JP2013059299A - Marker for deciding water sufficiency degree of plant and method for deciding water sufficiency degree using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a marker for deciding the water sufficiency degree, reflecting the water sufficiency-insufficiency state in a plant without being affected by an environmental factor, or the like, and to provide a method for deciding the water sufficiency-insufficiency state in a plant with a marker for deciding the water sufficiency degree.SOLUTION: A metabolite whose quantity is changed in dependency on the water sufficiency degree in a plant is used as a marker for deciding the water sufficiency degree to accurately decide the water sufficiency degree in the plant on the basis of the accumulation quantity of the marker in the plant.

Description

本発明は、植物における水分の充足度を判定するためのマーカー及びそれを用いた水分充足度判定方法に関する。   The present invention relates to a marker for determining the degree of water sufficiency in a plant and a method for determining the degree of water sufficiency using the marker.

農林業において目的の植物を短期間で効率よく生長させるためには、必要時に必要な栄養素を過不足なく与えるだけでなく、適切な水分量を与えることが極めて重要である。   In order to grow the target plant efficiently in a short period of time in agriculture and forestry, it is extremely important not only to supply the necessary nutrients when necessary, but also to provide an appropriate amount of water.

年間を通じて比較的多雨な地域や、日本のように灌漑設備の整った地域では、植物への水分付与はさほど大きな問題とはならない。しかし、乾燥地のような少雨地域や雨季乾季のみられる地域では、植物の水分充足度を的確に管理することが、農林産物の効率的な生産上、絶対不可欠となっている。   In areas with relatively heavy rainfall throughout the year and areas with irrigation facilities such as Japan, hydration of plants is not a major problem. However, in areas with low rainfall, such as dry land, and areas where only the dry season is rainy, it is absolutely essential for the efficient production of agricultural and forestry products to accurately manage the moisture content of plants.

また、在来の原野や山林を植栽地として開拓する場合、その土地が植栽すべき対象植物種の生育に必要な栄養素と水分を過不足なく包含していることが生産量上、重要な問題となってくる。もっとも、栄養素であれば、開拓後に不足が判明しても施肥によって比較的容易に改善が可能である。しかし、水分の場合には、近隣に十分量の水源がない限り、大規模な灌漑設備が必要になり、不足の改善には莫大なコストを要することになる。したがって、新たな植栽地の選定において、事前に候補地の土中水分充足度を正確に判定することが非常に重要となってくる。   In addition, when cultivating native wilderness and forests as planting sites, it is important in terms of production that the land contains the nutrients and moisture necessary for the growth of the target plant species to be planted. It becomes a problem. However, in the case of nutrients, improvement can be made relatively easily by fertilization even if the shortage is found after development. However, in the case of moisture, unless there is a sufficient amount of water source in the vicinity, a large-scale irrigation facility will be required, and it will be very expensive to improve the shortage. Therefore, in selecting a new planting site, it is very important to accurately determine the degree of soil moisture sufficiency in the candidate site in advance.

従来、農林業分野での水分充足度管理や植栽地選定のための土中水分量の判定は、土壌の含水率測定(非特許文献1)によって行われてきた。しかし、この方法で測定される含水率は、土壌表面からせいぜい十数センチの表層部分の値であり、木本類が主に活用している地表からおおよそ50cm〜2m下の深層土壌の含水率は、通常の方法では測定が困難である。それ故、土壌表層域の水分含水率が一過的な降雨や潅水によって測定値上適当な値を示していても、土壌深層域にまでは十分に浸水していないことがしばしば起こり得る。このような場合、実際は植物が水分不足状態に陥っているにもかかわらず、生産者は、土壌表層域の測定値から水分充足度が足りていると誤判断し、潅水等の適切な措置を行わない問題が生じ得る。したがって、前記方法は、木本類のような土壌深層域にまで根を張る植物には不適といえる。また、従来の方法は、いずれも土壌の含水率に基づく間接的な検査方法である。すなわち、土中の水分量が十分であれば、そこで生育している植物の水分充足度も足りていると判断する方法であって、植物の実質的な水分充足度を直接的に測定したものではない。それ故、普遍的に使用できる方法とは言い難い。   Conventionally, the determination of the moisture content in the soil for the management of water sufficiency and the selection of planting sites in the agricultural and forestry fields has been performed by measuring the moisture content of the soil (Non-patent Document 1). However, the moisture content measured by this method is the value of the surface layer part of tens of centimeters at most from the soil surface, and the moisture content of the deep soil approximately 50 cm to 2 m below the ground surface mainly used by trees. Is difficult to measure by ordinary methods. Therefore, even if the moisture content of the surface layer of the soil shows an appropriate value in terms of measured values due to transient rainfall or irrigation, it is often possible that the soil has not been sufficiently submerged in the deep layer. In such a case, despite the fact that the plant is actually deficient in water, the producer misjudged that the water content is sufficient from the measured values in the soil surface area and took appropriate measures such as irrigation. Problems that don't do can arise. Therefore, it can be said that the said method is unsuitable for the plant which roots to the soil deep region like woody. All of the conventional methods are indirect inspection methods based on the moisture content of the soil. In other words, if the amount of water in the soil is sufficient, it is a method for determining that the water sufficiency of the plant growing there is also sufficient, and is a direct measurement of the substantial water sufficiency of the plant is not. Therefore, it is hard to say that it is a universally usable method.

しかし、従来、植物の実質的な水分充足度を直接的、かつ客観的に測定又は判断する方法は、知られていなかった。植物における水分充足度を評価できる技術があれば、植物の生長性をより正確に予測することが可能になる。そのためには、植物の水分充足状態を正確に把握し、その結果に応じて適切な潅水を行う必要がある。   However, conventionally, a method for directly or objectively measuring or judging the substantial water sufficiency of plants has not been known. If there is a technique that can evaluate the degree of water sufficiency in a plant, the growth of the plant can be predicted more accurately. For this purpose, it is necessary to accurately grasp the water sufficiency state of the plant and perform appropriate irrigation according to the result.

財団法人 日本土壌協会 土壌機能モニタリング調査のための土壌、水質及び植物体分析法Japan Soil Association Foundation Soil, water quality and plant analysis method for soil function monitoring survey

本発明の課題は、環境要因等に影響されることなく、植物における水分の充足・不足状態を反映する水分充足度判定用マーカーを開発し、提供することである。   An object of the present invention is to develop and provide a marker for determining the degree of water sufficiency that reflects the state of water sufficiency / insufficiency in plants without being affected by environmental factors.

また、前記水分充足度判定用マーカーを用いて、植物における水分の充足・不足状態を判定する方法を提供することである。   Moreover, it is providing the method of determining the sufficiency and insufficient state of the water | moisture content in a plant using the said marker for water sufficiency degree determination.

上記課題を解決するために、本発明者らは、植物の代謝産物に着目し、植物における水分の充足度に依存して量的に変化する代謝産物を見出した。また、その代謝産物の植物における蓄積量に基づいて、植物における水分の充足・不足状態を正確に判定できることが明らかとなった。本発明は、当該知見に基づくものであり、すなわち以下を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have focused on a plant metabolite and found a metabolite that changes quantitatively depending on the water sufficiency in the plant. In addition, based on the accumulated amount of the metabolite in the plant, it became clear that the water sufficiency / insufficient state in the plant can be accurately determined. This invention is based on the said knowledge, ie, provides the following.

(1)植物の代謝産物であって、高速液体クロマトグラフタンデム質量分析において、液体クロマトグラフィーでのアセトニトリルの時間的な連続濃度勾配を0分3%〜5分56%で形成させたときに下記表1で示す保持時間で分離され、かつ質量分析におけるプリカーサーイオン及びプロダクトイオンの質量電荷比が下記表1で示す値で特定されるマーカーNo.1〜5で示されるいずれか一の植物の水分充足度判定用マーカー。

Figure 2013059299
(2)前記植物が木本類である、(1)に記載のマーカー。
(3)前記木本類がユーカリプタス属である、(2)に記載のマーカー。
(4)植物における水分の充足度を判定する方法であって、被検植物の全部又は一部から代謝産物を含む抽出物を抽出する抽出工程、前記抽出工程で得られた抽出物中に含まれる(1)に記載の少なくとも一の水分充足度判定用マーカーの蓄積量を測定する測定工程、前記測定工程で得られた水分充足度判定用マーカーの蓄積量に基づいて、前記被検植物における水分の充足度を判定する判定工程
を含む、前記方法。
(5)前記判定工程において、水分の充足度を被検植物と対照植物のそれぞれから得られる水分充足度判定用マーカーの蓄積量の比較によって判定する、(4)に記載の判定方法。
(6)前記対象植物が水分不足状態にある、(5)に記載の判定方法。
(7)水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 1〜3、6、8及び9の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に小さいときに被検植物における水分が充足状態にあると判定する、(6)に記載の判定方法。
(8)水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 4、5、7、10及び11の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に大きいときに被検植物における水分が充足状態にあると判定する、(6)に記載の判定方法。
(9)前記対象植物が水分充足状態にある、(5)に記載の判定方法。
(10)水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 1〜3、6、8及び9の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に大きいときに被検植物における水分が不足状態にあると判定する、(9)に記載の判定方法。
(11)水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 4、5、7、10及び11の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に小さいときに被検植物における水分が不足状態にあると判定する、(9)に記載の判定方法。
(12)前記植物が木本類である、(5)〜(11)のいずれかに記載の判定方法。
(13)前記木本類がユーカリプタス属である、(12)に記載の判定方法。
(14)(4)〜(13)のいずれかに記載の判定方法を用いて、被検地における土中水分量を推定する土中水分量推定方法。
(15)(14)で土中水分量推定方法を用いて、対象植物の植栽候補地を選定する植栽候補地選定方法。
(16)同一植物において、(4)〜(13)のいずれかに記載の水分充足度判定方法によって得られた水分の充足度に関する経時的な二以上の判定結果に基づいて、その植物における生長状態を判定する、植物の生長状態判定方法。
(17)二以上の経時的な判定結果が、いずれも充足状態にあるという結果であった場合には、その植物における生長状態は良好であると判定し、不足から充足に移行していることを示す場合には、生長状態が改善傾向にあると判定し、充足から不足に移行していることを示す場合には、生長状態が悪化傾向にあると判定し、又はいずれも不足していることを示す場合には、生長状態が悪いと判定する、(16)に記載の判定方法。
(18)(16)又は(17)に記載の植物の生長状態判定方法による判定結果に基づいて、その植物における水分の潅水量を決定する潅水量決定方法。 (1) It is a metabolite of a plant, and in high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry, when a temporal continuous concentration gradient of acetonitrile in liquid chromatography is formed at 0% 3% to 5 minutes 56%, the following The water content of any one of the plants indicated by marker Nos. 1 to 5 separated by the retention times shown in Table 1 and having the mass-to-charge ratio of the precursor ions and product ions in the mass spectrometry indicated by the values shown in Table 1 below Satisfaction degree marker.
Figure 2013059299
(2) The marker according to (1), wherein the plant is woody.
(3) The marker according to (2), wherein the woody species belongs to the genus Eucalyptus.
(4) A method for determining the degree of water sufficiency in a plant, the extraction step for extracting an extract containing a metabolite from all or part of the test plant, included in the extract obtained in the extraction step Measurement step of measuring the accumulated amount of at least one moisture sufficiency determination marker according to (1), based on the accumulated amount of the moisture sufficiency determination marker obtained in the measurement step, in the test plant The said method including the determination process which determines the sufficiency of a water | moisture content.
(5) The determination method according to (4), wherein, in the determination step, the degree of water sufficiency is determined by comparing the accumulated amount of the water sufficiency determination markers obtained from each of the test plant and the control plant.
(6) The determination method according to (5), wherein the target plant is in a moisture-deficient state.
(7) When the marker for determining the degree of water sufficiency is the marker Nos. 1 to 3, 6, 8, and 9 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically more significant than the accumulated amount in the control plant (6) The determination method as described in (6) which determines with the water | moisture content in a to-be-tested plant being in a sufficient state when it is small.
(8) When the water sufficiency determination marker is marker No. 4, 5, 7, 10 or 11 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically more significant than the accumulated amount in the control plant (6) The determination method as described in (6) which determines with the water | moisture content in a to-be-tested plant being in a sufficient state when it is large.
(9) The determination method according to (5), wherein the target plant is in a water-sufficient state.
(10) When the marker for determining water sufficiency is the marker Nos. 1 to 3, 6, 8, and 9 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically more significant than the accumulated amount in the control plant. (9) The determination method as described in (9) which determines with the water | moisture content in a test plant being in a shortage state when it is large.
(11) When the marker for determining the degree of water sufficiency is marker No. 4, 5, 7, 10 and 11 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically more significant than the accumulated amount in the control plant The determination method according to (9), wherein it is determined that the moisture in the test plant is in a deficient state when the water is small.
(12) The determination method according to any one of (5) to (11), wherein the plant is a tree.
(13) The determination method according to (12), wherein the woody species belongs to the genus Eucalyptus.
(14) A soil moisture content estimation method for estimating the soil moisture content in the test site using the determination method according to any one of (4) to (13).
(15) A planting site selection method for selecting a planting site for the target plant using the soil moisture content estimation method in (14).
(16) In the same plant, the growth in the plant based on two or more determination results with respect to the water sufficiency over time obtained by the water sufficiency determination method according to any one of (4) to (13) A method for determining a growth state of a plant, which determines a state.
(17) If two or more determination results over time are the results that both are in a satisfactory state, it is determined that the growth state in the plant is good, and the state has shifted from insufficient to sufficient In the case where the growth state is indicated, it is determined that the growth state is in an improvement trend, and in the case where it is indicated that the growth state is shifted from the satisfaction to the shortage, it is determined that the growth state is in a deterioration tendency, or both are insufficient. In the case of indicating this, the determination method according to (16), wherein the growth state is determined to be bad.
(18) An irrigation amount determination method for determining an irrigation amount of water in the plant based on the determination result by the growth state determination method of the plant according to (16) or (17).

