JP4931388B2 - 植物病害抵抗性遺伝子活性化用組成物 - Google Patents
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Description
これまでの酵母細胞壁酵素分解物には植物エリシター活性が存在することは知られていた。エリシター活性とは、植物体内におけるファイトアレキシン等の抗菌性物質の合成を誘発する作用であるが、酵母細胞壁酵素分解物が植物ディフェンシン遺伝子を活性化させることについてはこれまで知られていなかった。
すなわち、本発明は、酵母細胞壁分解物を含む植物病害抵抗性遺伝子活性化用組成物を提供する。また、本発明は、酵母細胞壁分解物を含む、エチレンおよび/またはジャスモン酸シグナル伝達系を活性化させる遺伝子の活性化用組成物を提供する。さらに、本発明は、酵母細胞壁分解物を含むPDF1.2遺伝子活性化用組成物を提供する。
また、本発明は、植物病害抵抗性遺伝子活性化用組成物を調製するための酵母細胞壁分解物の使用を提供する。さらに、本発明は、エチレンおよび/またはジャスモン酸シグナル伝達系を活性化させる遺伝子の活性化用組成物を調製するための酵母細胞壁分解物の使用を提供する。さらにまた、本発明は、PDF1.2遺伝子活性化用組成物を調製するための酵母細胞壁分解物の使用を提供する。
また、本発明は、植物病害抵抗性遺伝子を活性化させるための酵母細胞壁分解物の使用を提供する。さらに、本発明は、エチレンおよび/またはジャスモン酸シグナル伝達系を活性化させる遺伝子を活性化させるための酵母細胞壁分解物の使用を提供する。さらにまた、本発明は、PDF1.2遺伝子を活性化させるための酵母細胞壁分解物の使用を提供する。
なお、本明細書において、「植物」は、植物の語自体から認識され得るもの、例えば穀物、種子、球根、草花、野菜、果実、果樹、香草(ハーブ)、花卉、光合成能を有する単細胞生物、分類学上の植物等を意味するものとする。
酵母細胞壁分解物は、例えば酵母細胞壁を、グルカナーゼを含む酵素で処理することによって得ることができる。酵母細胞壁として、酵母そのものを用いてもよく、又は自己消化法(酵母菌体内に本来あるタンパク質分解酵素等を利用して菌体を可溶化する方法)、酵素分解法(微生物や植物由来の酵素製剤を添加して可溶化する方法)、熱水抽出法(熱水中に一定時間浸漬して可溶化する方法)、酸あるいはアルカリ分解法(種々の酸あるいはアルカリを添加して可溶化する方法)、物理的破砕法(超音波処理や、高圧ホモジェナイズ法、グラスビーズ等の固形物と混合して混合・磨砕することにより破砕する方法)、凍結融解法(凍結・融解を1回以上行うことにより破砕する方法)等により得られた細胞壁、あるいは酵母から酵母エキスを抽出した後の残渣を用いてもよい。
本発明で使用する酵母としては、分類学上あるいは工業利用上酵母と称されるものであれば特に制限はなく、ビール酵母、パン酵母、清酒酵母、ウイスキー酵母、焼酎酵母、トルラ酵母、その他アルコール発酵用酵母等が挙げられる。
一方、酵母細胞壁の分解には、酵素分解法以外に、50MPaの高圧ホモジナイザーでの分解や、熱水抽出、酵母細胞壁分解菌(例えばPseudomonas paucimobilis、Arthrobacter luteusなど)を接種し酵母細胞壁分解物を得ることができる。
本発明の組成物を幼苗、及び/又は畑へ定植後の苗に与えることにより、植物ディフェンシン遺伝子を活性化させることができる。
また、本発明の組成物の形態は、液状、粉状、顆粒状等のいずれの形態で製品化してもよい。また、散布に関しては、上記製品を直接散布しても、あるいは水等で適当な濃度になるように希釈して散布してもよい。さらに、散布方法も特に限定されず、例えば、植物の種子、葉、茎等に直接散布する方法、培養苗や順化苗の葉茎に直接散布(潅水、潅注)する方法、土壌中に散布する方法等のいずれであってもよい。なお、肥料中に配合する場合、肥料としては、窒素、燐酸、カリウムを含有する化学肥料、油カス、魚カス、骨粉、海藻粉末、アミノ酸、糖類、ビタミン類などの有機質肥料等、その種類は限定されない。
