JP2010043049A - D−アロースを有効成分とする植物のジベレリンシグナル経路抑制剤およびその利用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】D−アロースを有効成分とする植物のジベレリンシグナル経路抑制剤およびD−アロースを植物体に施用する植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。上記植物が、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、オートムギ、トウモロコシ、サトウキビ、ライグラス類、ケンタッキーブルーグラス、フェスク類、ベントグラス類、ノシバ、コウライシバ、およびバミューダグラスからなる群から選ばれた植物である。
【選択図】図6
Description
しかしながら、これらの希少糖の植物に対する作用機構については解明されていなかった。
D−アロースはジベレリン(GA)シグナル経路を抑制することを利用して、農業場面でGA作用を抑制したい場面での応用が期待され、GAシグナル経路を有する植物に対して生長抑制作用などを発揮することができる。例えば、イネばか苗病は、病原菌が分泌するGAにより徒長が引き起こされるが、この病原菌に感染した籾をD−アロースで処理することにより、徒長を抑えることが可能となった。
また、D−アロースを植物体に施用することにより生長しすぎによる倒伏の防止や芝草の伸長の防止が可能となる。特に、本発明の生長抑制剤をイネに施用することにより、感染したイネばか苗病などの病気の症状を軽減すること、徒長による倒伏を防止することが達成できることにより、米の収量の増加が期待される。
本発明に係るD−アロースを有効成分とする植物のジベレリンシグナル経路抑制剤、及びその抑制方法は、ジベレリンシグナル経路を有している植物のいずれにも適用できるが、例えば、単子葉植物のイネ科植物が挙げられ、更に具体的には、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、オートムギ、トウモロコシ、サトウキビ、ライグラス類、ケンタッキーブルーグラス、フェスク類、ベントグラス類、ノシバ、コウライシバ、およびバミューダグラスを挙げることができる。
本発明においては、本発明が適用される植物の中で、イネを典型的な一例として以下に詳細に説明する。
D−アロースをD−プシコースと14Cでラベルして実験することにより、何れもイネのプロトプラストに取り込まれることを明らかにした。そこで、取り込みのキネティクス解析と細胞内へ取り込まれた後の代謝に関する研究を進展させた。その結果、14C-D−プシコースと14C-D−アロースの取り込みは、それぞれ Vmax 313μg protein/hr, Km 19.3mM および Vmax 625μg protein/hr, Km 46.0mM であった、また14C-D−プシコースはイネ細胞内で急速に代謝されることはないが、14C-D−アロースはリン酸化されることを明らかにした。
希少糖の植物ホルモンに対する作用を検定するために、希少糖の処理法として行っていた根からの吸収法(播種5日目のイネ苗を希少糖水溶液に浮かべて、根から吸収させる方法)とともに、ジベレリン研究で一般に用いられるマイクロドロップ法を採用した。この方法でも、希少糖の特異性は再現され、D−プシコースとD−アロースに強い生育抑制作用が認められた(図3)。根からの吸収法の場合、抑制に0.5 mM水溶液を大量に用意する必要があったが、マイクロドロップ法では子葉鞘と第一葉の間に、100mMの水溶液を1 μlドロップすれば良く、少量かつ簡便に希少糖作用を検定することが可能になった。使用する希少糖の濃度は、マイクロドロップ法の方が高く100mM/Lであるが、1 μlのみ使うため、使用総量は本処理法で著しく抑えられるようになった。
このように、D−アロースは無胚半種子検定でα-アミラーゼの誘導抑制がみられ、GAシグナル経路の阻害が示唆されたが、D−プシコースにはこのような活性は認められなかった。
一方、D−プシコースは、GA添加により、抑制作用が完全ではないが回復する(図4)。また、α-アミラーゼ誘導に影響を与えないことから、GA生産(活性型GAへの変換阻害・不活性型GAへの変換促進を含む)の抑制が起きていて、GAシグナル経路に阻害はないと考えた。しかしながら、D−プシコースもslr1変異体の徒長を抑制した(図5)。このことより、D−プシコースはGA生産やGAシグナル経路に直接作用するのではなく、GAにリンクした他のホルモンシグナル伝達経路に影響していると考察した。
本実施例では、D−アロースによるイネ生育阻害作用に対するジベレリンの添加効果を検証した。品種日本晴のイネの種子(籾)を、希少糖を10〜1000mg/LとGA3(ジベレリン)を0.1〜25mg/Lを含む寒天に植え付け、播種後7日目の草丈を調査した。その結果を図7に示す。D−アロースの生長抑制作用が、D−アロースが約10mg/L以上の濃度で明らかに認められた。D−アロースを約100mg/L以上含有する培地では、GA3の生長促進作用は完全に無効とされることが明らかになった。一方、D−プシコースではこのような高濃度の条件下でも共存するジベレリンの生長促進効果の影響が顕著に現れている。
本実施例では、D−アロースによる処理がイネの初期生育に及ぼす影響を明らかにする試験を行った。4×4cmのポットにイネ(品種:日本晴)を6粒植え、播種時と一週間後の二回、D−アロース水溶液5mLによる灌注処理を行った後、25日目に5個体を無作為に選んでその根、及び葉の生育状態を調査した。灌注処理のD−アロースの量は、4〜62.5kg/haとなるように調整し、D−アロースを用いないものを対照例とした。
本実施例は、D−アロースを散布した時のイネに対する生長抑制作用を実験により示すものである。
イネ(品種:幸風)を浸種・催芽後、育苗箱で2週間育苗し、田植えを行った。田植え20日後の茎葉にD−アロースを5重量%の濃度となるように調製した液を10a当たり200Lになるような液量で散布した。散布10日後の生育状態を図9に示した。D−アロース散布区のイネの草丈は無処理区の約70%であり、顕著な生育抑制効果が認められた。
本実施例は、D−アロースを田面水に処理した時のイネに対する生長抑制作用を実験により示すものである。
