結果を表4に示した。
Experimental example 3
According to the method of Experimental Example 1, another experiment was performed using a sample of 5% γ-PGA sodium solution and diglycerol polyglycidyl ether as a polyglycidyl-based crosslinking compound. The pH of each solution was adjusted to 6.0. The crosslinking reaction was carried out by changing the amount of diglycerol polyglycidyl ether used. The reaction was carried out continuously at 60 ° C. for 24 hours. The water absorption rate of each sample at each hydration time was determined, and the results are shown in Table 4.

Figure 2008013523
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実験例4
実験例1の方法に従って実験を行った。実験例1と同様にして枯草菌を植菌し培養物中に増殖させた。増殖時間を変えて培養ブロスサンプルを発酵槽から回収し本実験に使用した。ジグリセロールポリグリシジルエーテルを架橋剤として用いた。溶液のpHは6.0に調整した。反応は実験例1と同様、60℃で24時間連続して行った。各培養時間におけるサンプルの吸水率を表5に示した。
Experimental Example 4
The experiment was performed according to the method of Experimental Example 1. In the same manner as in Experimental Example 1, Bacillus subtilis was inoculated and grown in the culture. Culture broth samples were collected from the fermentor at different growth times and used in this experiment. Diglycerol polyglycidyl ether was used as a crosslinking agent. The pH of the solution was adjusted to 6.0. The reaction was carried out continuously at 60 ° C. for 24 hours as in Experimental Example 1. Table 5 shows the water absorption rate of the sample at each incubation time.

Figure 2008013523
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実験例5
γ−ポリグルタミン酸カルシウムは、中性pH付近での高い溶解性と、次のpH滴定曲線(即ち、図5B)に示される良好なpH緩衝能(pH4〜7.0)とを有するため、種子、根及び植物の生育促進のための土壌調製に有利に使用できる。
Experimental Example 5
Since γ-polyglutamate has high solubility around neutral pH and good pH buffering ability (pH 4 to 7.0) shown in the following pH titration curve (ie, FIG. 5B), seed It can be advantageously used in soil preparation for promoting root and plant growth.

実験例6
γ−ポリグルタメート(Na+体)とγ−ポリグルタメートヒドロゲル(γ−ポリグルタメートNa+体から調製)について、農業関連病原菌の個体群の増殖又は増殖阻止に対する有効性試験を行った。試験は標準的なポテトデキストロース寒天法(PDAディスク)に従った。病原菌の生育に対する阻止能を測定した。阻止試験に使用したγ−ポリグルタメート(Na+体)とγ−ポリグルタメートヒドロゲル(γ−ポリグルタメートNa+体から調製)の濃度は1%〜5%とした。
Experimental Example 6
For γ-polyglutamate (Na + form) and γ-polyglutamate hydrogel (prepared from γ-polyglutamate Na + form), efficacy tests for growth or inhibition of growth of populations of agricultural pathogens were carried out. The test followed standard potato dextrose agar (PDA disc). The ability to inhibit the growth of pathogenic bacteria was measured. The concentration of was used in the inhibition test .gamma.-polyglutamate (in Na + form) and (prepared from .gamma.-polyglutamate in Na + form) .gamma.-polyglutamate hydrogel was 1% to 5%.

病原菌サンプル溶液の調製:
選択した病原菌サンプルをプレーンポテトデキストロース寒天(PDA)ディスクの中央に植菌して、病原菌の種類に応じ3〜9日間インキュベート(25℃)してから使用した。ディスク一面に病原菌が増殖したPDAディスクから直径4mmのサンプルを滅菌済み4mm径パーフォレータで採取し、新しいPDAディスクの中央に載置して、スペアサンプルとしてインキュベーター(25℃)に保管した。
Preparation of pathogen sample solution:
The selected pathogen sample was inoculated in the center of a plain potato dextrose agar (PDA) disc and incubated (25 ° C.) for 3 to 9 days depending on the type of the pathogen before use. A sample with a diameter of 4 mm was collected from a PDA disk on which the pathogenic bacteria had grown on the entire surface with a sterilized 4 mm diameter perforator, placed in the center of a new PDA disk, and stored as a spare sample in an incubator (25 ° C.).