本発明の植物の水分充足度判定用マーカーによれば、他要因に影響されることなく、植物の水分充足状態を直接的に、かつ正確に判定することができるマーカーを提供できる。   According to the plant water sufficiency determination marker of the present invention, it is possible to provide a marker that can directly and accurately determine the water sufficiency state of a plant without being influenced by other factors.

本発明の植物の水分充足度判定方法によれば、本発明の植物の水分充足度判定用マーカーを用いることによって、被検植物における水分の充足状態を他要因に影響されることなく正確に判定することができる。   According to the water content determination method of a plant of the present invention, by using the marker for determining the water content of a plant of the present invention, it is possible to accurately determine the water content state in a test plant without being influenced by other factors. can do.

本発明の土中水分量推定方法によれば、植物の水分充足度を介して、被検地における土中、特に深層土壌の水分量を推定することができ、その結果に基づいて、対象植物の植栽候補地を選定することが可能となる。   According to the soil moisture content estimation method of the present invention, it is possible to estimate the moisture content of soil in the test site, in particular, deep soil, through the moisture content of the plant, and based on the results, Candidate sites for planting can be selected.

水分不足区及び水分充足区における植栽3ヶ月のユーカリプタス属雑種(カマルドレンシス×デグルプタ)の生長量としての樹高を示した図である。水分不足区では、水分充足区と比較して植物の成長が有意に阻害されていることがわかる。It is the figure which showed the tree height as a growth amount of Eucalyptus genus hybrids (camaldrensis x deglupta) of planting 3 months in a water deficient district and a water sufficiency zone. It can be seen that in the water-deficient group, the growth of the plant is significantly inhibited as compared with the water-sufficient group. 栄養条件及び水分条件を変えて3ヶ月間栽培したユーカリプタス属雑種クローン(カマルドレンシス×デグルプタ)の生長量としての樹高を示した図である。図中の各処理区(処理区1〜4)は、表4に記載の処理区にそれぞれ対応する。すなわち、処理区1は、施肥量及び水分量共に充足状態の処理区、処理区2は、施肥量が充足しているが、水分量が不足状態の処理区、処理区3は、施肥量が不足しているが、水分量が充足状態の処理区、そして処理区4は、施肥量及び水分量共に不足している処理区である。It is the figure which showed the tree height as the amount of growth of the Eucalyptus genus hybrid clone (Camaldrensis * deglutta) cultivated for 3 months changing nutrient conditions and water conditions. Each processing section (processing sections 1 to 4) in the figure corresponds to the processing section described in Table 4. That is, treatment section 1 is a treatment section where both fertilization amount and moisture amount are sufficient, and treatment section 2 is filled with fertilization amount, but treatment section where treatment amount is insufficient and treatment section 3 has a fertilization amount. The treatment section where the amount of moisture is insufficient, but the treatment section 4 is a treatment section where both the fertilizer application amount and the moisture amount are insufficient.

1.水分充足度判定用マーカー
本発明の第1の実施形態は、植物の水分充足度判定用マーカー(以下、本明細書においては、しばしば単に「マーカー」と略して表記する)である。本発明のマーカーは、植物における水分の充足度に依存して量的に変化する植物由来の代謝産物である。具体的には、上記表1においてマーカーNo.1〜11で示される物質をいう。
1. Marker for determining water sufficiency The first embodiment of the present invention is a marker for determining water sufficiency of a plant (hereinafter simply referred to as “marker” in the present specification). The marker of the present invention is a plant-derived metabolite that changes quantitatively depending on the degree of water content in the plant. Specifically, it refers to substances indicated by marker Nos. 1 to 11 in Table 1 above.

本明細書において「植物」とは、コケ植物、シダ植物及び種子植物をいう。好ましくは種子植物である。種子植物の場合、裸子植物若しくは被子植物、又は草本類若しくは木本類は問わない。好ましくは深層土壌中の水分を主として利用する木本類である。より好ましくは被子植物、さらに好ましくはフトモモ科植物、一層好ましくはユーカリプタス属の植物である。例えば、ユーカリプタス・カマルドレンシス、ユーカリプタス・デグルプタ、ユーカリプタス・グランディス、ユーカリプタス・ユーロフィラ、ユーカリプタス・ペリータ、ユーカリプタス・グロブラス、ユーカリプタス・ブラシアーナ、ユーカリプタス・テレティコンティス又はそれらの雑種、例えば、ユーカリプタス・カマルドレンシスとユーカリプタス・デグルプタの雑種(以降、「カマルドレンシス×デグルプタ」とする)、ユーカリプタス・カマルドレンシスとユーカリプタス・ユーロフィラの雑種(以降、「カマルドレンシス×ユーロフィラ」とする)、ユーカリプタス・ペリータとユーカリプタス・ブラシアーナの雑種、又はユーカリプタス・ペリータとユーカリプタス・カマルドレンシスの雑種が挙げられる。本明細書で「深層土壌」とは、地表から深さ30cm〜2.5m、40cm〜2.3m又は50cm〜2.0mの範囲にある土壌をいう。   As used herein, “plant” refers to a moss plant, a fern plant, and a seed plant. Preferably it is a seed plant. In the case of a seed plant, a gymnosperm or angiosperm, a herb or a tree is not questioned. Preferred are woods that mainly use moisture in the deep soil. More preferably, it is an angiosperm, more preferably a myrtaceae plant, and still more preferably a plant of the genus Eucalyptus. For example, Eucalyptus Camaldrensis, Eucalyptus Deglupta, Eucalyptus Grandis, Eucalyptus Eurofila, Eucalyptus Perita, Eucalyptus Globras, Eucalyptus Brassiana, Eucalyptus Teleticontis or their hybrids, such as Eucalyptus Camaldrens Hybrids of cis and eucalyptus deglupta (hereinafter referred to as “camaldrensis x degrupta”), hybrids of eucalyptus camaldrensis and eucalyptus eurofila (hereinafter referred to as “camaldrensis x eurofila”), eucalyptus Examples include hybrids of Perita and Eucalyptus brassana, or hybrids of Eucalyptus perita and Eucalyptus camaldrensis. As used herein, “deep soil” refers to soil having a depth of 30 cm to 2.5 m, 40 cm to 2.3 m, or 50 cm to 2.0 m from the ground surface.

本明細書において「植物における水分の充足度」とは、水分がその植物の生育上必要な量に達しているか否かの程度をいう。例えば、植物における水分の充足度が低い場合には、その植物における水分量が生育上必要な量に達していないこと、すなわち、その植物において水分が不足状態又は欠乏状態にあることを意味する。また、植物における水分の充足度が高い場合には、その植物における水分量が生育上必要な量に達していること、すなわち、その植物において水分が充足状態にあることを意味する。本明細書において、水分の充足度が高いか低いかの判定基準は、本発明のマーカーの蓄積量に基づいて決定される。これについては、後述する水分充足度判定方法の判定工程で詳述するため、ここではその説明を省略する。   In the present specification, “degree of water sufficiency in a plant” refers to the degree of whether or not water has reached an amount necessary for the growth of the plant. For example, when the moisture content in a plant is low, it means that the amount of water in the plant has not reached the amount necessary for growth, that is, the plant is deficient or deficient. Further, when the degree of moisture content in a plant is high, it means that the amount of moisture in the plant has reached the amount necessary for growth, that is, the plant is in a sufficient state of moisture. In the present specification, the criterion for determining whether the degree of water satisfaction is high or low is determined based on the accumulated amount of the marker of the present invention. Since this will be described in detail in the determination process of the moisture sufficiency determination method described later, the description thereof is omitted here.

本明細書において「代謝産物」とは、植物において、呼吸に代表される異化代謝又は光合成に代表される同化代謝によって生じる全ての物質をいう。例えば、タンパク質(酵素を含む)、低分子化合物(植物ホルモン、ポリフェノール、糖、アミノ酸、ヌクレオチドを含む)が挙げられる。水溶性、脂溶性は、問わない。   As used herein, the term “metabolite” refers to all substances produced in plants by catabolic metabolism represented by respiration or anabolic metabolism represented by photosynthesis. Examples include proteins (including enzymes) and low molecular weight compounds (including plant hormones, polyphenols, sugars, amino acids, and nucleotides). Water solubility and fat solubility do not matter.

上記代謝産物のうち、本発明の水分充足度判定用マーカーは、高速液体クロマトグラフタンデム質量分析において、液体クロマトグラフィーでのアセトニトリルの時間的な連続濃度勾配を0分3%〜5分56%で形成させたときに表1で示す保持時間で分離され、かつ質量分析におけるプリカーサーイオン及びプロダクトイオンの質量電荷比が表1で示す値で特定されるマーカーNo.1〜11で示される物質である。より具体的には、後述する実施例2の測定条件で特定される物質である。   Among the above metabolites, the marker for determination of water sufficiency according to the present invention is a high-performance liquid chromatograph tandem mass spectrometry with a time continuous gradient of acetonitrile in liquid chromatography from 0 min 3% to 5 min 56%. When formed, it is separated by the retention time shown in Table 1, and is a substance indicated by marker Nos. 1 to 11 in which the mass-to-charge ratio of precursor ions and product ions in mass spectrometry is specified by the values shown in Table 1. . More specifically, the substance is specified under the measurement conditions of Example 2 described later.

「高速液体クロマトグラフタンデム質量分析」(以下「LC-MS/MS分析」と略記する)とは、液体クロマトグラフィー(LC: liquid chromatography;以下「LC」と略記する)(通常は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC:High performance liquid chromatography;以下「HPLC」と略記する)を使用する)と2つの質量分析計が直列に連結された装置を用いる質量分析法(MS:Mass Spectrometry)である(Kachlickiet al., J Mass Spectrom J Mass Spectrom. (2008) 43(5):572-586)。LC-MS/MS装置では、LCで所定の保持時間に分離された試料が、特定の質量電荷比を有するイオンのみ通過可能な1つめのMS(Q1)でプリカーサーイオンにイオン化された後、Q2で代謝産物が高電圧によって分解され、プロダクトイオンが発生する。続く2つめのMS(Q3)で特定の質量電荷比を有するプロダクトイオンのみが通過し、検出器にて検出される。それ故、化学構造が同定されていない代謝産物であっても、LCでの試料分離条件、及び分解前と分解後の通過可能なイオンの質量電荷比を予め設定しておくことで、試料中に含まれるその代謝産物を特定することができる。   “High-performance liquid chromatograph tandem mass spectrometry” (hereinafter abbreviated as “LC-MS / MS analysis”) is liquid chromatography (hereinafter abbreviated as “LC”). (MS: Mass Spectrometry) using a device in which two mass spectrometers are connected in series (Kachlickiet al) (Kachlickiet al). J Mass Spectrom. (2008) 43 (5): 572-586). In the LC-MS / MS system, a sample separated by LC at a specified retention time is ionized into precursor ions by the first MS (Q1) that can pass only ions having a specific mass-to-charge ratio, and then Q2 Metabolites are decomposed by high voltage and product ions are generated. In the subsequent second MS (Q3), only product ions having a specific mass-to-charge ratio pass and are detected by the detector. Therefore, even for metabolites whose chemical structures have not been identified, the sample separation conditions in LC and the mass-to-charge ratio of ions that can pass before and after decomposition are set in advance in the sample. The metabolite contained in can be identified.

本発明における「アセトニトリルの時間的な連続濃度勾配」とは、LCの溶媒であるアセトニトリルの、所定時間内における連続的な濃度勾配をいう。具体的には、0分時の濃度が3%であり、5分時の濃度が56%であり、その間の時間に対する濃度が連続的な傾斜を形成する濃度勾配をいう。   In the present invention, “a continuous concentration gradient of acetonitrile” refers to a continuous concentration gradient of acetonitrile, which is an LC solvent, within a predetermined time. Specifically, it means a concentration gradient in which the concentration at 0 minute is 3%, the concentration at 5 minutes is 56%, and the concentration with respect to time in the meantime forms a continuous gradient.

以上のように、本発明の各水分充足度判定用マーカーは、LC-MS/MS分析を用いて、前記時間的な連続濃度勾配を形成したアセトニトリルと共に試料をカラム内に流通させ、表1に記載のそれぞれの保持時間で分離した代謝物を、質量分析器で分析した場合、プリカーサーイオンとプロダクトイオンが表1に記載の質量電荷比を示す物質として特定し、その存在を確認し、さらに定量することができる。   As described above, each of the moisture sufficiency determination markers according to the present invention uses LC-MS / MS analysis to distribute a sample in a column together with acetonitrile that forms the temporal continuous concentration gradient. When the metabolites separated at the respective retention times described above are analyzed with a mass spectrometer, the precursor ions and the product ions are identified as substances having the mass-to-charge ratio shown in Table 1, the presence thereof is confirmed, and further quantification is performed. can do.

なお、表1のマーカーNo. 4、5、7、10及び11で示す本実施形態のマーカーは、後述する実施例1で示すように、いずれも植物中の蓄積量が水分量の増加に伴って増加する、すなわち、水分充足状態のときに、被検植物内での発現、合成、又は分泌若しくは放出の量が増加する、性質を有する代謝産物である。   In addition, as for the marker of this embodiment shown by marker No. 4, 5, 7, 10 and 11 of Table 1, as shown in Example 1 mentioned later, as for all, the accumulation | storage amount in a plant is accompanying the increase in a moisture content. A metabolite that has the property of increasing the amount of expression, synthesis, or secretion or release in a test plant when the water is full.

一方、表1のマーカーNo. 1〜3、6、8及び9で示す本実施形態のマーカーは、後述する実施例1で示すように、いずれも植物中の蓄積量が水分量の減少に伴って増加する、すなわち、水分の不足又は欠乏によって、被検植物内での発現、合成、又は分泌若しくは放出の量が増加する、性質を有する代謝産物である。   On the other hand, as for marker of this embodiment shown by marker No. 1-3, 6, 8, and 9 of Table 1, as shown in Example 1 mentioned later, as for all, the accumulation | storage amount in a plant accompanies the reduction | decrease of a moisture content. A metabolite having a property that increases the amount of expression, synthesis, or secretion or release in the test plant due to lack or lack of water.

