JP3360210B2 - 生体情報に基づく植物選抜システム - Google Patents
生体情報に基づく植物選抜システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は植物および化学物質
の選別に関し，詳しくは，植物体において観測される微
弱生体発光の経時的測定および解析により，遺伝子発現
の状態を把握することで，ストレス耐性を有する植物個
体，あるいは植物体の遺伝子発現を調節し生理状態を変
化させる化学物質を調査選抜する方法に関する。
の選別に関し，詳しくは，植物体において観測される微
弱生体発光の経時的測定および解析により，遺伝子発現
の状態を把握することで，ストレス耐性を有する植物個
体，あるいは植物体の遺伝子発現を調節し生理状態を変
化させる化学物質を調査選抜する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】植物の生理状態や内容成分に変化をもた
らす遺伝子発現の状態に関する情報は，外観から判断し
づらい形質を対象とする育種において非常に重要であ
る。関与する遺伝子が明らかである場合には遺伝子の発
現を直接確認する方法もとられているが，一般的には十
分に生育させた植物にストレスを加えたり，薬品を処理
して外観に現れる反応をもって選抜している。しかし，
見た目で判断できる形質に比べて選抜に時間と熟練を要
するため簡易かつ迅速な代替法が必要とされている。
らす遺伝子発現の状態に関する情報は，外観から判断し
づらい形質を対象とする育種において非常に重要であ
る。関与する遺伝子が明らかである場合には遺伝子の発
現を直接確認する方法もとられているが，一般的には十
分に生育させた植物にストレスを加えたり，薬品を処理
して外観に現れる反応をもって選抜している。しかし，
見た目で判断できる形質に比べて選抜に時間と熟練を要
するため簡易かつ迅速な代替法が必要とされている。
【０００３】植物の生理状態に変化をもたらす化学物
質，例えば植物に病害抵抗性を誘導する物質やホルモン
活性を有する物質などを未知の物質の中から選別する際
にも同様なことが言える。関与する遺伝子が明らかな場
合には，標的遺伝子の発現を直接確認する方法もとられ
ているが，一般的には植物体を十分に生育させ，未知の
物質を処理し，病害抵抗性の誘導を期待する場合には病
原体接種後の発病抑制程度，ホルモン活性を期待する場
合には想定される外見の変化の程度を経験に基づいて判
断し，効果の判定を行っている。
質，例えば植物に病害抵抗性を誘導する物質やホルモン
活性を有する物質などを未知の物質の中から選別する際
にも同様なことが言える。関与する遺伝子が明らかな場
合には，標的遺伝子の発現を直接確認する方法もとられ
ているが，一般的には植物体を十分に生育させ，未知の
物質を処理し，病害抵抗性の誘導を期待する場合には病
原体接種後の発病抑制程度，ホルモン活性を期待する場
合には想定される外見の変化の程度を経験に基づいて判
断し，効果の判定を行っている。
【０００４】近年，植物において観測される各種の生体
情報に基づいて，遺伝子発現を伴う生理状態の変化や内
容成分の変化を迅速かつ簡易に把握する方法が開発され
ている。
情報に基づいて，遺伝子発現を伴う生理状態の変化や内
容成分の変化を迅速かつ簡易に把握する方法が開発され
ている。
【０００５】植物において観測される微弱生体発光が，
植物の遺伝子発現を伴う生理状態の変化を反映すること
に着目して，迅速・簡易に病害抵抗性個体を選別する方
法も開示されているが，植物個体間の発光量（特開平０
６−３１５３２０）や，発光量の経時的変化パターン
（特開平０７−２０３９８９）を比較するだけのもの
で，抵抗性個体間でのばらつきが大きく，十分な精度が
得られていない。
植物の遺伝子発現を伴う生理状態の変化を反映すること
に着目して，迅速・簡易に病害抵抗性個体を選別する方
法も開示されているが，植物個体間の発光量（特開平０
６−３１５３２０）や，発光量の経時的変化パターン
（特開平０７−２０３９８９）を比較するだけのもの
で，抵抗性個体間でのばらつきが大きく，十分な精度が
得られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のような植物個体
あるいは化学物質の選別には，処理後の外見の変化を指
標とする場合では数日〜数週間以上かかり，遺伝子発現
を直接検出する場合にも半日から１日程度かかる。ま
た，外見の変化を指標とする場合には識別に熟練を必要
とし，遺伝子発現を指標とする場合にも，操作の熟練と
多数の高価な試薬や機器を必要とし，必ずしも簡易な手
法とは言えない。さらに，植物体の栽培には広いスペー
スを必要とするため，大量の選別を短期間で行うことは
困難であるため，育種の現場では迅速かつ簡易に大量の
選別を行うことの出来る技術が求められている。
あるいは化学物質の選別には，処理後の外見の変化を指
標とする場合では数日〜数週間以上かかり，遺伝子発現
を直接検出する場合にも半日から１日程度かかる。ま
た，外見の変化を指標とする場合には識別に熟練を必要
とし，遺伝子発現を指標とする場合にも，操作の熟練と
多数の高価な試薬や機器を必要とし，必ずしも簡易な手
法とは言えない。さらに，植物体の栽培には広いスペー
スを必要とするため，大量の選別を短期間で行うことは
困難であるため，育種の現場では迅速かつ簡易に大量の