10%γ−ポリグルタメート(Na+体)溶液サンプルの調製:
γ−ポリグルタメート(Na+体)サンプル3gを200mLエーレンマイヤーフラスコに加え、滅菌水27mLを添加し10倍希釈サンプル溶液を調製した。次いで、サンプル含有フラスコをレシプロ式振とう器で200rpm、30℃で1時間振とうした。続いて、フラスコを60℃の湯浴中でインキュベートし、温度が60℃に到達後、更に30分維持してから使用した。
Preparation of 10% γ-polyglutamate (Na + form) solution sample:
3 g of a γ-polyglutamate (Na + form) sample was added to a 200 mL Erlenmeyer flask, and 27 mL of sterilized water was added to prepare a 10-fold diluted sample solution. Next, the sample-containing flask was shaken with a reciprocating shaker at 200 rpm and 30 ° C. for 1 hour. Subsequently, the flask was incubated in a 60 ° C. water bath, and after the temperature reached 60 ° C., the flask was maintained for another 30 minutes before use.

50%γ−ポリグルタメート(Na+体)発酵ブロスサンプルの調製:
新鮮な発酵ブロスサンプル50mLを滅菌フラスコに加え、滅菌水50mLを添加し十分混合した後、10000rpmで30分間超遠心分離して細胞を分離させた。次に、最上部の透明溶液を0.4μmマイクロ濾過膜に通し、これを50%発酵ブロス溶液として使用した。
Preparation of 50% γ-polyglutamate (Na + form) fermentation broth sample:
A fresh fermentation broth sample (50 mL) was added to a sterile flask, and 50 mL of sterile water was added and mixed well. After ultracentrifugation at 10,000 rpm for 30 minutes, cells were separated. The top clear solution was then passed through a 0.4 μm microfiltration membrane, which was used as a 50% fermentation broth solution.

各濃度におけるサンプルの有効性試験を行うために、PDA培地100mLに硫酸ネオマイシン100ppmを含有させ、環境中の微生物叢による汚染を防止した。100ppmの硫酸ネオマイシン以外含まないPDA培地のディスクを対照として用いた。PDA培地100mLをペトリディスク(直径9cm)5枚に均等に分注し、固化後、4mmの病原菌サンプル片を各PDAペトリディスクの中央に植菌した。次いで、病原菌サンプルを植菌した面を下方に向けて25℃でインキュベートした。試験は5連で行った。対照用のディスク一面に病原菌が増殖するまでのサンプルの各濃度における増殖直径(mm)を記録した。   In order to test the effectiveness of the sample at each concentration, 100 mL of PDA medium contained 100 ppm neomycin sulfate to prevent contamination by environmental microbiota. A disc of PDA medium containing no other than 100 ppm neomycin sulfate was used as a control. 100 mL of PDA medium was evenly dispensed onto five Petridiscs (diameter 9 cm), and after solidification, a 4 mm pathogen sample piece was inoculated in the center of each PDA Petridisc. Subsequently, the surface which inoculated the pathogen sample was faced down, and it incubated at 25 degreeC. The test was performed in 5 series. The growth diameter (mm) at each concentration of the sample until pathogens grew on the entire control disk was recorded.

栄養寒天(NA)を用いた対峙培養による病原性細菌の増殖阻止実験:
病原性細菌を濃度1078cfu/mLに調製した。この調製物0.1mLをペトリディスクのNAに移し均一に塗布した。次に、各濃度の試験サンプルを含んだ直径1.0cmの濾紙2枚を載置した。実験は3連で行った。対照として、試験サンプルを含まない濾紙を用いた。NAの入ったペトリディスクを25℃で2〜4日間インキュベートし、増殖面積の直径を記録した。
Experiment on inhibition of growth of pathogenic bacteria by counterculture using nutrient agar (NA):
Pathogenic bacteria were prepared at a concentration of 10 7 to 8 cfu / mL. 0.1 mL of this preparation was transferred to a Petridisc NA and applied evenly. Next, two pieces of filter paper having a diameter of 1.0 cm including test samples of various concentrations were placed. The experiment was performed in triplicate. As a control, filter paper containing no test sample was used. Petri discs with NA were incubated at 25 ° C. for 2-4 days and the diameter of the growth area was recorded.

γ−ポリグルタメート(Na+体)、γ−ポリグルタメートヒドロゲル(γ−ポリグルタメートNa+体から調製)及びγ−ポリグルタメート(Na+体)発酵ブロスのそれぞれについて、農業関連病原菌に対する増殖阻止能を試験した。結果は表6、7、8、9及び10にそれぞれ示す。 Each of γ-polyglutamate (Na + form), γ-polyglutamate hydrogel (prepared from γ-polyglutamate Na + form) and γ-polyglutamate (Na + form) fermentation broth has growth inhibitory ability against agricultural pathogens. Tested. The results are shown in Tables 6, 7, 8, 9 and 10, respectively.