2.水分充足度判定方法
本発明の第2の実施形態は、植物における水分充足度判定方法である。本発明の方法は、抽出工程、測定工程、及び判定工程を必須の工程として含むことを特徴とする。以下、各工程について、具体的に説明をする。
2. Water sufficiency determination method The 2nd Embodiment of this invention is the water sufficiency determination method in a plant. The method of the present invention includes an extraction step, a measurement step, and a determination step as essential steps. Hereinafter, each step will be specifically described.

2−1.抽出工程
「抽出工程」とは、被検植物の全部又は一部から代謝産物を含む抽出物を抽出する工程である。
2-1. Extraction Step The “extraction step” is a step of extracting an extract containing a metabolite from all or part of the test plant.

本明細書において「被検植物」とは、水分の充足度を判定するために本発明の水分充足度判定方法に供される植物であって、任意の環境下で生育した、又は育成された植物である。   In the present specification, the “test plant” refers to a plant that is subjected to the water content determination method of the present invention in order to determine the water content, and has grown or grown under any environment. It is a plant.

本明細書において「被検植物の全部」とは、被検植物の植物体を構成する全ての部分をいう。また、「被検植物の一部」とは、被検植物の植物体を構成する器官(例えば、根部、茎部、葉部、花部、又は胞子若しくは種子等)、前記器官を構成する形態的及び/若しくは機能的に分化した細胞群である組織、又は前記組織を構成する細胞をいう。当該一部は、被検植物のいずれの部位を用いてもよいが、好ましくは葉部である。これは、入手が容易であり、被検植物に与える負荷が比較的小さく、植物体の中でも代謝産物を最も多く含有していることから、第1実施形態の水分充足度判定用マーカーを包含している可能性が高いためである。なお、本明細書においては、被検植物のより正確な水分充足度を判定するために、野外の植栽された被検植物のサンプリングには、少なくとも降雨中、又は降雨直後は避けることが望ましい。   In this specification, “the whole test plant” means all parts constituting the plant body of the test plant. The “part of the test plant” means an organ (for example, root, stem, leaf, flower, spore or seed) constituting the plant of the test plant, or a form constituting the organ. It refers to a tissue that is a group of cells that have been differentiated objectively and / or functionally, or cells that constitute the tissue. The part may use any part of the test plant, but is preferably a leaf part. This includes the marker for determining the degree of water sufficiency according to the first embodiment because it is easily available, has a relatively small load on the test plant, and contains the most metabolites among the plants. This is because there is a high possibility that In the present specification, in order to determine a more accurate water sufficiency level of the test plant, it is desirable to avoid sampling of the planted test plant in the field at least during or immediately after the rain. .

本明細書において「抽出物」とは、複数の代謝産物を包含する植物抽出物、通常は、植物抽出液をいう。前述のように、本発明の代謝産物は、水溶性及び脂溶性を問わないことから、抽出物の抽出に用いる溶媒は、水溶液又は有機溶媒(例えば、低級アルコール、エーテル、クロロホルム、酢酸エチルエステル、キシレン等)のいずれであってもよい。   In the present specification, the “extract” refers to a plant extract including a plurality of metabolites, usually a plant extract. As described above, since the metabolite of the present invention may be water-soluble or fat-soluble, the solvent used for extraction of the extract may be an aqueous solution or an organic solvent (for example, lower alcohol, ether, chloroform, ethyl acetate, Xylene, etc.).

被検植物から抽出物を抽出する方法は、被検植物から代謝産物を抽出できる方法であれば特に限定しない。例えば、水溶性の代謝産物を得る場合には、植物体を必要に応じて粉砕等した後、加水し、所定の期間浸漬及び/又は圧搾した後、ろ過してろ液を回収するか又は遠心分離後の上清を回収すればよい。また脂溶性の代謝産物を得る場合には、植物体を必要に応じて粉砕等した後、メタノール等の有機溶媒に所定の期間浸漬した後、ろ過してろ液を回収するか又は遠心分離後の上清を回収すればよい。これらの抽出方法の詳細については、当該分野で公知の技術を用いることができる。例えば、文献名(Iijima et al., The Plant Journal (2008)54,949-962, Suzuki et al., Phytochemistry (2008) 69, 99-111)に記載の方法を参照すればよい。   The method for extracting the extract from the test plant is not particularly limited as long as it is a method capable of extracting a metabolite from the test plant. For example, when obtaining a water-soluble metabolite, the plant body is crushed as necessary, then watered, soaked and / or squeezed for a predetermined period, and then filtered to collect the filtrate or centrifuged. What is necessary is just to collect | recover subsequent supernatants. In addition, when obtaining a fat-soluble metabolite, the plant body is pulverized as necessary, then immersed in an organic solvent such as methanol for a predetermined period, and then filtered to collect the filtrate or centrifuged. The supernatant may be collected. For the details of these extraction methods, techniques known in the art can be used. For example, a method described in a literature name (Iijima et al., The Plant Journal (2008) 54,949-962, Suzuki et al., Phytochemistry (2008) 69, 99-111) may be referred to.

なお、本発明の水分充足度判定方法において、後述する判定工程において、水分の充足度を被検植物と対照植物のそれぞれから得られるマーカーの蓄積量の比較によって判定する場合には、本工程において、被検植物と共に対照植物からも抽出物を抽出しておくことが望ましい。この場合、対照植物は、被検植物と同一種又は同一雑種であって、水分を不足した不足状態、又は水分を欠いた欠乏状態にあることを前提とする。本発明のマーカーは、水分量以外の他の諸条件、例えば、生育気象条件(例えば、気温、日照時間、湿度)、土壌条件、時間的条件(例えば、生育期間、生育時期)及びその植物の健康状態による影響を受けないか、ほとんど影響されないことから、これらの諸条件は、被検植物と対照植物と必ずしも同一である必要はないが、より正確性の高い結果を得るためには、水分量以外の各条件が可能な限り同一であることが好ましい。また、個体の一部から抽出物を抽出する場合、その一部は、被検植物と対照植物間で同一部分を用いることが好ましい。例えば、抽出物を被検植物の葉から抽出する場合、対照植物の抽出物も同様に葉から抽出することが好ましい。   In the water sufficiency determination method of the present invention, in the determination step described later, when determining the water sufficiency level by comparing the amount of accumulated marker obtained from each of the test plant and the control plant, It is desirable to extract the extract from the control plant as well as the test plant. In this case, it is assumed that the control plant is the same species or the same hybrid as the test plant and is in a deficient state deficient in water or deficient in deficient water. The marker of the present invention includes other conditions other than the amount of water, such as growth weather conditions (for example, temperature, sunshine duration, humidity), soil conditions, temporal conditions (for example, growth period, growth period) and the plant. These conditions do not necessarily have to be the same for the test and control plants, as they are not affected or hardly affected by the health condition, but in order to obtain more accurate results, It is preferred that each condition other than the amount is the same as much as possible. Moreover, when extracting an extract from a part of individual | organism | solid, it is preferable that the part uses the same part between a test plant and a control plant. For example, when the extract is extracted from the leaves of the test plant, the extract of the control plant is preferably extracted from the leaves as well.

2−2.測定工程
「測定工程」とは、前記抽出工程で得られた抽出物中に含まれるマーカーの蓄積量を測定する工程である。
2-2. Measurement step The “measurement step” is a step of measuring the amount of accumulated marker contained in the extract obtained in the extraction step.

本工程で測定するマーカーは、前記第1実施形態に記載した11個のマーカーの少なくとも一つである。使用するマーカーは、前記11個からいずれか一以上を任意に選択すればよい。2以上11以下の複数のマーカーの使用は、本発明の判定方法における判定結果の信頼性を高める上でも好ましい。   The marker to be measured in this step is at least one of the 11 markers described in the first embodiment. Any one or more of the 11 markers may be arbitrarily selected. The use of a plurality of markers of 2 or more and 11 or less is also preferable for improving the reliability of the determination result in the determination method of the present invention.

本明細書において「蓄積量」とは、抽出工程で得られた抽出物中における、選択した特定のマーカーの量である。この量は、濃度、イオン強度、吸光度又は蛍光強度のような相対量であってもよく、また所定量の抽出物中に包含されるマーカーの重量又は容量のような絶対量であってもよい。   In this specification, the “accumulated amount” is the amount of a specific marker selected in the extract obtained in the extraction step. This amount may be a relative amount such as concentration, ionic strength, absorbance or fluorescence intensity, or may be an absolute amount such as the weight or volume of a marker included in a given amount of extract. .

本実施形態の方法で使用する第1実施形態に記載のマーカーは、その化学構造が未同定であるが、第1実施形態に記載のようにLC-MS/MS分析によって特定できることから、抽出物中に含まれるその蓄積量は、少なくともLC-MS/MS分析を用いることで測定可能である。例えば、抽出物中に含まれるマーカーNo.1の蓄積量を測定するには、LCにおいてアセトニトリルを、0分時の濃度が3%であり、5分時の濃度が56%であり、その間の時間に対して連続的な濃度勾配を形成するようにカラム内に抽出物と共に流入し、0.43分で分離された物質を、Q1におけるプリカーサーイオンの質量電荷比を175.2に、Q3におけるプロダクトイオンの質量電荷比を116.0に、それぞれ設定したタンデム質量分析器に通すことによって、抽出物中にマーカーNo.1が存在していれば、検出器でそれを特異的に検出、定量することができる。   The marker described in the first embodiment used in the method of the present embodiment has an unidentified chemical structure, but can be identified by LC-MS / MS analysis as described in the first embodiment. The accumulated amount contained therein can be measured by using at least LC-MS / MS analysis. For example, in order to measure the accumulated amount of marker No. 1 contained in the extract, acetonitrile in LC is 3% at 0 minute, 56% at 5 minutes, The substance that flowed with the extract into the column so as to form a continuous concentration gradient with respect to time, separated in 0.43 minutes, the mass-to-charge ratio of precursor ions in Q1 to 175.2, and the mass of product ions in Q3 If marker No. 1 is present in the extract, it can be specifically detected and quantified by the detector by passing it through a tandem mass spectrometer having a charge ratio of 116.0.

ただし、抽出物中に含まれるマーカーの蓄積量を測定する方法は、上記方法以外にも抽出物から特定の代謝産物を検出及び定量できる方法であれば特に限定はしない。例えば、質量分析法、抗原抗体反応を応用した方法及び電気泳動法等を用いて検出及び定量することができる。   However, the method for measuring the accumulated amount of the marker contained in the extract is not particularly limited as long as it is a method capable of detecting and quantifying a specific metabolite from the extract other than the above method. For example, detection and quantification can be performed using mass spectrometry, a method applying an antigen-antibody reaction, electrophoresis and the like.

質量分析法は、上述のLC-MS/MS分析法の他、高速液体クロマトグラフ質量分析法(LC-MS)、ガスクロマトグラフ質量分析法(GC-MS)、ガスクロマトグラフタンデム質量分析法(GC-MS/MS)、キャピラリー電気泳動質量分析法(CE-MS)及びICP質量分析法(ICP-MS)を含む。   In addition to the LC-MS / MS analysis method described above, mass spectrometry includes high-performance liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), gas chromatograph tandem mass spectrometry (GC-MS). MS / MS), capillary electrophoresis mass spectrometry (CE-MS) and ICP mass spectrometry (ICP-MS).

抗原抗体反応を応用した方法は、それぞれのマーカーを特異的に認識する抗体を用いて、ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)法、表面プラズモン共鳴(SPR)法、又は水晶振動子マイクロバランス(QCM)法を利用することができる。   The antigen-antibody reaction is applied using an antibody that specifically recognizes each marker, ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) method, surface plasmon resonance (SPR) method, or quartz crystal microbalance (QCM) The law can be used.

また、分析する代謝産物がタンパク質である場合、電気泳動法として、例えば、二次元電気泳動法を利用することができる。   When the metabolite to be analyzed is a protein, for example, two-dimensional electrophoresis can be used as the electrophoresis.

上記分析法は、いずれも当該分野に公知の技術であって、それらの方法に準じて行えばよい。例えば、文献名(Yoko Iijima et al., The Plant Journal (2008)54,949-962, Masami Hirai et al. Proc Natl Acad Sci USA(2004) 101(27) 10205-10210, Shigeru Sato et al., The Plant Journal (2004) 40(1)151-163, Motoyuki Shimizu et al., Proteomics (2005) 5,3919-3931)を参照すればよい。   Any of the above analysis methods are known in the art, and may be performed according to these methods. For example, literature names (Yoko Iijima et al., The Plant Journal (2008) 54,949-962, Masami Hirai et al. Proc Natl Acad Sci USA (2004) 101 (27) 10205-10210, Shigeru Sato et al., The Plant Journal (2004) 40 (1) 151-163, Motoyuki Shimizu et al., Proteomics (2005) 5,3919-3931).

2−3.判定工程
「判定工程」とは、前記測定工程で得られたマーカーの蓄積量に基づいて、前記被検植物における水分の充足度が高いか低いかを判定する工程である。「マーカーの蓄積量に基づいて」とは、マーカーの蓄積量を水分の充足度の判定に利用することを意味する。
2-3. Determination Step The “determination step” is a step of determining whether the moisture content in the test plant is high or low based on the accumulated amount of the marker obtained in the measurement step. “Based on the amount of accumulated marker” means that the amount of accumulated marker is used to determine the degree of water sufficiency.

水分充足度の判定基準は、マーカーの蓄積量を利用したものであれば、特に限定はしない。例えば、第1実施形態に記載のマーカーを選択する際に設定した値又は得られた値を基準値として判定基準に用いてもよいし、対照植物におけるマーカーの蓄積量を判定基準としてもよい。   The criteria for determining the degree of water sufficiency are not particularly limited as long as the accumulated amount of the marker is used. For example, the value set when selecting the marker described in the first embodiment or the obtained value may be used as a reference value as a reference value, or the accumulated amount of marker in a control plant may be used as a reference value.