水溶性溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどの2価アルコールや、グリセリンのような3価アルコール等が挙げられる。
非イオン界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、樹脂酸エステル、ポリオキシアルキレン樹脂酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、アルキル(ポリ)グリコシド、ポリオキシアルキレンアルキル(ポリ)グリコシド等が挙げられる。好ましくは、窒素原子を含まないエーテル基含有非イオン界面活性剤及びエステル基含有非イオン界面活性剤が挙げられる。特に好ましくは、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンポリグリセリン脂肪酸エステル等のオキシアルキレン基を含むエステル基含有非イオン界面活性剤や、アルキル(ポリ)グリコシド等の糖骨格を有する窒素原子を含まないエーテル基含有非イオン界面活性剤が挙げられる。
上記界面活性剤は、単独で、又は二種以上混合して使用してもよい。
エリシター活性を有する物質は、植物に固有の物質が種々知られており、対象とする植物に応じて適宜選定すればよいが、グルカンオリゴ糖、キチンオリゴ糖、キトサンオリゴ糖、ヘプタ−β−グルコシド、システミン、カゼインタンパクのキモトリプシン分解物などの外因性エリシター、オリゴガラクチュロン酸、ヘキソース、ウロン酸、ペントース、デオキシヘキソースなどの内因性エリシター、その他に、ショ糖エステル、カルボキシメチルセルロース(CMC)、カラギーナン、真菌類の菌糸分解物、海藻抽出物などが挙げられ、水溶性で安定供給可能なものが好ましい。
ビール醸造後の酵母(Saccharomyces cerevisiae)を原料とし、酵素分解法(プロテアーゼYL-15(天野エンザイム))により得られた、乾物濃度15重量%の酵母液1.5Lから遠心分離により上清を除去し、酵母細胞壁スラリー1000gを得た。水500gを加え(pH 5.5)、乾物重量に対し0.5%のプロテアーゼYL-15(天野エンザイム)を添加し、55℃で18時間反応させ、80℃で10分間処理した後に酵母細胞壁液1500gを得た。
パン酵母(Saccharomyces cerevisiae)を原料とし、酵素分解法(プロテアーゼYL-15(天野エンザイム))により得られた、乾物濃度15重量%の酵母液1.5Lから遠心分離により上清を除去し、酵母細胞壁スラリー1000gを得た。水500gを加え、pHを5.5に調整後、乾物重量に対し0.5%のYL-15(天野エンザイム)を添加し、55℃で18時間反応させ、80℃で10分間処理した後に酵母細胞壁液1500gを得た。
トルラ酵母(Candida utilis)を原料とし、酵素分解法(プロテアーゼYL-15(天野エンザイム))により得られた乾物濃度15重量%の酵母液1.5Lから遠心分離により上清を除去し、酵母細胞壁スラリー1000gを得た。水500gを加え、pHを5.5に調整後、乾物重量に対し0.5%のYL-15(天野エンザイム)を添加し、55℃で18時間反応させ、80℃で10分間処理した後に酵母細胞壁液1500gを得た。
シロイヌナズナ由来のPDF1.2プロモーターにホタルルシフェラーゼ遺伝子を連結したレポーター遺伝子をシロイヌナズナに導入した。このシロイヌナズナ種子をカナマイシン選択培地(MS寒天培地にカナマイシン(最終濃度50mg/L)、カルベニシリン(最終濃度250mg/L)を添加)の入った角プレートに播種し、本葉展開までシロイヌナズナを栽培した。
