JP2013129643A - 植物耐熱性誘導剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、イソチオシアネートを有効成分とする植物耐熱性誘導剤を提供する。上記イソチオシアネートが、フェネチルイソチオシアネート、アリルイソチオシアネート、及びメチルイソチオシアネートから選択される少なくとも1種であることが好ましく、また、上記植物が熱ショックタンパク質を発現する植物であることが好ましい。本発明はまた、イソチオシアネートを用いた、植物耐熱性を誘導する方法を提供する。
【選択図】図2
Description
植物栽培用培養土ピートバン(株式会社サカタのタネ)が入ったプラスチックポット(直径7cm、高さ8.5cm)に、シロイヌナズナの種子を20個/ポットで播種し、23℃、明期16時間、暗期8時間の条件にて発芽、栽培した(株式会社日本医化器械製作所、人工気象器、LPH−410SP)。播種後2週間を過ぎた頃、標準的な成長の個体を3個体残して間引いた。播種後21日目に、フェネチルイソチオシアネート(PEITC)の水溶液(1mM、2mM及び5mM)及び対照としての水(0mM)をそれぞれの試験区プレートにほぼ均一に22μg、44μg、110μg/個体(それぞれ、1mM、2mM、5mMに相当)で噴霧した。次に、播種後23日目に、噴霧処理した植物体を55℃にて1時間高温処理した。さらに、播種後31日目(31DAS)及び播種後42日目(42DAS)に、植物体の成長・生育状態を観察し、フェネチルイソチオシアネートによる植物耐熱性誘導を評価した(図1)。
23℃を対照温度として、高温処理温度を35℃、45℃、55℃又は65℃とした以外に、実施例1と同じように実験した。播種後31日目(31DAS)及び播種後42日目(42DAS)に、それぞれの被検群の植物体の地上部を採取し、その新鮮重量を測定し、個体の平均新鮮重量(g/個体)を計算した(n=6)。その結果を図2に示した。
2mMのフェネチルイソチオシアネートを用いた噴霧処理までは、実施例1と同様にして行った。噴霧処理した1時間後に、被検植物及び水のみを噴霧した対照植物の地上部を採集し、RNAを抽出し、マイクロアレイによって、遺伝子の転写量を測定した。マイクロアレイのチップは、Ocimum BiosolutionsのArabidopsis OciChipを用い、2色法で検出した。得られたスポットデータは、FilgenのMicroarray Data Analysis Toolによって解析した。
1mM、2mM及び5mMのフェネチルイソチオシアネートを用いた噴霧処理までは、実施例1と同様にして行った。その後、23℃での栽培を対照とし、30℃、37℃及び44℃での高温栽培をそれぞれ10日間行った。10日目に植物の地上部を採集し、その新鮮重量を測定し、個体の平均新鮮重量(g/個体)を算出した。結果は、図4に示した。
フェネチルイソチオシアネートの代わりに、0mM(対照)、2mM及び5mMのアリルイソチオシアネートを使用し、高温処理温度を55℃とした以外に、実施例2と同じように実験した。開花期(播種後42日目)に、それぞれの被検群の植物体の地上部を採取し、その新鮮重量を測定し、個体の平均新鮮重量(g/個体)を算出した(n=6)。その結果を図5に示した。図5から、2mM及び5mMのいずれの濃度においもアリルイソチオシアネートによる植物耐熱性誘導が認められた。また、フェネチルイソチオシアネートの場合は5mMで殺草作用が現れるに対して、アリルイソチオシアネートの場合は5mMでも殺草作用が現れず、より高い濃度も許容されると考えられる。
フェネチルイソチオシアネートの代わりに、0mM(対照)、2mM及び5mMのメチルイソチオシアネートを使用し、高温処理温度を55℃とした以外に、実施例2と同じように実験した。開花期(播種後42日目)に、それぞれの被検群の植物体の地上部を採取し、その新鮮重量を測定し、個体の平均新鮮重量(g/個体)を計算した(n=6)。その結果を図6に示した。図6から、2mM及び5mMのいずれの濃度においもメチルイソチオシアネートによる植物耐熱性誘導が認められており、5mMがより耐熱性誘導効果が高かったことが分かった。メチルイソチオシアネートは5mMより高い濃度においても耐熱性誘導効果があることが示唆された。
シロイヌナズナの代わりに、アルファルファを用いて実施例1と同様に栽培した。播種後19日目に、植物にアルファルファの耐熱性が5 mMのPEITC処理で向上傾向にある。フェネチルイソチオシアネート(PEITC)の水溶液(2mM及び5mM)及び対照としての水(0mM)をそれぞれの試験区プレートにほぼ均一に44μg、110μg/個体(それぞれ、2mM、5mMに相当)で噴霧した。次に、播種後21日目に、噴霧処理した植物体を55℃にて1時間熱ショックを与えた。さらに、播種後28日目に、植物体の成長・生育状態を観察し、フェネチルイソチオシアネートによる植物耐熱性誘導を評価した(図7)。さらに、播種後28日目のそれぞれの被検群の植物体の地上部を採取し、その新鮮重量を測定し、個体の平均新鮮重量(g/個体)を計算した(n=3)。その結果を図7に示した。
アルファルファの代わりにホウレンソウを用いて実施例7と同様に実験した。その結果を図8に示した。図8から分かるように、ホウレンソウにおいてもアルファルファと同様な傾向が示され、対照(0mM)に比べて、2mM及び5mMのPEITCで処理した群は、植物体の耐熱性が向上し、また、2mMよりも5mMのPEITCで処理した植物体のほうはより高い耐熱性を示した。
Claims (10)
- イソチオシアネートを有効成分とする植物耐熱性誘導剤。
- 前記イソチオシアネートが、フェネチルイソチオシアネート、アリルイソチオシアネート、及びメチルイソチオシアネートから選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の植物耐熱性誘導剤。
- 前記植物が熱ショックタンパク質を発現する植物である、請求項1又は2に記載の植物耐熱性誘導剤。
- 前記熱ショックタンパク質が、アクセッション番号がNM_111731.3、NM_105769.1、NM_128771.2、NM_121241.2、NM_128504.2、NM_127615.2、NM_101471.2、NM_125364.1、NM_119862.2、NM_118906.2、及びNM_124642.2であるタンパク質から選択される少なくとも1つである、請求項3に記載の植物耐熱性誘導剤。
- 前記植物がシロイヌナズナ、アルファルファ又はホウレンソウである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の植物耐熱性誘導剤。
- イソチオシアネートを用いた、植物耐熱性を誘導する方法。
- 前記イソチオシアネートの水溶液を植物に適用する、請求項6に記載の方法。
- 前記イソチオシアネート水溶液の濃度が1mM〜10mMである、請求項7に記載の方法。
- 前記イソチオシアネートが、フェネチルイソチオシアネート、アリルイソチオシアネート、及びメチルイソチオシアネートから選択される少なくとも1種である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記植物が熱ショックタンパク質を発現する植物である、請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023210570A1 (ja) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 植物気孔開口調節剤 |
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