ここで「基準値」とは、多数の代謝物から表1に示すマーカーを水分充足度判別用マーカーとして選択する際に得られた又は設定したLC-MS分析におけるイオン強度値である。   Here, the “reference value” is an ionic strength value in LC-MS analysis obtained or set when a marker shown in Table 1 is selected as a moisture sufficiency determination marker from a number of metabolites.

第1実施形態に記載のマーカーは、後述の実施例1に記載するように、被検植物と同一の植物種を水分充足区と水分不足区とで栽培し、両区の個体から得られた代謝産物の蓄積量を比較した際に、実施例1の表2に示すように、水分充足区の個体における蓄積量が、イオン強度で、1.5倍以上、又は1/1.5倍以下を有する代謝産物を水分充足度判別用マーカーとして選択したものである。したがって、表1及び表2に示す11個のマーカーのそれぞれの性質に基づいて、水分不足区におけるイオン強度の1.5倍、又は1/1.5倍の値が基準値となる。それぞれのマーカーにおける、より具体的な基準値を以下に示す。   As described in Example 1 described later, the marker described in the first embodiment was cultivated in the water-sufficiency zone and the water-deficient zone and was obtained from individuals in both zones, as described in Example 1 below. When the accumulated amount of metabolites is compared, as shown in Table 2 of Example 1, the accumulated amount in the water-sufficiency individual has an ionic strength of 1.5 times or more, or 1 / 1.5 times or less. Is selected as a marker for determining the degree of water satisfaction. Therefore, based on the properties of each of the 11 markers shown in Tables 1 and 2, the reference value is 1.5 times or 1 / 1.5 times the ionic strength in the moisture-deficient section. More specific reference values for each marker are shown below.

表2に示すマーカーNo.4、5、7、10及び11は、植物におけるその蓄積量が水分量の増加に伴って増加する性質の代謝産物である。これらのマーカーの水分不足区の個体におけるその蓄積量は、表2に示すように、イオン強度で、マーカーNo.4では0.07±0.06、マーカーNo.5では0.74±0.24、マーカーNo.7では0.28±0.08、マーカーNo.10では0.47±0.16、及びマーカーNo.11では0.05±0.03であったことから、それぞれのイオン強度の1.5倍に相当する値、具体的には、マーカーNo.4では0.11±0.06、マーカーNo.5では1.11±0.24、マーカーNo.7では0.42±0.08、マーカーNo.10では0.71±0.16、及びマーカーNo.11では0.08±0.03を基準値とすることができる。したがって、マーカーNo.4、5、7、10及び11では、判定方法として、被検植物で得られたその蓄積量が、イオン強度で、上記基準値以上である場合には、その被検植物における水分の充足度は高いと判定することができ、逆に上記基準値を下回る場合には、その被検植物における水分の充足度は低いと判定することができる。   Markers No. 4, 5, 7, 10, and 11 shown in Table 2 are metabolites that have the property that their accumulated amount in plants increases as the amount of water increases. As shown in Table 2, the accumulated amount of these markers in the water-deficient individuals is ionic strength, 0.07 ± 0.06 for marker No. 4, 0.74 ± 0.24 for marker No. 5, 0.28 for marker No. 7. Since ± 0.08, 0.47 ± 0.16 for marker No. 10 and 0.05 ± 0.03 for marker No. 11, a value corresponding to 1.5 times the ionic strength, specifically 0.11 for marker No. 4. The reference value can be ± 0.06, 1.11 ± 0.24 for marker No. 5, 0.42 ± 0.08 for marker No. 7, 0.71 ± 0.16 for marker No. 10, and 0.08 ± 0.03 for marker No. 11. Therefore, in marker Nos. 4, 5, 7, 10, and 11, as a determination method, when the accumulated amount obtained in the test plant is equal to or higher than the reference value in ionic strength, the test plant It can be determined that the moisture sufficiency in is high, and conversely if it is below the reference value, it can be determined that the water sufficiency in the test plant is low.

一方、表2に示すマーカーNo.1〜3、6、8及び9は、植物におけるその蓄積量が水分量の減少に伴って増加する性質の代謝産物である。これらのマーカーの水分不足区の個体におけるその蓄積量は、表2に示すように、イオン強度で、マーカーNo.1では0.24±0.07、マーカーNo.2では0.37±0.20、マーカーNo.3では0.36±0.08、マーカーNo.6では0.34±0.06、マーカーNo.8では2.51±0.79、及びマーカーNo.9では0.67±0.08であったことから、それぞれのイオン強度の1/1.5倍に相当する値、具体的には、マーカーNo.1では0.16±0.07、マーカーNo.2では0.25±0.20、マーカーNo.3では0.24±0.08、マーカーNo.6では0.23±0.06、マーカーNo.8では1.67±0.79、及びマーカーNo.9では0.45±0.08を基準値とすることができる。したがって、マーカーNo.1〜3、6、8及び9では、判定方法として、被検植物で得られたその蓄積量が、イオン強度で、上記基準値以下である場合には、その被検植物における水分の充足度は高いと判定することができ、逆に上記基準値を上回る場合には、その被検植物における水分の充足度は低いと判定することができる。   On the other hand, marker Nos. 1 to 3, 6, 8, and 9 shown in Table 2 are metabolites that have the property that the amount of accumulation in plants increases as the amount of water decreases. As shown in Table 2, the accumulated amount of these markers in the water-deficient individuals is ionic strength, 0.24 ± 0.07 for marker No.1, 0.37 ± 0.20 for marker No.2, 0.36 for marker No.3. ± 0.08, 0.34 ± 0.06 for marker No. 6, 2.51 ± 0.79 for marker No. 8, and 0.67 ± 0.08 for marker No. 9, a value corresponding to 1 / 1.5 times the ionic strength of each, Specifically, the marker No. 1 is 0.16 ± 0.07, the marker No. 2 is 0.25 ± 0.20, the marker No. 3 is 0.24 ± 0.08, the marker No. 6 is 0.23 ± 0.06, the marker No. 8 is 1.67 ± 0.79, For marker No. 9, 0.45 ± 0.08 can be used as a reference value. Therefore, in the marker Nos. 1 to 3, 6, 8, and 9, as the determination method, when the accumulated amount obtained in the test plant is not more than the reference value in terms of ionic strength, the test plant It can be determined that the moisture sufficiency in the plant is high, and conversely, if the moisture content exceeds the reference value, it can be determined that the moisture sufficiency in the test plant is low.

また、マーカーNo.4、5、7、10及び11の水分充足区の個体における蓄積量が、イオン強度で、それぞれ0.26±0.21、1.21±0.22、0.49±0.11、1.81±0.62、及び0.12±0.01であったことから、この値を、より厳密な基準値としてもよい。この場合、被検植物で得られたそのマーカーの蓄積量が、イオン強度で、上記基準値以上である場合には、その被検植物における水分の充足度は高いと判定とし、逆に上記基準値を下回る場合には、その被検植物における水分の充足度は低いと判定とすることもできる。   In addition, the accumulated amount in the water-sufficiency zone of markers No. 4, 5, 7, 10, and 11 is ionic strength, 0.26 ± 0.21, 1.21 ± 0.22, 0.49 ± 0.11, 1.81 ± 0.62, and 0.12 ± 0.01, respectively. Therefore, this value may be a stricter reference value. In this case, if the accumulated amount of the marker obtained in the test plant is equal to or higher than the reference value in terms of ionic strength, it is determined that the moisture content in the test plant is high, and conversely the reference When the value is less than the value, it can be determined that the degree of moisture content in the test plant is low.

マーカーNo.1〜3、6、8及び9の水分充足区の個体における蓄積量が、イオン強度で、それぞれ0.00±0.00、0.24±0.06、0.04±0.02、0.24±0.03、0.28±0.03及び0.50±0.05であったことから、この値を、より厳密な基準値としてもよい。この場合、被検植物で得られたそのマーカーの蓄積量が、イオン強度で、上記基準値以下である場合には、その被検植物における水分の充足度は高いと判定とし、逆に上記基準値を上回る場合には、その被検植物における水分の充足度は低いと判定とすることもできる。   Accumulated amounts in the water sufficiency section of markers No. 1 to 3, 6, 8 and 9 are ionic strength, 0.00 ± 0.00, 0.24 ± 0.06, 0.04 ± 0.02, 0.24 ± 0.03, 0.28 ± 0.03 and 0.50 ±, respectively. Since it was 0.05, this value may be a stricter reference value. In this case, if the accumulated amount of the marker obtained in the test plant is not more than the reference value in terms of ionic strength, it is determined that the degree of water sufficiency in the test plant is high, and conversely the reference When exceeding a value, it can also be determined that the degree of water sufficiency in the test plant is low.

なお、上記基準値を判定工程に用いる場合、LC-MS分析で分析したマーカーの蓄積量の値にはサンプル間で若干の誤差を生じる可能性があるため、それぞれのマーカーの蓄積量を内部標準物質(例えば、(-)Epicatechin)の蓄積量で除算することにより標準化することが望ましい。   When using the above reference values in the determination process, the accumulated amount of markers analyzed by LC-MS analysis may cause slight errors between samples. It is desirable to standardize by dividing by the accumulated amount of the substance (eg (-) Epicatechin).

さらに、対照植物におけるマーカーの蓄積量を判定基準とする場合は、本発明のマーカーに関して、被検植物の抽出物中の蓄積量と対照植物における抽出物中の蓄積量とを比較し、その結果に基づいて被検植物における水分の充足度を判定すればよい。ここでいう「対照植物」とは、被検植物と同一種又は同一雑種で、かつ同程度の生長状態を有する植物であって、水分を必要最小限量で付与した水分充足個体、又は必要最小限量を下回るように水分量を制限した水分不足個体等が挙げられる。   Furthermore, when the accumulated amount of the marker in the control plant is used as a criterion, the accumulated amount in the extract of the test plant is compared with the accumulated amount in the extract of the control plant with respect to the marker of the present invention. What is necessary is just to determine the sufficiency of the water | moisture content in a test plant based on. The term “control plant” as used herein refers to a plant that is the same species or hybrid as the test plant and has the same level of growth, and is a water-satisfied individual to which moisture has been applied in a minimum amount, or a minimum amount required. And water deficient individuals whose water content is limited to be less than.

対照植物におけるマーカーの蓄積量を判定基準とする場合、前記抽出工程と測定工程は、対照植物と被検植物で同時期に同一条件下で行うことが好ましい。あるいは、対照植物に対して様々な条件下で抽出工程と測定工程を行い、得られたマーカーの蓄積量を予めデータベース化して保存しておき、本工程において、水分以外の諸条件が被検植物と可能な限り合致する対照植物マーカーの蓄積量を選択して利用してもよい。   When the accumulated amount of the marker in the control plant is used as a criterion, it is preferable that the extraction step and the measurement step are performed under the same conditions at the same time in the control plant and the test plant. Alternatively, the extraction process and the measurement process are performed on the control plant under various conditions, and the accumulated amount of the obtained marker is stored in a database in advance. The accumulated amount of the control plant marker that matches as much as possible may be selected and used.

対照植物におけるマーカーの蓄積量を判定基準として被検植物の水分充足度を判定する場合、具体的な判定方法は、制限しない。   When determining the water sufficiency of the test plant using the accumulated amount of the marker in the control plant as a determination criterion, the specific determination method is not limited.

例えば、対照植物が水分不足個体である場合、被検植物と対照植物における当該マーカーの蓄積量に統計学的に有意な量的差異が見られるか否かを検証し、有意な差があれば被検植物における水分が充足状態にあると判定することもできる。本明細書において「統計学的に有意」とは、両者のマーカー蓄積量の差異を統計学的に処理したときに、有意な差があることをいう。統計学的処理の検定方法は、有意性の有無を判断可能な公知の検定方法を適宜使用すればよい。例えば、スチューデントt検定法、多重比較検定法を用いることができる。具体的には、例えば、危険率(有意水準)が5%、1%又は0.1%より小さい場合が挙げられる。ここで、本発明のマーカーNo.1〜3、6、8及び9は、植物におけるその蓄積量が水分量の減少に伴って増加することから、水分量と反比例関係にあり、統計学的に有意な量的差異の具体例としては、被検植物におけるマーカー蓄積量が、イオン強度で、対照植物におけるそれの1/1.5倍以下、好ましくは1/2倍以下、より好ましくは1/2.5倍以下のイオン強度を有する場合が挙げられる。また、本発明のマーカーNo. 4、5、7、10及び11は、植物におけるその蓄積量が水分量の増加に伴って増加することから、水分量と比例関係にあり、統計学的に有意な量的差異の具体例としては、被検植物におけるマーカー蓄積量が、イオン強度で、対照植物におけるそれの1.5倍以上、好ましくは2倍以上、より好ましくは2.5倍以上のイオン強度を有する場合が挙げられる。   For example, if the control plant is a water deficient individual, it is verified whether there is a statistically significant quantitative difference in the amount of accumulation of the marker in the test plant and the control plant. It can also be determined that the moisture in the test plant is in a sufficient state. As used herein, “statistically significant” means that there is a significant difference when the difference in the amount of accumulated marker is statistically processed. As a test method for statistical processing, a known test method capable of determining the presence or absence of significance may be appropriately used. For example, Student's t test or multiple comparison test can be used. Specifically, for example, the risk rate (significance level) is less than 5%, 1%, or 0.1%. Here, the markers No. 1 to 3, 6, 8, and 9 of the present invention are in inverse proportion to the amount of water because the amount of accumulation in the plant increases as the amount of water decreases. As a specific example of the significant quantitative difference, the marker accumulation amount in the test plant is ionic strength, which is 1 / 1.5 times or less, preferably 1/2 times or less, more preferably 1 / 2.5 times that of the control plant. The case where it has the following ionic strength is mentioned. In addition, markers No. 4, 5, 7, 10 and 11 of the present invention are proportional to the amount of water because the amount of accumulation in the plant increases as the amount of water increases, and are statistically significant. As a specific example of the quantitative difference, the marker accumulation amount in the test plant has an ionic strength that is 1.5 times or more, preferably 2 times or more, more preferably 2.5 times or more of that in the control plant. Is mentioned.