選別を行うことの出来る技術が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決するために，病原体の攻撃などのストレス賦課
や、化学物質処理などに伴って植物から発せられる微弱
生体発光を，高感度の検出器で測定，解析して，遺伝子
発現による生理状態変化や内容成分の変化を把握し，ス
トレス耐性を有する植物個体や，植物に特定の反応を引
き起こす化学物質の選別を可能にする技術の開発に着手
した。
を解決するために，病原体の攻撃などのストレス賦課
や、化学物質処理などに伴って植物から発せられる微弱
生体発光を，高感度の検出器で測定，解析して，遺伝子
発現による生理状態変化や内容成分の変化を把握し，ス
トレス耐性を有する植物個体や，植物に特定の反応を引
き起こす化学物質の選別を可能にする技術の開発に着手
した。
【０００８】その結果，例えば微弱生体発光に着目した
場合，病害抵抗性を示す植物体，あるいは，病害抵抗性
の誘導能やホルモン活性を有する化学物質を処理した植
物体では観測される微弱生体発光の波長組成が定常状態
と明瞭に変化することを見出し，本発明を完成するに至
った。
場合，病害抵抗性を示す植物体，あるいは，病害抵抗性
の誘導能やホルモン活性を有する化学物質を処理した植
物体では観測される微弱生体発光の波長組成が定常状態
と明瞭に変化することを見出し，本発明を完成するに至
った。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明で使用する測定装置は特に
限定されないが，例えば微弱生体発光を測定する場合，
６光量子／ｃｍ２／秒程度の感度と分光機能を備えた測
定装置であり，このような装置の例として，浜松ホトニ
クス（株）製のＭｕｌｔｉ ｓａｍｐｌｅ Ｐｈｏｔｏ
ｎＣｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ，または，浜
松ホトニクス（株）製のＰＣＸ−１００などがある。
限定されないが，例えば微弱生体発光を測定する場合，
６光量子／ｃｍ２／秒程度の感度と分光機能を備えた測
定装置であり，このような装置の例として，浜松ホトニ
クス（株）製のＭｕｌｔｉ ｓａｍｐｌｅ Ｐｈｏｔｏ
ｎＣｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ，または，浜
松ホトニクス（株）製のＰＣＸ−１００などがある。
【００１０】本発明において使用する植物体としては，
種類を問わず，種子，栄養体ともに使用できる。種子に
おいては発芽して活動を開始しているものがより好まし
い。
種類を問わず，種子，栄養体ともに使用できる。種子に
おいては発芽して活動を開始しているものがより好まし
い。
【００１１】本発明において使用する化学物質として
は，天然物，合成物を問わず，気体，液体，固体いずれ
の形態においても使用できる。固体においては水，その
他の液体に懸濁した状態で使用するのがより好ましい。
は，天然物，合成物を問わず，気体，液体，固体いずれ
の形態においても使用できる。固体においては水，その
他の液体に懸濁した状態で使用するのがより好ましい。
【００１２】本発明が対象とする植物体へのストレスと
しては，病原体による攻撃のほか，高・低温などの物理
的ストレス，高濃度の塩，有害物質などの化学的ストレ
スがあげられる。
しては，病原体による攻撃のほか，高・低温などの物理
的ストレス，高濃度の塩，有害物質などの化学的ストレ
スがあげられる。
【００１３】本発明が対象とする，化学物質によって引
き起こされる生理状態の変化としては，病害抵抗性反応
に伴う一連の代謝経路の活性化や，ホルモン作用による
生長，生殖，老化などの促進，抑制などがあげられる。
き起こされる生理状態の変化としては，病害抵抗性反応
に伴う一連の代謝経路の活性化や，ホルモン作用による
生長，生殖，老化などの促進，抑制などがあげられる。
【００１４】以下，実施例により本発明を具体的に説明
するが，本発明はこれらの実施例により何ら限定される
ものではない。
するが，本発明はこれらの実施例により何ら限定される
ものではない。
【００１５】
【実施例１】サツマイモに病害抵抗性反応を引き起こす
病原菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ
ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株の分生胞子を
１０７個／ｍｌの滅菌水懸濁液に調整し，２０℃，暗所
で１２時間静置したサツマイモ貯蔵根スライスの表面
に，５００μｌ噴霧接種した。φ６０ｍｍのプラスティ
ックシャーレ（ＩＷＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシ
ャーレ）に接種したスライスを収め，測定装置で接種直
後から微弱生体発光を測定した。また，滅菌水を分生胞
子懸濁液と同様に接種し定常状態を示す対照区とした。
病原菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ
ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株の分生胞子を
１０７個／ｍｌの滅菌水懸濁液に調整し，２０℃，暗所
で１２時間静置したサツマイモ貯蔵根スライスの表面
に，５００μｌ噴霧接種した。φ６０ｍｍのプラスティ
ックシャーレ（ＩＷＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシ
ャーレ）に接種したスライスを収め，測定装置で接種直
後から微弱生体発光を測定した。また，滅菌水を分生胞
子懸濁液と同様に接種し定常状態を示す対照区とした。
【００１６】測定にはＭｕｌｔｉ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｈ
ｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ
（浜松ホトニクス（株）製）を使用した。分光のため
に、５０％透過波長がそれぞれ２９０ｎｍ、３９０ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍのシャープカットフィルタ
ー（東芝ガラス（株）製）を順次、光電子増倍管とサン
プルの間に挿入し、各フィルターを透過する光量を１点
１秒間として１０００点、２２時間にわたって測定し
た。
ｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ
（浜松ホトニクス（株）製）を使用した。分光のため
に、５０％透過波長がそれぞれ２９０ｎｍ、３９０ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍのシャープカットフィルタ
ー（東芝ガラス（株）製）を順次、光電子増倍管とサン
プルの間に挿入し、各フィルターを透過する光量を１点
１秒間として１０００点、２２時間にわたって測定し
た。
【００１７】稲葉らのカットオフフィルター法（文献：
稲葉文男著，「超微弱光計測およびスペクトル情報分析
技術の最近の進歩とその医学・生物科学への応用」，Ｏ
ｐｌｕｓＥ，Ｎｏ．１２，ｐ．７８，１９８０）に準じ
て，各フィルターを透過した光量を光電子増倍管の波長
感度特性とフィルターの透過率で補正し、２９０〜３９
０ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の３波長域の発光量を経時的にそれぞれ求めたところ図
１に示すとおりであった。
稲葉文男著，「超微弱光計測およびスペクトル情報分析
技術の最近の進歩とその医学・生物科学への応用」，Ｏ
ｐｌｕｓＥ，Ｎｏ．１２，ｐ．７８，１９８０）に準じ
て，各フィルターを透過した光量を光電子増倍管の波長
感度特性とフィルターの透過率で補正し、２９０〜３９
０ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の３波長域の発光量を経時的にそれぞれ求めたところ図
１に示すとおりであった。
【００１８】さらに，５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光量
に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合の経時的変
化を求めたところ図２に示す通りであった。
に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合の経時的変
化を求めたところ図２に示す通りであった。
【００１９】滅菌水を処理したスライスにおける５００
ｎｍ〜６００ｎｍの発光量に対する３９０〜５００ｎｍ
の発光量の割合は常に３０％前後で一定であるが，病原
菌処理区では接種６時間後から急激に４０％前後まで上
昇し，滅菌水処理と明確に区別された。これは全体の発
光量の増加と同期しており，かつ，立ち上がりはより鋭
敏で，より短時間で判別された。
ｎｍ〜６００ｎｍの発光量に対する３９０〜５００ｎｍ
の発光量の割合は常に３０％前後で一定であるが，病原
菌処理区では接種６時間後から急激に４０％前後まで上
昇し，滅菌水処理と明確に区別された。これは全体の発
光量の増加と同期しており，かつ，立ち上がりはより鋭
敏で，より短時間で判別された。
【００２０】
【実施例２】ダイコンに病害抵抗性反応を引き起こす病
原菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ
ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株の分生胞子を１
０７個／ｍｌの滅菌水懸濁液に調整し，２０℃，暗所で
１２時間静置したダイコン貯蔵根スライスの表面に，５
００μｌ噴霧接種した。φ６０ｍｍのプラスティックシ
ャーレ（ＩＷＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシャー
レ）に接種したスライスを収め，測定装置で接種直後か
ら微弱生体発光を測定した。また，滅菌水を分生胞子懸
濁液と同様に接種し定常状態を示す対照区とした。
原菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ
ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株の分生胞子を１
０７個／ｍｌの滅菌水懸濁液に調整し，２０℃，暗所で
１２時間静置したダイコン貯蔵根スライスの表面に，５
００μｌ噴霧接種した。φ６０ｍｍのプラスティックシ
ャーレ（ＩＷＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシャー
レ）に接種したスライスを収め，測定装置で接種直後か
ら微弱生体発光を測定した。また，滅菌水を分生胞子懸
濁液と同様に接種し定常状態を示す対照区とした。
【００２１】測定にはＭｕｌｔｉ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｈ
ｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ
（浜松ホトニクス（株）製）を使用した。分光のため
に、５０％透過波長がそれぞれ２９０ｎｍ、３９０ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍのシャープカットフィルタ
ー（東芝ガラス（株）製）を順次、光電子増倍管とサン
プルの間に挿入し、各フィルターを透過する光量を１点
１秒間として１０００点、２２時間にわたって測定し
た。
ｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ
（浜松ホトニクス（株）製）を使用した。分光のため
に、５０％透過波長がそれぞれ２９０ｎｍ、３９０ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍのシャープカットフィルタ
ー（東芝ガラス（株）製）を順次、光電子増倍管とサン
プルの間に挿入し、各フィルターを透過する光量を１点
１秒間として１０００点、２２時間にわたって測定し
た。
【００２２】稲葉らのカットオフフィルター法（文献：
稲葉文男著，「超微弱光計測およびスペクトル情報分析
技術の最近の進歩とその医学・生物科学への応用」，Ｏ
ｐｌｕｓＥ，Ｎｏ．１２，ｐ．７８，１９８０）に準じ
て，各フィルターを透過した光量を光電子増倍管の波長
感度特性とフィルターの透過率で補正し、２９０〜３９
０ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の３波長域の発光量を経時的にそれぞれ求めたところ図
３の通りであった。
稲葉文男著，「超微弱光計測およびスペクトル情報分析
技術の最近の進歩とその医学・生物科学への応用」，Ｏ
ｐｌｕｓＥ，Ｎｏ．１２，ｐ．７８，１９８０）に準じ
て，各フィルターを透過した光量を光電子増倍管の波長
感度特性とフィルターの透過率で補正し、２９０〜３９
０ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の３波長域の発光量を経時的にそれぞれ求めたところ図
３の通りであった。
【００２３】さらに，５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光量
に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合の経時的変
化を求めたところ図４に示す通りであった。滅菌水を処
理したスライスにおける５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光
量に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合は常に３
０％前後で一定であるが，病原菌処理区では接種６時間
後から４０％〜５０％まで上昇し，滅菌水処理と明確に
区別された。これは全体の発光量の増加と同期してお
り，かつ，全体の発光量が減少してからも一定してお
り，発光量の多少に左右されず判別することが出来た。
に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合の経時的変
化を求めたところ図４に示す通りであった。滅菌水を処
理したスライスにおける５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光
量に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合は常に３
０％前後で一定であるが，病原菌処理区では接種６時間
後から４０％〜５０％まで上昇し，滅菌水処理と明確に
区別された。これは全体の発光量の増加と同期してお
り，かつ，全体の発光量が減少してからも一定してお
り，発光量の多少に左右されず判別することが出来た。
【００２４】
【実施例３】植物に病害抵抗性反応を誘導する化学物質
カルプロパミド（Ｃａｒｐｒｏｐａｍｉｄ）を４０ｐｐ
ｍの滅菌水懸濁液に調整し，２０℃，暗所で１２時間静
置したサツマイモ貯蔵根スライスの表面に，５００μｌ
噴霧接種した。φ６０ｍｍのプラスティックシャーレ
（ＩＷＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシャーレ）に接
種したスライスを収め，測定装置で接種直後から微弱生
体発光を測定した。
カルプロパミド（Ｃａｒｐｒｏｐａｍｉｄ）を４０ｐｐ
ｍの滅菌水懸濁液に調整し，２０℃，暗所で１２時間静
置したサツマイモ貯蔵根スライスの表面に，５００μｌ
噴霧接種した。φ６０ｍｍのプラスティックシャーレ
（ＩＷＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシャーレ）に接
種したスライスを収め，測定装置で接種直後から微弱生
体発光を測定した。
【００２５】測定にはＭｕｌｔｉ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｈ
ｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ
（浜松ホトニクス（株）製）を使用した。分光のため
に、５０％透過波長がそれぞれ２９０ｎｍ、３９０ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍのシャープカットフィルタ
ー（東芝ガラス（株）製）を順次、光電子増倍管とサン
プルの間に挿入し、各フィルターを透過する光量を１点
１秒間として１０００点、２２時間にわたって測定し
た。
ｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＩＩ
（浜松ホトニクス（株）製）を使用した。分光のため
に、５０％透過波長がそれぞれ２９０ｎｍ、３９０ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍのシャープカットフィルタ
ー（東芝ガラス（株）製）を順次、光電子増倍管とサン
プルの間に挿入し、各フィルターを透過する光量を１点
１秒間として１０００点、２２時間にわたって測定し
た。
【００２６】稲葉らのカットオフフィルター法（文献：
稲葉文男著，「超微弱光計測およびスペクトル情報分析
技術の最近の進歩とその医学・生物科学への応用」，Ｏ
ｐｌｕｓＥ，Ｎｏ．１２，ｐ．７８，１９８０）に準じ
て，各フィルターを透過した光量を光電子増倍管の波長
感度特性とフィルターの透過率で補正し、２９０〜３９
０ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の３波長域の発光量を経時的にそれぞれ求めたところ図
５に示す通りであった。
稲葉文男著，「超微弱光計測およびスペクトル情報分析
技術の最近の進歩とその医学・生物科学への応用」，Ｏ
ｐｌｕｓＥ，Ｎｏ．１２，ｐ．７８，１９８０）に準じ
て，各フィルターを透過した光量を光電子増倍管の波長
感度特性とフィルターの透過率で補正し、２９０〜３９
０ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ
の３波長域の発光量を経時的にそれぞれ求めたところ図
５に示す通りであった。
【００２７】さらに，５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光量
に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合の経時的変
化を求めたところ図６に示す通りであった。
に対する３９０〜５００ｎｍの発光量の割合の経時的変
化を求めたところ図６に示す通りであった。
【００２８】カルプロパミドを処理したスライスにおけ
る５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光量に対する３９０〜５
００ｎｍの発光量の割合は処理８時間後から急激に４０
％前後まで上昇し，滅菌水処理と明確に区別された。こ
れは全体の発光量の増加と同期しており，かつ，立ち上
がりはより鋭敏で，より短時間で判別された。これは実
施例１のサツマイモスライスの病害抵抗反応と同様の傾
向を示しており，供試化学物質の病害抵抗性誘導能が確
認された。
る５００ｎｍ〜６００ｎｍの発光量に対する３９０〜５
００ｎｍの発光量の割合は処理８時間後から急激に４０
％前後まで上昇し，滅菌水処理と明確に区別された。こ
れは全体の発光量の増加と同期しており，かつ，立ち上
がりはより鋭敏で，より短時間で判別された。これは実
施例１のサツマイモスライスの病害抵抗反応と同様の傾
向を示しており，供試化学物質の病害抵抗性誘導能が確
認された。
【００２９】
【実施例４】植物の生長ホルモンであるオーキシンの一
種ＩＡＡ（インドール酢酸）を好適濃度の１．０ｐｐｍ
あるいは，１／１０濃度の０．１ｐｐｍ，１０倍濃度の
１０ｐｐｍに調整して，２０℃，暗所で１２時間静置し
たサツマイモ貯蔵根スライスの表面に，５００μｌ噴霧
処理した。φ６０ｍｍのプラスティックシャーレ（ＩＷ
ＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシャーレ）に接種した
スライスを収め，測定装置で処理直後から微弱生体発光
を経時的に測定したところ図７示す通りだった。
種ＩＡＡ（インドール酢酸）を好適濃度の１．０ｐｐｍ
あるいは，１／１０濃度の０．１ｐｐｍ，１０倍濃度の
１０ｐｐｍに調整して，２０℃，暗所で１２時間静置し
たサツマイモ貯蔵根スライスの表面に，５００μｌ噴霧
処理した。φ６０ｍｍのプラスティックシャーレ（ＩＷ
ＡＫＩ硝子（株）製ポリスチレンシャーレ）に接種した
スライスを収め，測定装置で処理直後から微弱生体発光
を経時的に測定したところ図７示す通りだった。
【００３０】ＩＡＡ処理８時間後から各濃度処理で発光
量の増加が確認された。さらに，好適濃度の１．０ｐｐ
ｍでの増加がもっとも大きく，０．１ｐｐｍ，１０．０
ｐｐｍの処理とは明確に区別されたことから，ホルモン
に対する植物体の反応を的確に捉えていることが示され
た。
量の増加が確認された。さらに，好適濃度の１．０ｐｐ
ｍでの増加がもっとも大きく，０．１ｐｐｍ，１０．０
ｐｐｍの処理とは明確に区別されたことから，ホルモン
に対する植物体の反応を的確に捉えていることが示され
た。
【００３１】
【発明の効果】植物体に病原体等のストレス処理や化学
物質を処理し，植物体において観測される生体情報を高
感度の検出器で測定，解析して，ストレスに抵抗性を有
する植物個体や，植物に特定の反応を引き起こす化学物
質を選別できる。同法により，ストレス抵抗性植物個体
や化学物質の短時間での大量選別が可能になり，作物育
種や有用物質探索の効率の大幅な向上が見込まれる。ま
た，熟練を要する植物体の反応の識別が自動化されるた
め，選抜作業が簡易にできる。