Figure 2008013523
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実験例7 シロ(Silo)農場の屋外圃場で実施したダイアナスイカ(Diana watermelon)の成長に関する研究:
面積1000M2(10M×100M)の屋外圃場を、幅20cm×高さ25cmのトラフ(trough)で2等分した(1区画:5M×100M)。各区画をロットA、ロットBとし、ロットAは対照用、ロットBは実験用に使用した。ダイアナスイカの幼苗(1週齢)を両区画に2本ずつ1m間隔で植えた。定期的に与える肥料と灌漑は標準的なプログラム及び手続きに従い、区画Aには、台湾・ファーティライザー・オーガニックNo.39(12−18−12)を使用し3回灌漑を行い、区画Bには、3.5%γ−PGA(Na+体)含有γ−PGA発酵ブロスを多く含む灌漑液を用い、0.75kg/500M2の供給速度で灌漑を行った。γ−PGA発酵ブロスは約300倍に希釈した。灌漑は、区画A、Bいずれも20日間隔で3回ずつ行い、自動制御送水ポンプを用いて同量の液を両区画に供給した。60日後、ダイアナスイカを収穫し評価した結果を表11に示した。
Experimental Example 7 Study on the growth of Diana watermelon conducted in an outdoor field of Silo farm:
An outdoor field having an area of 1000 M 2 (10 M × 100 M) was divided into two equal parts by a trough having a width of 20 cm and a height of 25 cm (1 section: 5 M × 100 M). Each compartment was designated as lot A and lot B. Lot A was used for control and lot B was used for experiments. Two Diana watermelon seedlings (one week old) were planted at intervals of 1 m in each compartment. Periodic fertilizers and irrigation follow standard programs and procedures, and Section A contains Taiwan, Fattilizer, Organic No. 39 (12-18-12) for 3 times irrigation using, the compartment B, the irrigation liquid used containing a large amount of 3.5% γ-PGA (Na + form) containing gamma-PGA fermentation broth, 0. Irrigation was performed at a supply rate of 75 kg / 500 M 2 . The γ-PGA fermentation broth was diluted about 300 times. Irrigation was performed three times at intervals of 20 days in both sections A and B, and the same amount of liquid was supplied to both sections using an automatically controlled water pump. The results of harvesting and evaluating Diana watermelon after 60 days are shown in Table 11.

Figure 2008013523
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実験例8 チャイ(Chia-Yi)農場の屋外農場で実施したアマトウガラシの成長に関する研究:
ダイアナスイカの代わりにアマトウガラシの幼苗(1週齢)を用いて、実験例7と同様にして屋外場での研究を行った。植込みから60日後にアマトウガラシを収穫し評価した結果を表12に示す。
Experimental Example 8 A study on the growth of Acacia peppers on an outdoor farm at Chia-Yi Farm:
A study in an outdoor field was conducted in the same manner as in Experimental Example 7 using a seedling (1 week old) of Amato pepper instead of Diana watermelon. Table 12 shows the results of harvesting and evaluating Amato pepper 60 days after the planting.

Figure 2008013523
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実験例9 台中農事試験場(Taichung Agricultural Station)の屋外農場で実施したタイツリオウギの成長に関する研究:
ダイアナスイカの代わりに東洋で古くから知られている薬草のタイツリオウギを用いて、実験例7と同様の屋外農場研究を実施した。タイツリオウギの幼苗(1週齢)を使用した。まず、2%可溶性マグネシウム強化有機肥料チャンピオン(Champion)280(12−8−10)を用いて土壌を肥やした。幼苗を植え込んだ後、苗の両脇から20cm離れた場所に直径1.5インチ、深さ10cmの穴を2箇所開けた。この穴は、肥料と3.5%γ−PGA(Na+体)含有γ−PGA発酵用ブロスを追加する際に使用した。2個の穴は苗の両脇に対向するように設けた。幼苗を植え込んだ後、24日間隔で更に2回肥料を与えた。追加の肥料としては、台湾・ファーティライザー・オーガニックNo.39(12−18−12)(60g/穴)と、300倍希釈3.5%γ−PGA(Na+体)含有γ−PGA発酵用ブロス(500mL)をそれぞれ使用した。96日後、タイツリオウギの草本を収穫し、根を回収、洗浄した。新鮮な根と葉について評価した結果を表13に示した。
Experiment 9 A study on the growth of pearl eel carried out at an outdoor farm at Taichung Agricultural Station:
An outdoor farm study similar to Experimental Example 7 was carried out using a herbaceous sea bream, which has long been known in the Orient, instead of Diana watermelon. We used seedlings (1 week old) of staghorn. First, the soil was fertilized using a 2% soluble magnesium enriched organic fertilizer champion (Champion) 280 (12-8-10). After planting the young seedlings, two holes with a diameter of 1.5 inches and a depth of 10 cm were made in a place 20 cm away from both sides of the seedling. This hole was used when adding fertilizer and broth for γ-PGA fermentation containing 3.5% γ-PGA (Na + form). Two holes were provided to face both sides of the seedling. After seedlings were planted, fertilizer was given twice more at 24 day intervals. Additional fertilizers include Taiwan, Fattilizer, Organic No. 39 (12-18-12) (60 g / hole) and 300-fold diluted 3.5% γ-PGA (Na + form) -containing γ-PGA fermentation broth (500 mL) were used. After 96 days, the herbaceous seaweed was harvested and the roots were collected and washed. The results of evaluation on fresh roots and leaves are shown in Table 13.