一方、対照植物が水分充足個体である場合、被検植物と対照植物における当該マーカーの蓄積量に統計学的に有意な量的差異が見られるか否かを検証し、有意な差があれば被検植物における水分が不足状態にあると判定することもできる。本発明のマーカーNo.1〜3、6、8及び9は、水分量と反比例関係にあることから、統計学的に有意な量的差異の具体例としては、被検植物におけるマーカー蓄積量が、イオン強度で、対照植物におけるそれの1/1.5倍以上、好ましくは1/2倍以上、より好ましくは1/2.5倍以上のイオン強度を有する場合が挙げられる。また、本発明のマーカーNo. 4、5、7、10及び11は、水分量と比例関係にあることから、統計学的に有意な量的差異の具体例としては、被検植物におけるマーカー蓄積量が、イオン強度で、対照植物におけるそれの1.5倍以下、好ましくは2倍以下、より好ましくは2.5倍以下のイオン強度を有する場合が挙げられる。   On the other hand, if the control plant is a water-sufficient individual, it is verified whether there is a statistically significant quantitative difference in the amount of the marker accumulated in the test plant and the control plant. It can also be determined that the moisture in the test plant is in a deficient state. Since markers No. 1 to 3, 6, 8, and 9 of the present invention are in inverse proportion to the amount of water, as a specific example of a statistically significant quantitative difference, the amount of marker accumulation in the test plant is The ionic strength may be 1 / 1.5 times or more, preferably 1/2 times or more, more preferably 1 / 2.5 times or more that of the control plant. Further, since marker Nos. 4, 5, 7, 10 and 11 of the present invention are proportional to the amount of water, specific examples of statistically significant quantitative differences include marker accumulation in the test plant. Examples include the case where the amount has an ionic strength that is 1.5 times or less, preferably 2 times or less, more preferably 2.5 times or less that of the control plant.

本方法によれば、被検植物における水分充足度を、他要因に影響されることなく正確に判定することができる。   According to this method, the water sufficiency in the test plant can be accurately determined without being influenced by other factors.

本方法によれば、植物の水分充足度から、その植物を植栽している植栽地における水分の、植物が実質的に利用可能な量を知ることができる。   According to this method, the amount of water that can be substantially used by the plant in the planting site where the plant is planted can be determined from the water sufficiency of the plant.

3.土中水分量推定方法
本発明の第3の実施形態は、土中水分量推定方法である。本方法は、前記第2実施形態の水分充足度判定方法を用いて、その判定結果より被検地における土中水分量を推定する方法である。
3. Soil moisture content estimation method The third embodiment of the present invention is a soil moisture content estimation method. This method is a method for estimating the moisture content in the soil in the test site from the determination result using the method for determining the degree of water satisfaction of the second embodiment.

第2実施形態の水分充足度判定方法は、植物における実質的な水分充足度を判定する方法であるが、当該方法により得られた結果を利用することで、間接的にその被検植物が生えている又は生えていた被検地の土中水分量の多寡を推定することが可能となる。   The water sufficiency determination method of the second embodiment is a method for determining a substantial water sufficiency in a plant, but the test plant grows indirectly by using the result obtained by the method. It is possible to estimate the amount of moisture in the soil of the test site that is or has grown.

本明細書で「被検地」とは、本発明の土中水分量推定方法の対象となる土地をいう。圃場、植林地、放牧地のような人手によって植物が植栽及び/又は管理されている植栽地又は森林若しくは原野のように人手の全く又はほとんど入っていない土地のいずれであってもよい。   In the present specification, the “test site” refers to a land that is a target of the soil moisture content estimation method of the present invention. It may be a plantation site where plants are planted and / or managed by human hands such as farms, plantations, and pastures, or land with little or no human hands such as forests or wilderness.

本明細書で「土中水分量」とは地表下の土壌中に含まれる水分量又は土壌含水率をいう。ただし、本方法では、被検植物が生育する上で必要となる水分を土壌が含んでいるか否か、その多寡を推定するに過ぎず、容量や重量のような絶対値としての水分量や含水率のような相対値を測定又は算出するものではない。   In this specification, “the amount of moisture in the soil” refers to the amount of moisture contained in the soil below the surface of the earth or the moisture content of the soil. However, this method merely estimates whether or not the soil contains the moisture necessary for the growth of the test plant, and the amount of moisture or water content as an absolute value such as volume or weight. It does not measure or calculate relative values such as rate.

本方法で使用する被検植物は、被検地に生えている植物であれば限定はしないが、木本類、特に根を地表から深さ30cm〜2.5m、好ましくは40cm〜2.3m、より好ましくは50cm〜2.0mの範囲に張る中高木が好ましい。これは、従来の方法では測定が困難であった深層域の土壌含水率を推定できるという本発明の有効性がより発揮されるからである。また、同じ深層域に根を張る植物種であっても、水分吸収性の高い、換言すれば水分要求性の高い植物種である方が好ましい。これは、水分要求性の高い植物種の需要に足る水分量が土中に存在するか否かをより正確に推定できるからである。   The test plant used in the present method is not limited as long as it is a plant growing on the test site, but woody trees, especially the roots from the surface to a depth of 30 cm to 2.5 m, preferably 40 cm to 2.3 m, more preferably Is preferably a medium-high tree extending from 50 cm to 2.0 m. This is because the effectiveness of the present invention that can estimate the soil moisture content in the deep region, which was difficult to measure by the conventional method, is more exhibited. Moreover, even if it is a plant species which roots in the same deep layer area, it is preferable that it is a plant species with a high water-absorbing property, that is, a water-requiring requirement. This is because it is possible to more accurately estimate whether or not there is an amount of water in the soil that is sufficient for demand for plant species with high water requirements.

本方法は、抽出工程、測定工程、判定工程及び推定工程を含む。このうち抽出工程、測定工程及び判定工程については、第2実施形態の水分充足度判定方法と同一であることから、ここではその説明を省略する。   The method includes an extraction process, a measurement process, a determination process, and an estimation process. Among these, the extraction process, the measurement process, and the determination process are the same as the moisture sufficiency determination method of the second embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

「推定工程」は、判定工程の結果、すなわち第2実施形態の水分充足度判定方法の結果に基づいて、当該方法に供した被検植物の生えていた被検地の土中水分量を推定する工程である。その推定方法は、判定工程での判定が、被検植物の水分充足度が充足状態にあるという結果であった場合には、その被検植物の生えていた被検地の土中水分量は多いと推定できる。特に草丈や樹高からその被検植物の根が主に張っている土中の深さが推測できるのであれば、本工程で推定される土中水分量は、その土中の深さの土中水分量と推定できる。一般的にユーカリ属であれば、ほぼ同じ形態をとるが、例えば、カマルドレンシス×デグルプタは、樹高20m時には、地下30cm〜2mの範囲に主として根を張ることが知られている。したがって、所定の植林地に植栽している前記樹高時のカマルドレンシス×デグルプタの一部から水分充足度を判定した結果、水分量が充足状態であると判定された場合には、そのカマルドレンシス×デグルプタが植栽されていた植林地の地下30cm〜2mの土中水分量は十分に多いと推定し、逆に水分量が不足状態であると判定された場合には、土中水分量は少ないと推定することができる。   The “estimation step” estimates the moisture content in the soil of the test site where the test plant provided for the method grew based on the result of the determination step, that is, the result of the water sufficiency determination method of the second embodiment. It is a process. In the estimation method, when the determination in the determination process is a result that the water sufficiency level of the test plant is in a satisfactory state, the water content in the soil of the test site where the test plant grew is large. Can be estimated. In particular, if the depth of the soil where the root of the test plant is mainly stretched can be estimated from the plant height and tree height, the moisture content in the soil estimated in this step is the depth of the soil in the soil. It can be estimated as the amount of water. In general, Eucalyptus takes almost the same form, but for example, Camaldrensis × Deglupta is known to have roots mainly in the range of 30 cm to 2 m underground when the tree height is 20 m. Therefore, as a result of determining the degree of water sufficiency from a part of the above-mentioned height of camaldrensis planted in a predetermined plantation, the amount of water is determined to be satisfactory. Estimated that the amount of moisture in the soil 30 cm to 2 m underground of the plantation where Drensis x Degrupta was planted is sufficient, and conversely, if it is determined that the amount of moisture is insufficient, It can be estimated that the amount is small.

本方法によれば、従来困難であった土中深層域の水分量をその土地に生えている植物の水分充足度に基づいて間接的に推測することが可能となる。   According to this method, it is possible to indirectly estimate the moisture content of the deep underground region, which has been difficult in the past, based on the moisture sufficiency of the plants growing on the land.

4.植栽候補地選定方法
本発明の第4の実施形態は、植栽候補地選定方法である。本方法は、前記第3実施形態の土中水分量推定方法を用いて、対象植物の植栽地を選定する方法である。
4). Planting site selection method The fourth embodiment of the present invention is a planting site selection method. This method is a method of selecting a planting site of the target plant using the soil moisture content estimation method of the third embodiment.

在来の原野や山林を植栽地として開拓する場合、その土地が対象植物の植栽に適した土地であるか否かを予め把握しておくことは、植栽候補地を選定する上で、重要な要素となる。しかし、前述のように、仮に植栽候補地決定後にその土地が対象植物の植栽には不適なことが判明しても、その不適な原因が栄養素の不足等であれば、施肥等を行い土壌改良することによって、好適な土地に改善することが可能である。しかし、不適な原因が水分の場合、近隣に十分量の水源がない場合、植栽候補地決定後の改善には莫大なコストを要することから、植栽候補地を決定する前の選定段階で適切性を把握できることが好ましい。   When cultivating a native wilderness or a forest as a planting site, knowing in advance whether or not the land is suitable for planting the target plant is important in selecting a planting candidate site. An important element. However, as described above, even if it is determined that the land is not suitable for planting the target plant after the candidate planting site has been determined, if the inappropriate cause is a lack of nutrients, fertilization is performed. It is possible to improve to suitable land by improving the soil. However, if the cause is inappropriate, if there is not enough water source in the vicinity, it will take a huge cost to improve after the candidate planting site is decided. It is preferable that the appropriateness can be grasped.

本方法では、第3実施形態の土中水分量推定方法の結果から、植栽候補地が対象植物の植栽に水分量の面で適するか否かを判断し、適切な候補地を選定する方法である。   In this method, from the result of the soil moisture content estimation method of the third embodiment, it is determined whether the planting candidate site is suitable for planting the target plant in terms of moisture content, and an appropriate candidate site is selected. Is the method.

本明細書において「植栽候補地」とは、原野や森林において、条件を満たせば将来的に植栽地となり得る候補地をいう。また本明細書において「対象植物」とは、植栽地に栽培を目的として植栽する植物をいう。草本類、木本類は問わないが、前記土中水分量推定方法と同様の理由から木本類の、特に中高木が好ましい。   In this specification, “planting candidate site” refers to a candidate site that can become a planting site in the future if the conditions are satisfied in the wilderness or forest. In the present specification, the “target plant” refers to a plant planted in a planting place for the purpose of cultivation. Herbs and woods are not limited, but woods, particularly medium and high trees, are preferred for the same reason as in the soil moisture content estimation method.

本方法は、植栽候補地に自生する、又は対象植物以前に既に植栽候補地に植栽されていた植物であって、対象植物と同程度の樹高を有し、好ましくは同科、より好ましくは同亜科、さらに好ましくは同属、一層好ましくは同種の植物を被検植物として用いる。前記第3実施形態の土中水分量推定方法を実施し、その推定結果から被検植物が生えていた植栽候補地の土中水分量が少ないと推測された場合、その植栽候補地は植栽地不適地として、候補から除外する。一方、植栽候補地の土中水分量が多いと推測された場合、その植栽候補地は植栽適地として選定する。   This method is a plant that grows naturally in the planting candidate site, or has already been planted in the planting candidate site before the target plant, and has a tree height similar to that of the target plant, preferably the same family, Preferably, a plant belonging to the same subfamily, more preferably the same genus, more preferably the same species is used as the test plant. When the soil moisture content estimation method of the third embodiment is carried out and it is estimated from the estimation result that the soil moisture content of the planting candidate site where the test plant grew was small, the planting candidate site is Excluded from the candidate as an inappropriate planting area. On the other hand, if it is estimated that the amount of moisture in the soil of the candidate planting site is large, the candidate planting site is selected as a suitable planting site.

本発明の植栽候補地選定方法によれば、植栽地として選定する前に、その候補地が対象植物の植栽に土中水分量の面で適しているか否かを判断することが可能となる。それによって、植栽候補地の選定段階で植栽不適地の選択や購入回避が可能となり、無駄な投資がなくなり、コスト削減につながる。   According to the planting site selection method of the present invention, before selecting as a planting site, it is possible to determine whether the candidate site is suitable for planting the target plant in terms of moisture content in the soil. It becomes. As a result, it becomes possible to select an inappropriate planting site and avoid purchases at the stage of selecting a planting candidate site, which eliminates unnecessary investment and leads to cost reduction.

5.植物の生長状態判定方法
本発明の第5の実施形態は、植物の生長状態判定方法である。
後述する実施例1に記載のように、水分充足区及び水分不足区で栽培した同種植物は、栄養状態等が同一であっても潅水量に応じて生長に明確な違いが現れる。すなわち、植物における水分の充足度は、その植物の生長に大きく影響する。本方法は、前記第2実施形態の水分充足度判定方法の経時的な複数の結果に基づいて、同一植物の生長状態を判定し、またその判定結果から前記植物の将来の生長性を予測する方法である。具体的には、第2実施形態の水分充足度判定方法により、同一植物から経時的に得られた水分充足度に関する二以上の判定結果に基づいて、その植物における生長状態を判定することを特徴とする。
5. Plant Growth State Determination Method The fifth embodiment of the present invention is a plant growth state determination method.
As described in Example 1 to be described later, even if the same-type plants cultivated in the water-sufficiency zone and the water-sufficiency zone have a clear difference in growth according to the amount of irrigation even if the nutritional state and the like are the same. That is, the degree of water content in a plant greatly affects the growth of the plant. This method determines the growth state of the same plant based on a plurality of results over time of the water sufficiency determination method of the second embodiment, and predicts the future growth of the plant from the determination result. Is the method. Specifically, the growth state in the plant is determined on the basis of two or more determination results regarding the water satisfaction obtained from the same plant over time by the water satisfaction determination method of the second embodiment. And

「植物の生長状態」とは、植物の生長速度、所定期間内における植物の生長の善し悪し又は生長の推移を包含する。   “Plant growth state” includes the growth rate of plants, the growth of plants within a predetermined period, or the transition of growth.