イネ(品種:幸風)を浸種・催芽後、育苗箱で2週間育苗し、田植えを行った。田植え20日後の田面水にD−アロースを5重量%の濃度となるように調製した液を10aあたり32kgになるように処理した。散布10日後の生育状態を図10に示した。D−アロース散布区のイネの草丈は無処理区の約90%であり、顕著な生育抑制効果が認められた。
本実施例では、イネ個体への点滴処理によるイネばか苗病の防除効果について検討した。イネ(品種:短銀坊主)の健全籾とばか苗病菌保菌籾を播種した後、3日間生育させた苗を試験に供試した。イネの葉鞘に0.1〜5重量%のD−アロースを含む水溶液を1μL点滴処理した後、10日経過したイネの草丈を図11に示した。D−アロースで処理したイネの生長では、イネばか苗病菌が生産するジベレリンによる徒長が顕著に抑制された。
本実施例では、播種時潅注処理によるイネばか苗病の防除ついて検討した。土壌を詰めた5×5cmのポットに1、0.5、0.1重量%のD−アロース水溶液を10mL潅注処理した後、催芽させたイネばか苗病保菌籾(品種:短銀坊主)をポット当たり4g播種した。これを28℃で2日間、25℃で14日間生育させた後、草丈を調査し、発病個体の比率を求めた。D−アロース水溶液1、0.5、0.1重量%処理区および無処理区の発病率はそれぞれ、17.9、29.7、33.3、71.8%で、D−アロースを潅注処理することによりイネばか苗病菌が生産するジベレリンによるイネの徒長が抑制できた。
本実施例は、イネ以外のイネ科の植物である、タイヌビエ、オオムギ、トウモロコシ、イタリアンライグラス、およびベントグラスを用いて、D−アロースによる生育阻害を示すものである。
ポットにタイヌビエ、オオムギ、トウモロコシ、イタリアンライグラス、ベントグラスを植え、発芽が揃った播種11日後に1重量%を最高濃度とし0.0156重量%を最小濃度とするD−アロース水溶液を植物体に散布し、散布25日後に地上部の生体重を測定して得た生育抑制の調査結果を図12に示す。
本発明は、こうしたD−アロースの特性を利用して、植物の生長などの制御を可能とするものであり、農業生産技術分野において有用である。
Claims (19)
- D−アロースを有効成分とすることを特徴とする植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- HXK依存性シグナル経路を経て、ジベレリンシグナル経路を抑制する請求項1に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- HXK依存性シグナル経路を経て、ジベレリンシグナル経路中のSLR1蛋白系からα-アミラーゼに至までの経路を阻害する請求項1または2に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- 上記植物が、ジベレリンシグナル経路を有する植物である請求項1から3のいずれか一項に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- 上記植物が、単子葉植物である請求項1から4のいずれか一項に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- 上記植物が、イネ科植物である請求項1から5のいずれかに記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- 上記植物が、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、オートムギ、トウモロコシ、サトウキビ、ライグラス類、ケンタッキーブルーグラス、フェスク類、ベントグラス類、ノシバ、コウライシバ、およびバミューダグラスからなる群から選ばれた植物である請求項5または6に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制剤。
- D−アロースにより植物のジベレリンシグナル経路を抑制することを特徴とする植物の生長抑制剤。
- 上記植物がイネである請求項8に記載の植物の生長抑制剤。
- イネばか苗病に罹病したイネのジベレリンシグナル経路を抑制することによりイネの徒長を抑制する請求項9に記載の植物生長抑制剤。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のジベレリンシグナル抑制剤を植物体に施用することを特徴とする植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。
- 植物体が、根、茎、葉、種子、芽、花の組織、または細胞である請求項11に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。
- D−アロースが、0.01〜20重量%の溶液である請求項11または12に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。
- D−アロースを、0.1〜1000kg/ha施用する請求項11から13のいずれか一項に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。
- 上記植物が、単子葉植物である請求項11から14のいずれか一項に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。
- 上記植物が、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、オートムギ、トウモロコシ、サトウキビ、ライグラス類、ケンタッキーブルーグラス、フェスク類、ベントグラス類、ノシバ、コウライシバ、およびバミューダグラスからなる群から選ばれた請求項11から15のいずれか一項に記載の植物のジベレリンシグナル経路抑制方法。
- D−アロースを植物体に施用することにより植物のジベレリンシグナル経路を抑制することを特徴とする植物の生長抑制方法。
- 上記植物がイネである請求項17に記載の植物の生長抑制方法。
- イネばか苗病に罹病したイネのジベレリンシグナル経路を抑制することによりイネの徒長を抑制する請求項18に記載の植物生長抑制方法。
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