Figure 2008013523
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(A)γ−PGA(H体)、(B)γ−ポリグルタメートK+体、γ−ポリグルタメートNa+体及びγ−ポリグルタメートNH4 +体、(C)γ−ポリグルタメートCa++体及びγ−ポリグルタメートMg++体(M(I)=K+、Na+、又はNH4 +、M(II)=Ca++又はMg++)の化学構造を示す。(A) γ-PGA (H form), (B) γ-polyglutamate K + form, γ-polyglutamate Na + form and γ-polyglutamate NH 4 + form, (C) γ-polyglutamate Ca ++ form And γ-polyglutamate Mg ++ form (M (I) = K + , Na + , NH 4 + , M (II) = Ca ++ or Mg ++ ). pH中性、温度30℃のD2Oにおける各種(A)γ−ポリグルタメートNa+体、(B)γ−ポリグルタメートK+体、(C)γ−ポリグルタメートNH4 +体の400MHz1H−NMRスペクトル。化学シフトは内部標準からppm単位で測定。Xは不純物ピークを示す。400 MHz 1 H of various (A) γ-polyglutamate Na + isomers, (B) γ-polyglutamate K + isomers, and (C) γ-polyglutamate NH 4 + isomers in D 2 O at neutral pH and 30 ° C. -NMR spectrum. Chemical shift is measured in ppm from internal standard. X represents an impurity peak. pH中性、温度30℃のD2Oにおける各種(A)γ−ポリグルタメートK+体、(B)γ−ポリグルタメートNa+体、(C)γ−ポリグルタメートCa++体及び(D)γ−ポリグルタメートMg++体の13C−NMRスペクトルを示す。化学シフトは内部標準からppm単位で測定。Various (A) γ-polyglutamate K + isomers, (B) γ-polyglutamate Na + isomers, (C) γ-polyglutamate Ca ++ isomers and (D) in D 2 O at pH neutral and temperature 30 ° C. The 13 C-NMR spectrum of γ-polyglutamate Mg ++ form is shown. Chemical shift is measured in ppm from internal standard. KBrペレットによる(A)γ−ポリグルタメートNa+体及び(B)γ−ポリグルタメートNH4 +体の赤外(FT−IR)吸収スペクトルを示す。Infrared (FT-IR) absorption spectra of (A) γ-polyglutamate Na + form and (B) γ-polyglutamate NH 4 + form by KBr pellets are shown. (A)10%γ−PGAと0.2N NaOH、(B)2%γ−PGAとCa(OH)2及び(C)4%γ−PGAと5N NH4OHの25℃でのpH滴定曲線を示す。(A) 10% γ-PGA and 0.2N NaOH, (B) 2% γ-PGA and Ca (OH) 2 and (C) 4% γ-PGA and 5N NH 4 OH at 25 ° C. Indicates.