「同一植物から経時的に得られた水分充足度に関する二以上の判定結果」とは、異なる二以上の時期に同一植物から採取されたサンプルに対して行った第2実施形態の水分充足度判定方法によるそれぞれの判定結果をいう。各サンプル間の期間は、植物種類、生育環境等に応じて定めればよく、特に限定しないが、期間が短すぎる場合、正確な生長状態を判定できない可能性があることから、適当な期間、例えば、3日以上、好ましくは1週間以上、より好ましくは1ヶ月以上又は3ヶ月以上空けるのがよい。   “Two or more determination results regarding water sufficiency obtained over time from the same plant” means determination of water sufficiency according to the second embodiment performed on samples collected from the same plant at two or more different times Each judgment result by the method is said. The period between each sample may be determined according to the plant type, growth environment, etc., and is not particularly limited, but if the period is too short, there is a possibility that an accurate growth state cannot be determined. For example, it is preferable to leave it for 3 days or more, preferably 1 week or more, more preferably 1 month or more, or 3 months or more.

被検植物における水分充足度を判定する方法は、前記第2実施形態に記載の方法に準じて行えばよい。   What is necessary is just to perform the method of determining the water sufficiency in a test plant according to the method as described in the said 2nd Embodiment.

経時的に得られた二以上の判定結果に基づいて、その植物における生長状態を判定する方法の具体例としては、以下の方法が挙げられる。
(1)二以上の経時的な判定結果が、いずれも充足状態にあるという結果であった場合には、その植物における生長状態は良好であると判定する。この場合、その状態を維持できれば、その植物の将来の生長性は高いと予測することができる。
(2)二以上の経時的な判定結果が、不足状態から充足状態に移行している場合には、その植物の生長状態が改善傾向にあると判定する。この場合、改善された状態を維持できれば、その植物の将来の生長性は高いと予測することができる。
(3)二以上の経時的な判定結果が、充足状態から不足状態に移行している場合には、生長状態が悪化傾向にあると判定する。この場合、その場合、潅水を行う等の適切な措置を施さなければ、その植物は今後さらに生長が悪くなると予測することができる。
(4)二以上の経時的な判定結果が、いずれも不足状態にあるという結果であった場合には、生長状態が悪いと判定する。この場合、早急に潅水する等の適切な措置を施さなければ、その植物は今後一層生長が悪くなり、場合によっては枯化する可能性もあると予測することができる。
Specific examples of the method for determining the growth state of the plant based on two or more determination results obtained over time include the following methods.
(1) If two or more determination results over time are the results that both are in a satisfactory state, it is determined that the growth state of the plant is good. In this case, if the state can be maintained, it can be predicted that the future growth of the plant is high.
(2) When two or more determination results over time have shifted from a deficient state to a full state, it is determined that the growth state of the plant is in an improving trend. In this case, if the improved state can be maintained, it can be predicted that the future growth of the plant is high.
(3) If two or more determination results over time have shifted from the satisfactory state to the insufficient state, it is determined that the growth state tends to deteriorate. In this case, if appropriate measures such as irrigation are not taken, the plant can be predicted to grow worse in the future.
(4) If two or more determination results with time are both in a shortage state, it is determined that the growth state is bad. In this case, if appropriate measures such as quick irrigation are not taken, it can be predicted that the plant will grow worse and possibly wither in some cases.

どの程度潅水するかは、第2実施形態の水分充足度判定方法での判定結果に基づいて適宜行えばよい。例えば、被検植物の水分充足度が不足状態にあると判定された場合であって、既にその被検植物が植栽されている土地に潅水を行っていた場合には、その潅水量が少ないことから、より多くの量で潅水すればよい。雨水任せで、植栽されている土地にそれまで潅水を行っていなかった場合には、積極的に潅水を行うようにすればよい。   How much water should be irrigated may be appropriately determined based on the determination result obtained by the method for determining the degree of water satisfaction according to the second embodiment. For example, if it is determined that the water content of the test plant is insufficient, and if water has already been irrigated to the land where the test plant has already been planted, the amount of irrigation is small Therefore, water should be irrigated in a larger amount. If rainwater has been left and the land being planted has not been watered before, it should be actively watered.

さらに、被検植物の水分充足度が充足状態にあると判定された場合であって、既にその被検植物が植栽されている土地に潅水を行っていた場合には、その潅水量を維持して、その後も潅水を続ければよいし、雨水任せで、潅水を行っていなかった場合には、その後乾季等に移行するか、降雨のない好天日が極端に連続する等の変化がない限りは、そのまま放置していればよい。   Furthermore, if it is determined that the water content of the test plant is in a sufficient state, and the land on which the test plant has already been planted has been irrigated, the irrigation amount is maintained. Then, it is only necessary to continue irrigation after that, and if it is not irrigated after leaving rainwater, there will be no change such as shifting to the dry season etc. or extremely sunny days without rain. As long as it is left alone.

本方法によれば、被検植物が生育する土地に水を与えるべきか否か、及びどの程度の量で潅水すればよいかを決定することができる。また、それによって、植物の水分の欠乏又は不足状態を回避又は解消させて、植物の生長状態を維持又は改善することが可能となる。その結果、植物の生産量や生産効率を高めることもできるようになる。   According to this method, it is possible to determine whether or not to give water to the land on which the test plant grows and how much water should be irrigated. It also makes it possible to maintain or improve the growth state of the plant by avoiding or eliminating the deficiency or deficiency state of the plant. As a result, plant production and production efficiency can be increased.

<実施例1:水分充足度診断用マーカーの選択>
(材料)
2つの試験区(水分充足区、及び水分不足区)ユーカリプタス属の雑種クローン(カマルドレンシス×デグルプタ)10個体を土壌量13Lのポットで、3ヶ月間温室内で栽培した。両試験区での栽培条件は、水分充足区では、毎日1L潅水し、水分不足区では、3日に1度1L潅水したことを除いて、栄養状態等は全て同一としている。
<Example 1: Selection of marker for diagnosis of water sufficiency>
(material)
Two test plots (water-sufficiency zone and water-deficient zone) 10 eucalyptus hybrid clones (camaldolensis x deglupta) were cultivated in a greenhouse with a soil volume of 13 L in a greenhouse for 3 months. The cultivation conditions in both test plots are all the same, except that 1 L of water is irrigated every day in the water-sufficiency zone and 1 L is irrigated once every 3 days in the water-deficient zone.

両試験区では、図1に示すように潅水量に応じた生長の違いが明確に認められた。そこで、これら2つの試験区の個体を水分充足度診断用マーカー選択のための材料とした。   In both test groups, as shown in FIG. 1, a difference in growth according to the amount of irrigation was clearly recognized. Therefore, the individuals in these two test sections were used as materials for selecting a marker for diagnosing water sufficiency.

(方法)
1.葉のサンプリング
上記の水分充足区、水分不足区の各ユーカリプタス個体について、ハサミで葉柄部分から葉を切り取った。採取した葉の主脈部分を取り除き、残りを50℃で一晩乾燥させた。
(Method)
1. Leaf Sampling For each Eucalyptus individual in the above-mentioned water-sufficiency group and water-deficient group, leaves were cut out from the petiole portion with scissors. The main vein portion of the collected leaves was removed, and the rest was dried at 50 ° C. overnight.

2.抽出物の抽出
乾燥重量で約30mgの前記各個体をセフロックチューブに入れた。直径5mmのジルコニアボール(東ソー)をチューブに加え、Tissue Lyser II(キアゲン)で葉サンプルを25Hzにて30秒間振動させて粉砕した。続いて、チューブに抽出液(水:メタノール:クロロホルム=1:2.5:1(v:v:v)、5 mg/mL (-)Epicatechinを内部標準物質として含む)を1mL加え、Tissue Lyser IIを用いて25 Hzで120秒間振動させて抽出した。得られた抽出液を12000×gで10分間遠心分離した後、上清約0.9mLに水0.4mLを加えて、12000×gで10分間遠心分離し、上層(水メタノール層)と下層(クロロホルム層)に分離した。続いて、上層をMillex-LG(ミリポア)を用いてろ過し、ろ液を回収した。
2. Extraction of Extract Each individual of about 30 mg in dry weight was placed in a ceflock tube. A zirconia ball (Tosoh) having a diameter of 5 mm was added to the tube, and the leaf sample was pulverized with Tissue Lyser II (Qiagen) at 25 Hz for 30 seconds. Next, add 1 mL of extract (water: methanol: chloroform = 1: 2.5: 1 (v: v: v), 5 mg / mL (-) containing Epicatechin as an internal standard substance) to the tube, and add Tissue Lyser II. And extracted by shaking for 120 seconds at 25 Hz. The obtained extract was centrifuged at 12000 × g for 10 minutes, 0.4 mL of water was added to about 0.9 mL of the supernatant, and centrifuged at 12000 × g for 10 minutes, and the upper layer (aqueous methanol layer) and the lower layer (chloroform) Layer). Subsequently, the upper layer was filtered using Millex-LG (Millipore), and the filtrate was recovered.

3.LC-MS分析
得られたろ液のうち10μLを以下の条件でLC-MS分析に供した。具体的な分析方法については、各使用機器に添付の使用説明書に従った。
3. LC-MS analysis 10 μL of the obtained filtrate was subjected to LC-MS analysis under the following conditions. About the specific analysis method, the instruction manual attached to each equipment used was followed.

3−1.液体クロマトグラフィー(LC)条件
・使用機器:UFLC (島津製作所)
・溶離液A:0.1%ギ酸(和光)入り 水クロマトグラフィー用リクロゾルブ(メルク)
・溶離液B: 0.1%ギ酸(和光)入り アセトニトリルLC/MS用ハイパーグレードリクロゾルブ(メルク)
・カラム:TSKgel ODS-100V 3.0x 750mm 粒子3μm(東ソー)
・ガードカラム:TSKguardgel ODS-100V, 粒子5μm(東ソー)
・カラム温度:40℃
・流速:0.5mL/min
・時間連続濃度勾配(タイムスケジュールグラジュエント)B%
0分:3%〜10分:97%
3-1. Liquid Chromatography (LC) Conditions • Equipment used: UFLC (Shimadzu Corporation)
・ Eluent A: 0.1% formic acid (Wako) in water rechromorub for water chromatography (Merck)
・ Eluent B: Hypergrade resolvosolve (Merck) for acetonitrile LC / MS with 0.1% formic acid (Wako)
・ Column: TSKgel ODS-100V 3.0x 750mm particle 3μm (Tosoh)
Guard column: TSKguardgel ODS-100V, particle 5μm (Tosoh)
・ Column temperature: 40 ℃
・ Flow rate: 0.5mL / min
・ Time continuous gradient (time schedule gradient) B%
0 minutes: 3% to 10 minutes: 97%

3−2.MS条件
・使用機器:3200QTRAP
・Mass range: 100-1000
・スキャンモード:Enhanced Mass Scan
・イオン化方法:ESI-Positive
・スキャン速度:4000 amu/sec
・解析ソフトウェア:Analyst 1.4.2
3-2. MS conditions-Equipment used: 3200QTRAP
・ Mass range: 100-1000
-Scan mode: Enhanced Mass Scan
・ Ionization method: ESI-Positive
・ Scanning speed: 4000 amu / sec
・ Analysis software: Analyst 1.4.2

3−3.MSMS条件
・使用機器:3200QTRAP
・Mass range: 50-1000
・スキャンモード:Enhanced Product Ion Scan
・イオン化方法:ESI-Positive
・スキャン速度:4000 amu/sec
・解析ソフトウェア:Analyst 1.4.2
3-3. MSMS conditions-Equipment used: 3200QTRAP
・ Mass range: 50-1000
-Scan mode: Enhanced Product Ion Scan
・ Ionization method: ESI-Positive
・ Scanning speed: 4000 amu / sec
・ Analysis software: Analyst 1.4.2

3−4.アライメント条件
・代謝産物データのアライメント:Marker ViewTM 1.2 Software
・溶出時間許容誤差:1分
・Mass 許容誤差:25ppm
・Intensity threshold: 10,000
3-4. Alignment conditions-Metabolite data alignment: Marker View TM 1.2 Software
・ Elution time tolerance: 1 minute ・ Mass tolerance: 25 ppm
・ Intensity threshold: 10,000

4.水分充足度判定用マーカーの選択
前記LC-MS/MS分析で得られた代謝産物の中から、GeneSpring MS(アジレントテクノロジー社)のVolcano Plotにより、蓄積量的に水分充足度を示す代謝産物を選択した。具体的には、代謝産物の蓄積量を水分充足区の個体と水分不足区の個体の間で比較した時に、充足区個体における蓄積量がイオン強度で不足区個体におけるそれの1.5倍以上の代謝産物、又は1/1.5倍以下の代謝産物を水分充足度判定用マーカーとして選択した。
4). Selection of markers for determining water sufficiency From the metabolites obtained in the LC-MS / MS analysis, select metabolites that show water sufficiency in terms of accumulated volume using Volcano Plot of GeneSpring MS (Agilent Technologies). did. Specifically, when the accumulated amount of metabolites was compared between individuals in the water-sufficiency group and those in the water-deficient group, the accumulated amount in the sufficient-sufficiency individual was ionic strength, and the metabolism of 1.5 times or more than that in the individual in the deficient group A product or a metabolite of 1 / 1.5 times or less was selected as a marker for determining the degree of water satisfaction.