播種から20日後、6穴マルチウェルプレートに1ml/wellずつ減菌水を添加し、1wellに対しシロイヌナズナ1苗(1個体)を移し変えた。その後、500μl/wellずつ1mMルシフェリンを添加し、24時間後に上述の通り調製したビール酵母細胞壁液を凍結乾燥し、粉末化したビール細胞壁粉末を、10%、2.5%、0.625%、0.157%濃度に水で希釈し(表1)、酵母細胞壁液を調製した。この酵母細胞壁液を500μl/wellずつ添加し、12時間後にVIMカメラ(浜松ホトニクス社製)にてルシフェラーゼによる発光量を相対発光度として測定した。
酵母細胞壁液を添加した試験No.2〜No.5においては、水を500μl/well添加した対照区と比較して優位に輝度が高く、ルシフェラーゼによる発光量が増加しており、PDF1.2遺伝子が活性化されていることがわかる。
実施例1と同様にシロイヌナズナを20日間生育させ、20日経過したシロイヌナズナにルシフェリンを添加し、上述の通り調製したビール酵母細胞壁液及びパン酵母細胞壁液を500μl/wellずつ添加し、144時間後にVIMカメラ(浜松ホトニクス社製)にてルシフェラーゼによる発光量を相対発光度として測定した(表2)。
酵母細胞壁液を添加した試験No.2〜No.3においては、水を500μl/well添加した対照区(No.1)と比較して優位に輝度が高く、ルシフェラーゼによる発光量が増加しており、PDF1.2遺伝子が活性化されていることがわかる。
実施例1と同様にシロイヌナズナを20日間生育させ、20日経過したシロイヌナズナにルシフェリンを添加し、上述の通り調製したトルラ酵母細胞壁液を500μl/wellずつ添加し、144時間後にVIMカメラ(浜松ホトニクス社製)にてルシフェラーゼによる発光量を相対発光度として測定した(表3)。
酵母細胞壁液を添加した試験No.2においては、水を500μl/well添加した対照区(No.1)と比較して優位に輝度が高く、ルシフェラーゼによる発光量が増加しており、PDF1.2遺伝子が活性化されていることがわかる。
上述の通り調製したビール酵母細胞壁液を11500G 5分の遠心分離により、上清部と沈殿部に分離した。
実施例1と同様にシロイヌナズナを20日間生育させ、20日経過したシロイヌナズナにルシフェリンを添加し、ビール酵母細胞壁液上清部と沈殿部を500μl/wellずつ添加し、144時間後にVIMカメラ(浜松ホトニクス社製)にてルシフェラーゼによる発光量を相対発光度として測定した(表4)
酵母細胞壁液の沈殿部、上清部を添加した試験No.2〜No.3においては水を500μl/well添加した対照区(No.1)と比較して優位に輝度が高く、ルシフェラーゼによる発光量が増加しており、PDF1.2遺伝子が活性化されていることがわかる。また、酵母細胞壁液沈殿部より上清部の方がより強く植物ディフェンシン遺伝子PDF1.2を活性化していることがわかる。
Claims (6)
- 酵母細胞壁分解物を含む、エチレンおよび/またはジャスモン酸シグナル伝達系を活性化させる遺伝子の活性化用組成物。
- 酵母細胞壁分解物を含むPDF1.2遺伝子活性化用組成物。
- エチレンおよび/またはジャスモン酸シグナル伝達系を活性化させる遺伝子の活性化用組成物を調製するための酵母細胞壁分解物の使用。
- PDF1.2遺伝子活性化用組成物を調製するための酵母細胞壁分解物の使用。
- エチレンおよび/またはジャスモン酸シグナル伝達系を活性化させる遺伝子を活性化させるための酵母細胞壁分解物の使用。
- PDF1.2遺伝子を活性化させるための酵母細胞壁分解物の使用。
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