Claims (11)

農作物、植物又は種子の生育を向上させ、植物の茎と幹を同時に強化し、農作物の収穫高を増加させ、且つ植物病原体に起因する病害の抑制を向上させる方法であって、γ−ポリグルタミン酸(「γ−PGA」、H体)及び/又はその塩、γ−ポリグルタメートヒドロゲル、γ−PGA、その塩及び/又はγ−ポリグルタメートヒドロゲルを含む発酵ブロス、又はそれらの混合物を含有する材料を、農作物、植物又は種子、あるいは農作物、植物又は種子を成長させる圃場に適用することを含む方法。   A method for improving the growth of crops, plants or seeds, simultaneously strengthening the stems and stems of plants, increasing the yield of crops, and improving the suppression of diseases caused by plant pathogens, comprising γ-polyglutamic acid (“Γ-PGA”, H form) and / or a salt thereof, γ-polyglutamate hydrogel, γ-PGA, a salt thereof and / or a fermentation broth containing γ-polyglutamate hydrogel, or a material containing a mixture thereof Applying to a crop, plant or seed, or a field in which the crop, plant or seed is grown. 前記塩は、γ−ポリグルタメートNa+体、γ−ポリグルタメートK+体、γ−ポリグルタメートNH4 +体、γ−ポリグルタメートMg++体又はγ−ポリグルタメートCa++体である、請求項1に記載の方法。 The salt is a γ-polyglutamate Na + isomer, a γ-polyglutamate K + isomer, a γ-polyglutamate NH 4 + isomer, a γ-polyglutamate Mg ++ isomer or a γ-polyglutamate Ca ++ isomer. Item 2. The method according to Item 1. 前記γ−ポリグルタメートヒドロゲルは、γ−ポリグルタメートNa+体、γ−ポリグルタメートK+体、γ−ポリグルタメートNH4 +体、γ−ポリグルタメートMg++体、γ−ポリグルタメートCa++体又はそれらの混合物を、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル又はそれらの混合物で架橋して調製される、請求項1に記載の方法。 The γ-polyglutamate hydrogel is composed of a γ-polyglutamate Na + body, a γ-polyglutamate K + body, a γ-polyglutamate NH 4 + body, a γ-polyglutamate Mg ++ body, and a γ-polyglutamate Ca ++ body. Or a mixture thereof is cross-linked with diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyoxyethylene sorbitol polyglycidyl ether, polysorbitol polyglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether or a mixture thereof. The method of claim 1, which is prepared. 前記γ−ポリグルタメートヒドロゲルは、γ−ポリグルタメートNa+体、γ−ポリグルタメートK+体、γ−ポリグルタメートNH4 +体、γ−ポリグルタメートMg++体、γ−ポリグルタメートCa++体又はそれらの混合物にガンマ線又は電子ビームを照射し架橋して調製される、請求項1に記載の方法。 The γ-polyglutamate hydrogel is composed of a γ-polyglutamate Na + body, a γ-polyglutamate K + body, a γ-polyglutamate NH 4 + body, a γ-polyglutamate Mg ++ body, and a γ-polyglutamate Ca ++ body. The method according to claim 1, which is prepared by irradiating gamma rays or an electron beam to a mixture thereof and crosslinking. 前記材料は、殺生剤、土壌調製・改良用湿潤剤、植物の葉に噴霧して使用するための又は農作物圃場又は植物圃場の灌漑時に使用するための成長刺激剤、農作物、植物又は種子を生育させる圃場に存在する重金属を除去するためのキレート剤、及び/又は可溶性カルシウム及び/又はマグネシウムを生成するための錯化剤として使用される、請求項1に記載の方法。   The material grows a biocide, a soil preparation / improvement wetting agent, a growth stimulator for spraying on plant leaves or for use in irrigating crop fields or plant fields, crops, plants or seeds. The method according to claim 1, wherein the method is used as a chelating agent for removing heavy metals present in the field to be produced and / or as a complexing agent for producing soluble calcium and / or magnesium. 前記材料を種子にコーティングする、請求項5に記載の方法。   6. The method of claim 5, wherein the material is coated on seeds. 前記材料を極性溶媒又は水に溶解させpHを5.0〜8.0に調整する、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the material is dissolved in a polar solvent or water and the pH is adjusted to 5.0 to 8.0. γ−PGA及び/又はその塩の濃度は0.001%〜15%である、請求項7に記載の方法。   The method according to claim 7, wherein the concentration of γ-PGA and / or a salt thereof is 0.001% to 15%. γ−ポリグルタメートヒドロゲルの濃度は0.001%〜10%である、請求項7に記載の方法。   The method according to claim 7, wherein the concentration of γ-polyglutamate hydrogel is 0.001% to 10%. 前記材料は、D体のグルタミン酸及び/又はグルタメートの、L体のグルタミン酸及び/又はグルタメートに対する比が、90%:10%〜10%:90%である、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the ratio of the D-form glutamic acid and / or glutamate to the L-form glutamic acid and / or glutamate is 90%: 10% to 10%: 90%. 前記比は、65%:35%〜35%:65%である、請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the ratio is from 65%: 35% to 35%: 65%.
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