なお、いずれの代謝産物も水分量に応じて植物体内で変動する物質であるが、前者は、植物体におけるその蓄積量が水分量の増加に伴って増加する、言わば水分量と比例関係にあるマーカーであり、逆に後者は、植物体におけるその蓄積量が水分量の増加に伴って減少する、言わば水分量と反比例関係にあるマーカーといえる。   All metabolites are substances that vary in the plant depending on the amount of water, but the former is proportional to the amount of water, that is, the amount of accumulation in the plant increases as the amount of water increases. In contrast, the latter is a marker whose amount of accumulation in a plant body decreases as the amount of water increases, that is, a marker that is inversely related to the amount of water.

(結果)
選択の結果、前記表2及び3に示す11個の代謝産物(マーカーNo.1〜11)が得られた。表2は、水分不足区の個体と水分充足区の個体間での代謝産物の蓄積量の比較結果を、また表3は、得られたそれぞれのマーカーをLC-MS/MS分析で特定するためのLC保持時間、プリカーサーイオン及びプロダクトイオン強度を示している。
(result)
As a result of selection, 11 metabolites (markers No. 1 to 11) shown in Tables 2 and 3 were obtained. Table 2 shows the results of comparing the amount of accumulated metabolites between the water-deficient and water-sufficient individuals, and Table 3 shows how to identify each of the obtained markers by LC-MS / MS analysis. LC retention time, precursor ion and product ionic strength are shown.

Figure 2013059299
Figure 2013059299

Figure 2013059299
Figure 2013059299

この表に示すように、マーカーNo.4、5、7、10及び11は、水分充足区の個体における蓄積量がイオン強度で水分不足区の個体におけるそれの1.5倍以上に分類される代謝産物であることが明らかとなった。すなわち、本発明のマーカーNo.4、5、7、10及び11の代謝産物は、水分量と比例関係にある性質のマーカーであった。   As shown in this table, markers No. 4, 5, 7, 10 and 11 are metabolites whose accumulated amount in the water-sufficiency zone is classified as 1.5 times or more of that in the water-deficient zone in terms of ionic strength. It became clear that. That is, the metabolites of markers No. 4, 5, 7, 10 and 11 of the present invention were markers having a property proportional to the amount of water.

一方、マーカーNo.1〜3、6、8及び9は、水分充足区の個体における蓄積量がイオン強度で水分不足区の個体におけるそれの1/1.5倍以下に分類される代謝産物であることが明らかとなった。すなわち、本発明のマーカー1〜3、6、8及び9の代謝産物は、水分量と反比例関係にある性質のマーカーであった。   On the other hand, marker Nos. 1 to 3, 6, 8, and 9 are metabolites that are classified as less than 1 / 1.5 times the accumulated amount in individuals in the water-sufficiency zone with ionic strength and less in individuals in the water-deficient zone Became clear. That is, the metabolites of the markers 1 to 3, 6, 8, and 9 of the present invention were markers that have an inversely proportional relationship with the amount of water.

<実施例2:水分充足度判定方法を用いた異なる栄養状態の被検植物における水分充足度の判定>
温室栽培個体を用いて、施肥量(すなわち、栄養状態)の異なる個体であっても、本発明の水分充足度判定方法が栄養状態に影響されずに水分充足度を判定ができるかどうかについて検証した。
<Example 2: Determination of water sufficiency in test plants of different nutritional states using a water sufficiency determination method>
Verify whether the water sufficiency determination method of the present invention can determine the water sufficiency without being affected by the nutritional state, even if the amount of fertilization (ie, nutritional state) is different using a greenhouse cultivated individual did.

(材料)
土壌量13Lのポットで温室内にて3ヶ月間栽培したユーカリプタス属の雑種クローン(カマルドレンシス×デグルプタ)計20個体を用いた。その際、下記表4に示す4つの処理区を設けた。
(material)
A total of 20 hybrid clones of the genus Eucalyptus cultivated in a greenhouse with a soil volume of 13 L in a greenhouse for 3 months (Camaldrensis x Deglupta) were used. At that time, four treatment zones shown in Table 4 below were provided.

Figure 2013059299
Figure 2013059299

(方法)
1.葉のサンプリング
上記各試験区の個体について、植栽後2〜6週の期間に1週間毎、葉をハサミで葉柄部分から切り取った。したがって、サンプル数は、20個体で5回葉を採取することから計100サンプルとなる。各サンプルは、採取した葉の主脈部分を取り除き、残りを50℃で一晩乾燥させた。
(Method)
1. Sampling of leaves About the individual | organism | solid of each said test plot, the leaf was cut out from the petiole part with the scissors every week for the period of 2-6 weeks after planting. Therefore, the total number of samples is 100 because 20 individuals collect 5 leaves. In each sample, the main vein portion of the collected leaf was removed, and the rest was dried overnight at 50 ° C.

2.抽出物の抽出
実施例1に記載の方法に準じて行った。
2. Extraction Extraction The extraction was performed according to the method described in Example 1.

3.LC-MS/MS分析
得られたろ液のうち10μLを以下の分析条件にてLC-MS/MS分析に供した。具体的な分析方法については、各使用機器に添付の使用説明書に従った。
3. LC-MS / MS analysis 10 μL of the obtained filtrate was subjected to LC-MS / MS analysis under the following analysis conditions. About the specific analysis method, the instruction manual attached to each equipment used was followed.

3−1.液体クロマトグラフィー(LC)条件
・使用機器:UFLC (島津製作所)
・溶離液A:0.1%ギ酸(和光)入り 水クロマトグラフィー用リクロゾルブ
・溶離液B: 0.1%ギ酸(和光)入り アセトニトリルLC/MS用ハイパーグレードリクロゾルブ
・カラム:TSKgel ODS-100V 3.0x 750mm 粒子3μm(東ソー)
・ガードカラム:TSKguardgel ODS-100V, 粒子5μm(東ソー)
・カラム温度:40℃
・流速:1.0 ml/min
・時間連続濃度勾配(タイムスケジュールグラジュエント)B%
0分:3%〜5分:56%
3-1. Liquid Chromatography (LC) Conditions • Equipment used: UFLC (Shimadzu Corporation)
・ Eluent A: 0.1% formic acid (Wako) containing water resolve for water chromatography
・ Eluent B: Hypergrade resolvosolve for acetonitrile LC / MS with 0.1% formic acid (Wako)
・ Column: TSKgel ODS-100V 3.0x 750mm particle 3μm (Tosoh)
Guard column: TSKguardgel ODS-100V, particle 5μm (Tosoh)
・ Column temperature: 40 ℃
・ Flow rate: 1.0 ml / min
・ Time continuous gradient (time schedule gradient) B%
0 minutes: 3% to 5 minutes: 56%

3−2.MS/MS条件
・使用機器:3200QTRAP
・スキャンモード:Multiple Reaction Monitoring
・イオン化方法:ESI-Positive
・スキャン速度:4000 amu/sec
・解析ソフトウェア:Analyst 1.4.2
・Target Mass:
No.1: Q1: m/z: 175.2, Q3: m/z: 116.0 RT =0.4
No.2: Q1: m/z: 188.0, Q3: m/z: 118.0 RT =2.0
No.3: Q1: m/z: 511.1, Q3: m/z: 511.1 RT =3.1
No.4: Q1: m/z: 769.2, Q3: m/z: 153.0 RT =2.9
No.5: Q1: m/z: 104.2, Q3: m/z: 104.2 RT =0.4
No.6: Q1: m/z: 501.1, Q3: m/z: 501.1 RT =3.8
No.7: Q1: m/z: 639.1, Q3: m/z: 639.1 RT =4.1
No.8: Q1: m/z: 291.1, Q3: m/z: 291.1 RT =0.5
No.9: Q1: m/z: 533.2, Q3: m/z: 362.2 RT =0.5
No.10: Q1: m/z: 812.3, Q3: m/z: 812.3 RT =2.0
No.11: Q1: m/z: 421.1, Q3: m/z: 259.2 RT =4.5
No.12: Q1: m/z: 291.2, Q3: m/z: 139.1 RT =2.6
ここで、No.12は、内部標準物質(-)Epicatechinである。
また、Q1及びQ3は、各マーカーの質量電荷比データ(m/z)、RTは保持時間(分)を示す。
3-2. MS / MS conditions-Equipment used: 3200QTRAP
-Scan mode: Multiple Reaction Monitoring
・ Ionization method: ESI-Positive
・ Scanning speed: 4000 amu / sec
・ Analysis software: Analyst 1.4.2
・ Target Mass:
No.1: Q1: m / z: 175.2, Q3: m / z: 116.0 RT = 0.4
No.2: Q1: m / z: 188.0, Q3: m / z: 118.0 RT = 2.0
No.3: Q1: m / z: 511.1, Q3: m / z: 511.1 RT = 3.1
No.4: Q1: m / z: 769.2, Q3: m / z: 153.0 RT = 2.9
No.5: Q1: m / z: 104.2, Q3: m / z: 104.2 RT = 0.4
No.6: Q1: m / z: 501.1, Q3: m / z: 501.1 RT = 3.8
No.7: Q1: m / z: 639.1, Q3: m / z: 639.1 RT = 4.1
No.8: Q1: m / z: 291.1, Q3: m / z: 291.1 RT = 0.5
No.9: Q1: m / z: 533.2, Q3: m / z: 362.2 RT = 0.5
No.10: Q1: m / z: 812.3, Q3: m / z: 812.3 RT = 2.0
No.11: Q1: m / z: 421.1, Q3: m / z: 259.2 RT = 4.5
No.12: Q1: m / z: 291.2, Q3: m / z: 139.1 RT = 2.6
Here, No. 12 is an internal standard substance (-) Epicatechin.
Q1 and Q3 are mass-to-charge ratio data (m / z) of each marker, and RT is a retention time (min).

3−3.アライメント条件
・代謝産物データのアライメント:Marker ViewTM1.2 Software
・溶出時間許容誤差:1分
・Mass 許容誤差:25ppm
・Intensity threshold: 1,000
3-3. Alignment conditions-Metabolite data alignment: Marker View TM 1.2 Software
・ Elution time tolerance: 1 minute ・ Mass tolerance: 25 ppm
・ Intensity threshold: 1,000

3−4.データの標準化
質量分析装置の場合、マーカーの蓄積量は、同一サンプルであっても分析ごとに若干異なるため標準化が必要となる。ここでは、各種マーカーの蓄積量を内部標準物質((-)Epicatechin)の蓄積量で除算することにより標準化した。
3-4. Standardization of data In the case of a mass spectrometer, the accumulated amount of marker is slightly different for each analysis even for the same sample, so standardization is required. Here, the accumulation amount of various markers was standardized by dividing by the accumulation amount of the internal standard substance ((−) Epicatechin).

4.判別分析
LC-MS/MSにより取得したデータに対して、GeneSpring MS(アジレントテクノロジー社)を用いて判別分析を実施した。具体的には、実施例1の水分充足度診断用マーカーの水分充足区及び水分不足区における蓄積量データを、判別分析用のトレーニングデータセット、すなわち、ベースとなるテキストサンプルとし、被検サンプルとなる本実施例の植物(20サンプル)における対応する水分充足度診断用マーカーの蓄積量と対比させ、被検植物の蓄積量が実施例1の水分充足区及び水分不足区のどちらに近いのか判定した。判定方法は以下の条件で行った。
4. Discriminant analysis
Discriminant analysis was performed on the data acquired by LC-MS / MS using GeneSpring MS (Agilent Technology). Specifically, the accumulated amount data in the water sufficiency group and the water deficiency group of the water sufficiency degree diagnosis marker of Example 1 is set as a training data set for discriminant analysis, that is, a base text sample, This is compared with the accumulated amount of the marker for diagnosis of water sufficiency in the plant of this example (20 samples), and it is determined whether the accumulated amount of the test plant is closer to the water sufficiency group or the water deficient group of Example 1 did. The determination method was performed under the following conditions.

・判定アルゴリズム:K近傍法
クラスのラベルが付加された訓練事例が与えられているクラス分類の場合:分類したい事例から近い方から順にk個の事例を見つける.これらk個の事例のうち、最も多数をしめるクラスに分類する手法。
・マーカー: 水分充足度判定用マーカー6種(マーカーNo.1、3、4、8、10、11)
・トレーニングデータセット:実施例1の水分不足区と水分充足区から得られたマーカーのプロファイル
・被検サンプルデータ:本実施例の4つの処理区20検体の各々から得たマーカーのプロファイル
-Judgment algorithm: K-neighbor method In the case of a class classification that is given a training case with a class label: find k cases in order from the one closest to the case to be classified. A method of classifying the k cases into the class with the largest number.
・ Marker: 6 types of markers for determining water sufficiency (Markers No.1, 3, 4, 8, 10, 11)
・ Training data set: Marker profile obtained from the water deficit group and the water sufficiency group in Example 1 ・ Test sample data: Marker profile obtained from each of the 20 samples in the four treatment groups of this example

(結果)
結果を図2に示す。各処理区の中では、試験区1及び3、すなわち、潅水を毎日実施した処理区の方が、生長性が良好であった。この結果は、植物の生長は、肥料よりも潅水量に強く依存することを示している。
(result)
The results are shown in FIG. Among the treatment groups, the test groups 1 and 3, that is, the treatment groups in which irrigation was carried out every day showed better growth. This result shows that plant growth is more dependent on irrigation than fertilizer.

また、本発明の水分充足判定方法で、表4に示す4つの処理区の各個体について、植栽後2〜6週ごとに水分の充足度の判定を行ったところ、表5に示すように、水分不足区(処理区2及び4)50サンプルでは、5サンプルにおいて充足区である、すなわち充足状態にある、という不一致の誤判定(表中、星印で示す)が出たものの、水分充足区(処理区1及び3)では50サンプルの全てが充足状態にあるという正しい判定結果が得られ、本発明の判定方法により、判定結果と実条件とが一致する正答率が全体で95%という非常に高い精度で実際の水分を判定することができた。なお、表5において、K近傍法での結果の信頼性が低く、充足区か不足区かを判定できなかったものについては、「−」で示している。   Moreover, when the moisture sufficiency determination method of the present invention was used to determine the degree of water sufficiency for each individual in the four treatment zones shown in Table 4 every 2 to 6 weeks after planting, as shown in Table 5 In 50 samples of water deficiency (treatment zones 2 and 4), there was a misjudgment (indicated by an asterisk in the table) that there was a mismatch in 5 samples. In the ward (processing wards 1 and 3), a correct judgment result that all 50 samples are in a satisfactory state is obtained, and the judgment method of the present invention has a correct answer rate that the judgment result and the actual condition match is 95% as a whole. The actual moisture could be judged with very high accuracy. Note that in Table 5, “−” indicates that the reliability of the result by the K-nearest neighbor method is low, and it was not possible to determine whether it is a sufficient or insufficient zone.