物質を処理し，植物体において観測される生体情報を高
感度の検出器で測定，解析して，ストレスに抵抗性を有
する植物個体や，植物に特定の反応を引き起こす化学物
質を選別できる。同法により，ストレス抵抗性植物個体
や化学物質の短時間での大量選別が可能になり，作物育
種や有用物質探索の効率の大幅な向上が見込まれる。ま
た，熟練を要する植物体の反応の識別が自動化されるた
め，選抜作業が簡易にできる。
【図１】サツマイモに病害抵抗性反応を引き起こす病原
菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏ
ｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を
処理したサツマイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生
体発光の，２９０ｎｍ〜３９０ｎｍ，３９０〜５００ｎ
ｍ，５００〜６００ｎｍの波長域における発光量の経時
的変化を示したグラフである。
菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏ
ｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を
処理したサツマイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生
体発光の，２９０ｎｍ〜３９０ｎｍ，３９０〜５００ｎ
ｍ，５００〜６００ｎｍの波長域における発光量の経時
的変化を示したグラフである。
【図２】サツマイモに病害抵抗性反応を引き起こす病原
菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏ
ｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を
処理したサツマイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生
体発光の，３９０〜５００ｎｍ発光量の５００〜６００
ｎｍ発光量に対する割合の変化の推移を示したグラフで
ある。
菌フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏ
ｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を
処理したサツマイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生
体発光の，３９０〜５００ｎｍ発光量の５００〜６００
ｎｍ発光量に対する割合の変化の推移を示したグラフで
ある。
【図３】ダイコンに病害抵抗性反応を引き起こす病原菌
フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘ
ｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を処
理したダイコン貯蔵根スライスから発生する微弱生体発
光の，２９０ｎｍ〜３９０ｎｍ，３９０〜５００ｎｍ，
５００〜６００ｎｍの波長域における発光量の経時的変
化を示したグラフである。
フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘ
ｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を処
理したダイコン貯蔵根スライスから発生する微弱生体発
光の，２９０ｎｍ〜３９０ｎｍ，３９０〜５００ｎｍ，
５００〜６００ｎｍの波長域における発光量の経時的変
化を示したグラフである。
【図４】ダイコンに病害抵抗性反応を引き起こす病原菌
フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘ
ｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を処
理したダイコン貯蔵根スライスから発生する微弱生体発
光の，３９０〜５００ｎｍ発光量の５００〜６００ｎｍ
発光量に対する割合の変化の推移を示したグラフであ
る。
フザリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘ
ｙｓｐｏｒｕｍ）ＳＫ−１０２菌株あるいは滅菌水を処
理したダイコン貯蔵根スライスから発生する微弱生体発
光の，３９０〜５００ｎｍ発光量の５００〜６００ｎｍ
発光量に対する割合の変化の推移を示したグラフであ
る。
【図５】植物に病害抵抗性反応を誘導する化学物質カル
プロパミド（Ｃａｒｐｒｏｐａｍｉｄ）を処理したサツ
マイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生体発光の，２
９０ｎｍ〜３９０ｎｍ，３９０〜５００ｎｍ，５００〜
６００ｎｍの波長域における発光量の経時的変化を示し
たグラフである。
プロパミド（Ｃａｒｐｒｏｐａｍｉｄ）を処理したサツ
マイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生体発光の，２
９０ｎｍ〜３９０ｎｍ，３９０〜５００ｎｍ，５００〜
６００ｎｍの波長域における発光量の経時的変化を示し
たグラフである。
【図６】植物に病害抵抗性反応を誘導する化学物質カル
プロパミド（Ｃａｒｐｒｏｐａｍｉｄ）を処理したサツ
マイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生体発光の，３
９０〜５００ｎｍ発光量の５００〜６００ｎｍ発光量に
対する割合の変化の推移を示したグラフである。
プロパミド（Ｃａｒｐｒｏｐａｍｉｄ）を処理したサツ
マイモ貯蔵根スライスから発生する微弱生体発光の，３
９０〜５００ｎｍ発光量の５００〜６００ｎｍ発光量に
対する割合の変化の推移を示したグラフである。
【図７】植物の生長ホルモンオーキシンの一種であるＩ
ＡＡを好適濃度（１．０ｐｐｍ）あるいは，１／１０濃
度（０．１ｐｐｍ），１０倍濃度で処理したサツマイモ
貯蔵根スライスから発生する微弱生体発光の発光量の経
時的変化を示したグラフである。
ＡＡを好適濃度（１．０ｐｐｍ）あるいは，１／１０濃
度（０．１ｐｐｍ），１０倍濃度で処理したサツマイモ
貯蔵根スライスから発生する微弱生体発光の発光量の経
時的変化を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−315320（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−203989（ＪＰ，Ａ) 九州大学工学集報 第71巻第６号 （1998）ｐ．575−581 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 33/48 - 33/98 G01N 33/15
Claims (2)
- 【請求項１】植物において観測される微弱生体発光の発
生量と波長組成を，経時的に測定，解析することで植物
の遺伝子発現の状態を把握し，病害抵抗性などのストレ
ス耐性を有する植物個体を選抜する方法。 - 【請求項２】植物において観測される微弱生体発光の発
生量と波長組成を，経時的に測定，解析することで植物
の遺伝子発現の状態を把握し，遺伝子発現の調節により
植物の生理状態を変化させる化学物質を選抜する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31725599A JP3360210B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 生体情報に基づく植物選抜システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31725599A JP3360210B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 生体情報に基づく植物選抜システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099830A JP2001099830A (ja) | 2001-04-13 |
| JP3360210B2 true JP3360210B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=18086219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31725599A Expired - Fee Related JP3360210B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 生体情報に基づく植物選抜システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360210B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4247350B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2009-04-02 | 静岡県 | 生理活性検定法及び装置 |
| JP4524473B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-08-18 | 長崎県 | 植物の受ける水分ストレスの測定方法及び装置 |
| JP2006257009A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Shizuoka Prefecture | 植物の除草剤感受性評価方法及び化合物の除草活性評価方法 |
| CN108491684B (zh) * | 2018-01-23 | 2020-08-07 | 中国农业大学 | 一种植物电信号分析方法及系统 |
| DE102018002269B4 (de) * | 2018-03-20 | 2024-03-07 | Bex-Biotec Gmbh & Co. Kg | Screeningverfahren für biostimulanzien |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP31725599A patent/JP3360210B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 九州大学工学集報 第７１巻第６号（１９９８）ｐ．５７５−５８１ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001099830A (ja) | 2001-04-13 |
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