Figure 2013059299
Figure 2013059299
Figure 2013059299
Figure 2013059299
Figure 2013059299
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<実施例3:植林現場&他樹種個体に対する水分の充足度診断>
複雑な環境要因が影響していると考えられる植林地現場において、実施例1及び2とは異なるユーカリ樹種サンプルに対して、本発明の水分充足度判定方法を用いて、実際に正確な水分充足度の判定が可能であるかを検証した。
<Example 3: Afforestation site & diagnosis of water sufficiency for other tree species>
In a plantation site that is considered to be affected by a complex environmental factor, the water content level determination method of the present invention is used for a eucalyptus tree species sample different from those in Examples 1 and 2, and the water content is actually accurately measured. It was verified whether the degree could be judged.

(材料)
ラオス植林地にある2ヶ所の試験区(試験区A、及び試験区B)に植栽された0.8年目のユーカリプタスの雑種(カマルドレンシス×ユーロフィラ)をサンプルに用いた。
(material)
A 0.8 year-old Eucalyptus hybrid planted in two test zones (test zone A and test zone B) in Laos plantation was used as a sample.

(方法)
1.葉のサンプリング
上記両試験区において、乾季及び雨季初めの2回、上記個体の葉をハサミで葉柄部分から切り取った。それぞれを各試験区での水分不足サンプル及び水分充足サンプルとした。採取した葉の主脈部分を取り除き、残りを50℃で一晩乾燥させた。
・水分不足サンプル:乾季(月間降水量12mm)
・水分充足サンプル:雨季始め(月間降水量98mm)
(Method)
1. Leaf Sampling In both the above test areas, the leaves of the individuals were cut from the petiole part with scissors twice in the dry season and the beginning of the rainy season. Each was used as a water-deficient sample and a water-satisfied sample in each test section. The main vein portion of the collected leaves was removed, and the rest was dried at 50 ° C. overnight.
・ Moisture deficient sample: dry season (monthly precipitation: 12mm)
・ Moisture satisfaction sample: Beginning of the rainy season (monthly precipitation: 98 mm)

2.抽出物の抽出
実施例2に記載の方法に準じて行った。
2. Extraction Extraction The extraction was performed according to the method described in Example 2.

3.LC-MS/MS分析
実施例2に記載の方法に準じて行った。
3. LC-MS / MS analysis The LC-MS / MS analysis was performed according to the method described in Example 2.

4.判定
試験地Aの水分不足サンプルと水分充足サンプルから得られた代謝物データを、判別分析用のトレーニングデータセット、すなわち、ベースとなるテキストサンプルとし、被検サンプルとなる試験地Bのサンプル(合計145検体)の水分の充足状態、不足状態を、表1における2つのマーカーのプロファイルに基づき判定した。判定方法は以下の条件で行った。
4). Judgment The metabolite data obtained from the water deficient sample and the water sufficiency sample at the test site A is used as a training data set for discriminant analysis, that is, a base text sample, and the sample at the test site B as the test sample (total) 145 specimens) were determined based on the profile of the two markers in Table 1. The determination method was performed under the following conditions.

・判定アルゴリズム:K最近傍法 (p-value<0.2)
・マーカー: 水分充足度判定用マーカー2種(マーカーNo.3、6)
・トレーニングデータセット:ラオス植林地内の試験地Aの水分不足サンプル(水分不足個体)及び水分充足サンプル(水分充足個体)から得られたマーカーのプロファイル
・被検サンプルデータ:ラオス植林地内の試験地Bに設定した乾季サンプル66検体、雨季始めサンプル79検体の各々から得たマーカーのプロファイル
-Judgment algorithm: K nearest neighbor method (p-value <0.2)
・ Marker: 2 types of markers for determining water sufficiency (Markers No. 3 and 6)
・ Training data set: Profile of markers obtained from water deficient sample (water deficient individual) and water sufficient sample (water deficient individual) at test site A in Laos plantation ・ Test sample data: Test site B in Laos plantation Marker profiles obtained from 66 dry season samples and 79 samples from the beginning of the rainy season

(結果)
結果を表6に示す。試験地Bの乾季サンプル66検体の水分充足度を判定したところ、いずれのマーカーも全検体が不足状態にあるという判定結果を示した。すなわち100%の正答が得られたことになる。一方、雨季始め79検体の判定したところ、63検体で水分が充足状態にあるという判定結果が得られた。すなわち、88.9%の正答が得られたことになる。
(result)
The results are shown in Table 6. When the moisture sufficiency of 66 samples in the dry season sample of the test site B was determined, all the markers showed a determination result that all the samples were in a deficient state. That is, 100% correct answer was obtained. On the other hand, when 79 samples were determined at the beginning of the rainy season, it was determined that 63 samples had sufficient water. In other words, 88.9% of correct answers were obtained.

以上のように、本発明のマーカーを用いた水分充足度判定方法によれば、複雑な環境要因が影響していると考えられる植林地現場サンプルに対しても、正答率90%近い高い判定精度でその土地で生育する植物の水分充足度の判定ができることが立証された。   As described above, according to the water sufficiency determination method using the marker of the present invention, a high determination accuracy of 90% correct answer rate even for plantation site samples that are considered to be affected by complex environmental factors. It was proved that the water sufficiency of plants growing on the land can be judged.

また、前述のように本実施例では、実施例1及び2とは実験に用いた植物種が異なる。本発明のマーカーは、実施例1に記載の植物種から分離された代謝産物であるが、本実施例において、異なる植物種にも有効であることが明らかとなり、マーカーの一般性も立証された。   As described above, in this example, the plant species used in the experiment are different from those in Examples 1 and 2. The marker of the present invention is a metabolite isolated from the plant species described in Example 1. However, in this example, it was revealed that the marker was also effective for different plant species, and the generality of the marker was proved. .

Figure 2013059299
Figure 2013059299

Claims (18)

植物の代謝産物であって、高速液体クロマトグラフタンデム質量分析法において、
液体クロマトグラフィーでのアセトニトリルの時間的な連続濃度勾配を0分3%〜5分56%で形成させたときに下記表1で示す保持時間で分離され、かつ
質量分析でのプリカーサーイオン及びプロダクトイオンの質量電荷比が下記表1で示す値で特定される
マーカーNo.1〜11で示されるいずれか一の植物の水分充足度判定用マーカー。
Figure 2013059299
A metabolite of a plant, and in high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,
When a time continuous gradient of acetonitrile in liquid chromatography was formed at 0 min 3% to 5 min 56%, it was separated with the retention time shown in Table 1 below, and precursor ion and product ion in mass spectrometry A marker for determining the degree of water sufficiency of any one of the plants indicated by marker Nos. 1 to 11 identified by the values shown in Table 1 below.
Figure 2013059299
前記植物が木本類である、請求項1に記載のマーカー。   The marker according to claim 1, wherein the plant is woody. 前記木本類がユーカリプタス属である、請求項2に記載のマーカー。   The marker according to claim 2, wherein the woody species belongs to the genus Eucalyptus. 植物における水分の充足度を判定する方法であって、
被検植物の全部又は一部から代謝産物を含む抽出物を抽出する抽出工程、
前記抽出工程で得られた抽出物中に含まれる請求項1に記載の少なくとも一の水分充足度判定用マーカーの蓄積量を測定する測定工程、
前記測定工程で得られた水分充足度判定用マーカーの蓄積量に基づいて、前記被検植物における水分の充足度を判定する判定工程
を含む、前記方法。
A method for determining the sufficiency of moisture in a plant,
An extraction step for extracting an extract containing a metabolite from all or a part of the test plant;
A measurement step of measuring the accumulated amount of at least one moisture sufficiency determination marker according to claim 1 contained in the extract obtained in the extraction step,
The said method including the determination process of determining the sufficiency of the water | moisture content in the said test plant based on the accumulation amount of the marker for water sufficiency determination obtained at the said measurement process.
前記判定工程において、水分の充足度を被検植物と対照植物のそれぞれから得られる水分充足度判定用マーカーの蓄積量の比較によって判定する、請求項4に記載の判定方法。   The determination method according to claim 4, wherein in the determination step, the degree of water sufficiency is determined by comparing the accumulated amounts of the water sufficiency determination markers obtained from each of the test plant and the control plant. 前記対象植物が水分不足状態にある、請求項5に記載の判定方法。   The determination method according to claim 5, wherein the target plant is in a moisture-deficient state. 水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 1〜3、6、8及び9の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に小さいときに被検植物における水分が充足状態にあると判定する、請求項6に記載の判定方法。   When the marker for determining the degree of water sufficiency is marker No. 1 to 3, 6, 8 and 9 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically significantly smaller than the accumulated amount in the control plant The determination method according to claim 6, wherein the water in the test plant is determined to be in a sufficient state. 水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 4、5、7、10及び11の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に大きいときに被検植物における水分が充足状態にあると判定する、請求項6に記載の判定方法。   When the marker for water sufficiency determination is marker No. 4, 5, 7, 10 and 11 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically significantly larger than the accumulated amount in the control plant The determination method according to claim 6, wherein the water in the test plant is determined to be in a sufficient state. 前記対象植物が水分充足状態にある、請求項5に記載の判定方法。   The determination method according to claim 5, wherein the target plant is in a water-sufficient state. 水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 1〜3、6、8及び9の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に大きいときに被検植物における水分が不足状態にあると判定する、請求項9に記載の判定方法。   When the marker for determining the degree of water sufficiency is marker No. 1 to 3, 6, 8 and 9 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically significantly larger than the accumulated amount in the control plant The determination method according to claim 9, wherein it is determined that water in the test plant is in a deficient state. 水分充足度判定用マーカーが表1におけるマーカーNo. 4、5、7、10及び11の場合、当該マーカーの被検植物における蓄積量が対照植物における蓄積量よりも統計学的に有意に小さいときに被検植物における水分が不足状態にあると判定する、請求項9に記載の判定方法。   When the marker for water sufficiency determination is marker No. 4, 5, 7, 10 or 11 in Table 1, the accumulated amount of the marker in the test plant is statistically significantly smaller than the accumulated amount in the control plant The determination method according to claim 9, wherein it is determined that water in the test plant is in a deficient state. 前記植物が木本類である、請求項5〜11のいずれか一項に記載の判定方法。   The determination method according to claim 5, wherein the plant is a tree. 前記木本類がユーカリプタス属である、請求項12に記載の判定方法。   The determination method according to claim 12, wherein the woody species is Eucalyptus. 請求項4〜13のいずれか一項に記載の判定方法を用いて、被検地における土中水分量を推定する土中水分量推定方法。   A soil moisture content estimation method for estimating the soil moisture content in the test site using the determination method according to any one of claims 4 to 13. 請求項14に記載の土中水分量推定方法を用いて、対象植物の植栽候補地を選定する植栽候補地選定方法。   A planting site selection method for selecting a planting site for the target plant using the soil moisture content estimation method according to claim 14. 同一植物において、請求項4〜13のいずれか一項に記載の水分充足度判定方法によって得られた水分の充足度に関する経時的な二以上の判定結果に基づいて、その植物における生長状態を判定する、植物の生長状態判定方法。   In the same plant, the growth state in the plant is determined based on two or more determination results over time regarding the moisture sufficiency obtained by the moisture sufficiency determination method according to any one of claims 4 to 13. A method for determining the growth state of a plant. 二以上の経時的な判定結果が、いずれも充足状態にあるという結果であった場合には、その植物における生長状態は良好であると判定し、不足から充足に移行していることを示す場合には、生長状態が改善傾向にあると判定し、充足から不足に移行していることを示す場合には、生長状態が悪化傾向にあると判定し、又はいずれも不足していることを示す場合には、生長状態が悪いと判定する、請求項16記載の判定方法。   When two or more determination results over time are the results that both are in a satisfactory state, it is determined that the growth state in the plant is good and indicates that it has shifted from insufficient to full In the case of determining that the growth state is in an improving trend and indicating that the growth state has shifted from sufficient to insufficient, it is determined that the growth state is in a worsening tendency, or that both are insufficient The determination method according to claim 16, wherein in this case, it is determined that the growth state is bad. 請求項16又は17に記載の植物の生長状態判定方法による判定結果に基づいて、その植物における水分の潅水量を決定する潅水量決定方法。   The irrigation amount determination method which determines the irrigation amount of the water | moisture content in the plant based on the determination result by the growth state determination method of the plant of Claim 16 or 17.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011024525A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 王子製紙株式会社 Method for selection of nutritional status diagnosis marker for plant, method for diagnosis of nutritional status in plant, and method for determination of growth status of plant
JP2011193841A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Osaka Univ Method for cultivating genus jatropha plant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011024525A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 王子製紙株式会社 Method for selection of nutritional status diagnosis marker for plant, method for diagnosis of nutritional status in plant, and method for determination of growth status of plant
JP2011193841A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Osaka Univ Method for cultivating genus jatropha plant

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6015002152; 圖師一文ら: '水ストレス下および塩ストレス下で栽培したトマトにおける果実内成分の比較' 植物環境工学 第17巻第3号, 2005, 第128頁-第136頁 *
JPN6015002153; 杜玉春ら: '水ストレスがサトウキビの葉身の糖代謝、カルビン回路及びC4経路における関連酵素と中間代謝物に及ぼす影' 日本作物学会紀事 第65巻別冊2号, 1996, 第135頁-136頁 *

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